7. 延迟队列

7.1. 延迟队列概念

延时队列,队列内部是有序的，最重要的特性就体现在它的延时属性上，延时队列中的元素是希望

在指定时间到了以后或之前取出和处理，简单来说，延时队列就是用来存放需要在指定时间被处理的

元素的队列。

7.2. 延迟队列使用场景

1.订单在十分钟之内未支付则自动取消
2.新创建的店铺，如果在十天内都没有上传过商品，则自动发送消息提醒。
3.用户注册成功后，如果三天内没有登陆则进行短信提醒。
4.用户发起退款，如果三天内没有得到处理则通知相关运营人员。
5.预定会议后，需要在预定的时间点前十分钟通知各个与会人员参加会议

这些场景都有一个特点，需要在某个事件发生之后或者之前的指定时间点完成某一项任务，如：

发生订单生成事件，在十分钟之后检查该订单支付状态，然后将未支付的订单进行关闭；看起来似乎

使用定时任务，一直轮询数据，每秒查一次，取出需要被处理的数据，然后处理不就完事了吗？如果

数据量比较少，确实可以这样做，比如：对于“如果账单一周内未支付则进行自动结算”这样的需求，

如果对于时间不是严格限制，而是宽松意义上的一周，那么每天晚上跑个定时任务检查一下所有未支

付的账单，确实也是一个可行的方案。但对于数据量比较大，并且时效性较强的场景，如：“订单十

分钟内未支付则关闭“，短期内未支付的订单数据可能会有很多，活动期间甚至会达到百万甚至千万

级别，对这么庞大的数据量仍旧使用轮询的方式显然是不可取的，很可能在一秒内无法完成所有订单

的检查，同时会给数据库带来很大压力，无法满足业务要求而且性能低下。

7.3. RabbitMQ 中的 TTL

TTL 是什么呢？TTL 是 RabbitMQ 中一个消息或者队列的属性，表明一条消息或者该队列中的所有

消息的最大存活时间，单位是毫秒。换句话说，如果一条消息设置了 TTL 属性或者进入了设置TTL 属性的队列，那么这条消息如果在TTL 设置的时间内没有被消费，则会成为"死信"。如果同时配置了队列的TTL 和消息的 TTL，那么较小的那个值将会被使用，有两种方式设置 TTL。

7.3.1. 消息设置TTL

另一种方式便是针对每条消息设置TTL

7.3.2. 队列设置TTL

第一种是在创建队列的时候设置队列的“ x-message-ttl”属性

7.3.3. 两者的区别

如果设置了队列的 TTL 属性，那么一旦消息过期，就会被队列丢弃(如果配置了死信队列被丢到死信队

列中)，而第二种方式，消息即使过期，也不一定会被马上丢弃，因为消息是否过期是在即将投递到消费者

之前判定的，如果当前队列有严重的消息积压情况，则已过期的消息也许还能存活较长时间；另外，还需

要注意的一点是，如果不设置 TTL，表示消息永远不会过期，如果将 TTL 设置为 0，则表示除非此时可以

直接投递该消息到消费者，否则该消息将会被丢弃。

前一小节我们介绍了死信队列，刚刚又介绍了 TTL，至此利用 RabbitMQ 实现延时队列的两大要素已

经集齐，接下来只需要将它们进行融合，再加入一点点调味料，延时队列就可以新鲜出炉了。想想看，延

时队列，不就是想要消息延迟多久被处理吗，TTL 则刚好能让消息在延迟多久之后成为死信，另一方面，

成为死信的消息都会被投递到死信队列里，这样只需要消费者一直消费死信队列里的消息就完事了，因为

里面的消息都是希望被立即处理的消息。

7.4. 整合 springboot

pom.xml<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>1.2.73</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency><dependency><groupId>io.springfox</groupId><artifactId>springfox-swagger2</artifactId><version>2.9.2</version></dependency><dependency><groupId>io.springfox</groupId><artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId><version>2.9.2</version></dependency><dependency><groupId>org.springframework.amqp</groupId><artifactId>spring-rabbit-test</artifactId><scope>test</scope></dependency></dependencies>

配置文件

 spring.rabbitmq.host=192.168.163,128spring.rabbitmq.port=5672spring.rabbitmq.username=adminspring.rabbitmq.password=123

