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Node.js结合RabbitMQ延迟队列实现定时任务

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Node.js 微服务

实际业务中对于定时任务的需求是不可避免的，例如，订单超时自动取消、每天定时拉取数据等，在Node.js中系统层面提供了setTimeout、setInterval两个API或通过node-schedule这种第三方库来实现。

通过这种方式实现对于简单的定时任务是ok的，过于复杂的、可用性要求较高的系统就会存在以下缺点。

存在的一些问题
1. 消耗系统内存，如果定时任务很多，长时间得不到释放，将会一直占用系统进程耗费内存。
2. 单线程如何保障出现系统崩溃后之前的定时任务不受影响？多进程集群模式下一致性的保证？
3. setTimeout、setInterval会存在时间误差，对于时间精度要求较高的是不行的。
RabbitMQ TTL+DLX 实现定时任务

RabbitMQ本身是不支持的，可以通过它提供的两个特性Time-To-Live and Expiration、Dead Letter Exchanges来实现，通过以下泳道图可以看到一个消息从发布到消费的整个过程。

死信队列

死信队列全称 Dead-Letter-Exchange 简称 DLX 是 RabbitMQ 中交换器的一种类型，消息在一段时间之后没有被消费就会变成死信被重新 publish 到另一个 DLX 交换器队列中，因此称为死信队列。

死信队列产生几种情况
- 消息被拒绝
- 消息TTL过期
- 队列达到最大长度
设置DLX的两个参数：
- deadLetterExchange: 设置DLX，当正常队列的消息成为死信后会被路由到DLX中
- deadLetterRoutingKey: 设置DLX指定的路由键

注意：Dead-Letter-Exchange也是一种普通的Exchange

消息TTL

消息的TTL指的是消息的存活时间，RabbitMQ支持消息、队列两种方式设置TTL，分别如下：

消息设置TTL：对消息的设置是在发送时进行TTL设置，通过x-message-ttl 或expiration 字段设置，单位为毫秒，代表消息的过期时间，每条消息的TTL可不同。
队列设置TTL：对队列的设置是在消息入队列时计算，通过 x-expires 设置，队列中的所有消息都有相同的过期时间，当超过了队列的超时设置，消息会自动的清除。

注意：如果以上两种方式都做了设置，消息的TTL则以两者之中最小的那个为准。

Nodejs操作RabbitMQ实现延迟队列

推荐采用 amqplib库，一个Node.js实现的RabbitMQ客户端。

初始化RabbitMQ

rabbitmq.js

// npm install amqplib
const amqp = require('amqplib');

let connection = null;

module.exports = {
    connection,

    init: () => amqp.connect('amqp://localhost:5672').then(conn => {
        connection = conn;

        console.log('rabbitmq connect success');

        return connection;
    })
}

生产者

/**
 * 路由一个死信队列
 * @param { Object } connnection 
 */
async function producerDLX(connnection) {
    const testExchange = 'testEx';
    const testQueue = 'testQu';
    const testExchangeDLX = 'testExDLX';
    const testRoutingKeyDLX = 'testRoutingKeyDLX';
    
    const ch = await connnection.createChannel();
    await ch.assertExchange(testExchange, 'direct', { durable: true });
    const queueResult = await ch.assertQueue(testQueue, {
        exclusive: false,
        deadLetterExchange: testExchangeDLX,
        deadLetterRoutingKey: testRoutingKeyDLX,
    });
    await ch.bindQueue(queueResult.queue, testExchange);
    const msg = 'hello world!';
    console.log('producer msg：', msg);
    await ch.sendToQueue(queueResult.queue, new Buffer(msg), {
        expiration: '10000'
    });
    
    ch.close();
}

消费者

consumer.js

const rabbitmq = require('./rabbitmq.js');

/**
 * 消费一个死信队列
 * @param { Object } connnection 
 */
async function consumerDLX(connnection) {
    const testExchangeDLX = 'testExDLX';
    const testRoutingKeyDLX = 'testRoutingKeyDLX';
    const testQueueDLX = 'testQueueDLX';

    const ch = await connnection.createChannel();
    await ch.assertExchange(testExchangeDLX, 'direct', { durable: true });
    const queueResult = await ch.assertQueue(testQueueDLX, {
        exclusive: false,
    });
    await ch.bindQueue(queueResult.queue, testExchangeDLX, testRoutingKeyDLX);
    await ch.consume(queueResult.queue, msg => {
        console.log('consumer msg：', msg.content.toString());
    }, { noAck: true });
}

// 消费消息
rabbitmq.init().then(connection => consumerDLX(connection));

运行查看

分别执行消费者和生产者，可以看到 producer 在44秒发布了消息，consumer 是在54秒接收到的消息，实现了定时10秒种执行

$ node consumer # 执行消费者
[2019-05-07T08:45:23.099] [INFO] default - rabbitmq connect success
[2019-05-07T08:45:54.562] [INFO] default - consumer msg： hello world!

$ node producer # 执行生产者
[2019-05-07T08:45:43.973] [INFO] default - rabbitmq connect success
[2019-05-07T08:45:44.000] [INFO] default - producer msg： hello world!