添加Swagger配置类

@Configuration@EnableSwagger2public class SwaggerConfig {@Beanpublic Docket webApiConfig(){return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2).groupName("webApi").apiInfo(webApiInfo()).select().build();}private ApiInfo webApiInfo(){return new ApiInfoBuilder().title("rabbitmq接口文档").description("本文档描述了rabbitmq微服务接口定义").version("1.0").contact(new Contact("enjoy6288","http://atguigu.com","123456@qq.com")).build();}
}

7.5. 队列 TTL

7.5.1. 代码架构图

创建两个队列 QA 和 QB，两者队列 TTL 分别设置为 10S 和 40S，然后在创建一个交换机 X 和死信交

换机 Y，它们的类型都是direct，创建一个死信队列 QD，它们的绑定关系如下

7.5.2. 配置文件类代码

package com.xingchen.mq.config;import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.HashMap;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.config* @date 2022/12/7 11:52*/
@Configuration
public class TtlQueueConfig {/*** 普通交换机*/private static final String X_EXCHANGE = "X";/*** 死信交换机*/private static final String Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE = "Y";/*** 普通队列*/private static final String QUEUE_A = "QA";private static final String QUEUE_B = "QB";/*** 死信队列*/private static final String DEAD_LETTER_QUEUE = "QD";/*** 新的普通队列*/private static final String QUEUE_C = "QC";/*** 声明XExchange  别名*/@Bean("xExchange")public DirectExchange xDirectExchange() {return new DirectExchange(X_EXCHANGE);}/*** 声明XExchange  别名*/@Bean("yExchange")public DirectExchange yDirectExchange() {return new DirectExchange(Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);}/*** 声明queueA*/@Bean("queueA")public Queue queueA() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");/**设置过期时间*/map.put("x-message-ttl", 10000);return QueueBuilder.durable(QUEUE_A).withArguments(map).build();}/*** 声明queueB*/@Bean("queueB")public Queue queueB() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");/**设置过期时间*/map.put("x-message-ttl", 40000);return QueueBuilder.durable(QUEUE_B).withArguments(map).build();}/*** 声明queueC* 用来存放发送者自定义的延迟队列 因此取消定义队列过期时间*/@Bean("queueC")public Queue queueC() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");return QueueBuilder.durable(QUEUE_C).withArguments(map).build();}/*** 声明死信队列*/@Bean("queueD")public Queue queueD() {return QueueBuilder.durable(DEAD_LETTER_QUEUE).build();}/*** 队列和交换机绑定*/@Beanpublic Binding queueABindingX(@Qualifier("queueA") Queue queueA,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueA).to(xExchange).with("XA").noargs();}@Beanpublic Binding queueBBindingX(@Qualifier("queueB") Queue queueB,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueB).to(xExchange).with("XB").noargs();}@Beanpublic Binding queueCBindingY(@Qualifier("queueC") Queue queueC,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueC).to(xExchange).with("XC").noargs();}@Beanpublic Binding queueDBindingY(@Qualifier("queueD") Queue queueD,@Qualifier("yExchange") Exchange yExchange) {return BindingBuilder.bind(queueD).to(yExchange).with("YD").noargs();}
}

7.5.3. 消息生产者代码

package com.xingchen.mq.controller;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import javax.annotation.Resource;
import java.util.Date;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.controller* @date 2022/12/7 11:53*/
@RestController
@RequestMapping("/ttl")
@Slf4j
public class MsgController {@Resourceprivate RabbitTemplate rabbitTemplate;/*** 开始发消息*/@GetMapping("/sendMsg/{msg}")public void sendMsg(@PathVariable("msg") String msg) {/**后者会给占位符赋值，实现动态传递*/log.info("当前时间:{},发送一条消息给两个TTL队列", new Date().toString(), msg);rabbitTemplate.convertAndSend("X", "XA", "消息来自ttl为10s的队列:" + msg);rabbitTemplate.convertAndSend("X", "XB", "消息来自ttl为40s的队列:" + msg);}
}
7.5.4. 消息消费者代码package com.xingchen.mq.consumer;import com.rabbitmq.client.Channel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Date;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.consumer* @date 2022/12/7 12:08*/
@Component
@Slf4j
public class DeadLetterConsumer {/*** 接收消息*/@RabbitListener(queues = {"QD"})public void receiveD(Message msg, Channel channel) throws Exception {String result = new String(msg.getBody());log.info("当前时间:{},收到死信队列的消息: {}", new Date(), result);}
}

测试

发起一个请求 http://localhost:8080/ttl/sendMsg/嘻嘻嘻

第一条消息在 10S 后变成了死信消息，然后被消费者消费掉，第二条消息在 40S 之后变成了死信消息，

然后被消费掉，这样一个延时队列就打造完成了。

不过，如果这样使用的话，岂不是每增加一个新的时间需求，就要新增一个队列，这里只有 10S 和 40S

两个时间选项，如果需要一个小时后处理，那么就需要增加TTL 为一个小时的队列，如果是预定会议室然

后提前通知这样的场景，岂不是要增加无数个队列才能满足需求？

7.6. 延时队列优化

7.6.1. 代码架构图

在这里新增了一个队列 QC,绑定关系如下,该队列不设置TTL 时间

7.6.2. 配置文件类代码

package com.xingchen.mq.config;import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.HashMap;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.config* @date 2022/12/7 11:52*/
@Configuration
public class TtlQueueConfig {/*** 普通交换机*/private static final String X_EXCHANGE = "X";/*** 死信交换机*/private static final String Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE = "Y";/*** 普通队列*/private static final String QUEUE_A = "QA";private static final String QUEUE_B = "QB";/*** 死信队列*/private static final String DEAD_LETTER_QUEUE = "QD";/*** 新的普通队列*/private static final String QUEUE_C = "QC";/*** 声明XExchange  别名*/@Bean("xExchange")public DirectExchange xDirectExchange() {return new DirectExchange(X_EXCHANGE);}/*** 声明XExchange  别名*/@Bean("yExchange")public DirectExchange yDirectExchange() {return new DirectExchange(Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);}/*** 声明queueA*/@Bean("queueA")public Queue queueA() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");/**设置过期时间*/map.put("x-message-ttl", 10000);return QueueBuilder.durable(QUEUE_A).withArguments(map).build();}/*** 声明queueB*/@Bean("queueB")public Queue queueB() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");/**设置过期时间*/map.put("x-message-ttl", 40000);return QueueBuilder.durable(QUEUE_B).withArguments(map).build();}/*** 声明queueC* 用来存放发送者自定义的延迟队列 因此取消定义队列过期时间*/@Bean("queueC")public Queue queueC() {HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(4);/**设置死信队列的交换机*/map.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);/**设置死信队列的routingKey*/map.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");return QueueBuilder.durable(QUEUE_C).withArguments(map).build();}/*** 声明死信队列*/@Bean("queueD")public Queue queueD() {return QueueBuilder.durable(DEAD_LETTER_QUEUE).build();}/*** 队列和交换机绑定*/@Beanpublic Binding queueABindingX(@Qualifier("queueA") Queue queueA,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueA).to(xExchange).with("XA").noargs();}@Beanpublic Binding queueBBindingX(@Qualifier("queueB") Queue queueB,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueB).to(xExchange).with("XB").noargs();}@Beanpublic Binding queueCBindingY(@Qualifier("queueC") Queue queueC,@Qualifier("xExchange") Exchange xExchange) {return BindingBuilder.bind(queueC).to(xExchange).with("XC").noargs();}@Beanpublic Binding queueDBindingY(@Qualifier("queueD") Queue queueD,@Qualifier("yExchange") Exchange yExchange) {return BindingBuilder.bind(queueD).to(yExchange).with("YD").noargs();}
}

生产者

/*** 开始发定义有过期时间的消息*/@GetMapping("/sendMsg/{msg}/{ttlTime}")public void sendExpireMsg(@PathVariable("msg") String msg, @PathVariable("ttlTime") String ttlTime) {/**后者会给占位符赋值，实现动态传递*/log.info("当前时间:{},发送一条时长是{}ms的TTL消息给QC队列,内容是{}", new Date(), ttlTime, msg);rabbitTemplate.convertAndSend("X", "XC", "ttl消息为" + ttlTime + "的时间，内容为:" + msg, message -> {/**生产者设置过期时间*/message.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);return message;});}

测试

http://localhost:8080/ttl/sendExpirationMsg/你好 1/20000

http://localhost:8080/ttl/sendExpirationMsg/你好 2/2000

看起来似乎没什么问题，但是在最开始的时候，就介绍过如果使用在消息属性上设置 TTL 的方式，消

息可能并不会按时“死亡“，因为 RabbitMQ 只会检查第一个消息是否过期，如果过期则丢到死信队列，

如果第一个消息的延时时长很长，而第二个消息的延时时长很短，第二个消息并不会优先得到执行。

7.7. Rabbitmq 插件实现延迟队列

上文中提到的问题，确实是一个问题，如果不能实现在消息粒度上的 TTL，并使其在设置的TTL 时间

及时死亡，就无法设计成一个通用的延时队列。那如何解决呢，接下来我们就去解决该问题。

7.7.1. 安装延时队列插件

在官网上下载 https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html，下载

rabbitmq_delayed_message_exchange 插件，然后解压放置到 RabbitMQ 的插件目录。

进入 RabbitMQ 的安装目录下的 plgins 目录，执行下面命令让该插件生效，然后重启 RabbitMQ

/usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.8.8/plugins

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

7.7.2. 代码架构图

在这里新增了一个队列delayed.queue,一个自定义交换机 delayed.exchange，绑定关系如下:

7.7.3. 配置文件类代码

在我们自定义的交换机中，这是一种新的交换类型，该类型消息支持延迟投递机制消息传递后并

不会立即投递到目标队列中，而是存储在 mnesia(一个分布式数据系统)表中，当达到投递时间时，才

投递到目标队列中

package com.xingchen.mq.config;import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.util.HashMap;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.config* @date 2022/12/7 13:27*/
@Configuration
public class DelayedQueueConfig {/*** 交换机* 队列* routingKey*/private static final String DELAYED_EXCHANGE_NAME = "delayed.exchange";private static final String DELAYED_QUEUE_NAME = "delayed.queue";private static final String DELAYED_ROUTING_KEY = "delayed.routingkey";/*** 声明队列*/@Beanpublic Queue delayedQueue() {return new Queue(DELAYED_QUEUE_NAME);}/*** 声明交换机 基于插件的*/@Beanpublic CustomExchange delayedExchange() {/*** 1、交换机名称* 2、交换机类型* 3、是否持久化* 4、是否自动删除* 5、参数* */HashMap<String, Object> map = new HashMap<>(2);/**固定参数*/map.put("x-delayed-type", "direct");return new CustomExchange(DELAYED_EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message", true, false, map);}/*** 绑定交换机和队列*/@Beanpublic Binding queueBindingExchange(@Qualifier("delayedQueue") Queue queue,@Qualifier("delayedExchange") Exchange exchange) {return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with(DELAYED_ROUTING_KEY).noargs();}
}

7.7.4. 消息生产者代码

  /*** 基于插件的延时队列*/@GetMapping("/sendDelayedMsg/{msg}/{delayedTime}")public void sendDelayedMsg(@PathVariable("msg") String msg, @PathVariable("delayedTime") Integer delayedTime) {/**后者会给占位符赋值，实现动态传递*/log.info("当前时间:{},发送一条时长是{}ms的延时消息给QC队列,内容是{}", new Date(), delayedTime, msg);rabbitTemplate.convertAndSend("delayed.exchange", "delayed.routingkey","延时消息的时间是" + delayedTime + "，内容为:" + msg, message -> {/**生产者设置延时时间 *//**和上面的有区别*/message.getMessageProperties().setDelay(delayedTime);return message;});}

7.7.5. 消息消费者代码

package com.xingchen.mq.consumer;import com.rabbitmq.client.Channel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Date;/*** @author xingchen* @version V1.0* @Package com.xingchen.mq.consumer* @date 2022/12/7 13:40*/
@Component
@Slf4j
public class DelayedConsumer {@RabbitListener(queues = {"delayed.queue"})public void receiveMsg(Message message, Channel channel) {String msg = new String(message.getBody());log.info("当前时间为{}，收到延迟消息为{}", new Date(), msg);}
}

发起请求：

http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby1/20000

http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby2/2000

第二个消息被先消费掉了，符合预期

7.8. 总结

延时队列在需要延时处理的场景下非常有用，使用 RabbitMQ 来实现延时队列可以很好的利用

RabbitMQ 的特性，如：消息可靠发送、消息可靠投递、死信队列来保障消息至少被消费一次以及未被正

确处理的消息不会被丢弃。另外，通过 RabbitMQ 集群的特性，可以很好的解决单点故障问题，不会因为

单个节点挂掉导致延时队列不可用或者消息丢失。

当然，延时队列还有很多其它选择，比如利用 Java 的 DelayQueue，利用 Redis 的 zset，利用 Quartz

或者利用 kafka 的时间轮，这些方式各有特点,看需要适用的场景

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