使用 Kotlin+RocketMQ 实现延时消息

一. 延时消息

延时消息是指消息被发送以后,并不想让消费者立即拿到消息,而是等待指定时间后,消费者才拿到这个消息进行消费。

使用延时消息的典型场景,例如:

  • 在电商系统中,用户下完订单30分钟内没支付,则订单可能会被取消。
  • 在电商系统中,用户七天内没有评价商品,则默认好评。

这些场景对应的解决方案,包括:

  • 轮询遍历数据库记录
  • JDK 的 DelayQueue
  • ScheduledExecutorService
  • 基于 Quartz 的定时任务
  • 基于 Redis 的 zset 实现延时队列。

除此之外,还可以使用消息队列来实现延时消息,例如 RocketMQ。

二. RocketMQ

RocketMQ 是一个分布式消息和流数据平台,具有低延迟、高性能、高可靠性、万亿级容量和灵活的可扩展性。RocketMQ 是2012年阿里巴巴开源的第三代分布式消息中间件。

RocketMQ 架构.png

三. RocketMQ 实现延时消息

3.1 业务背景

我们的系统完成某项操作之后,会推送事件消息到业务方的接口。当我们调用业务方的通知接口返回值为成功时,表示本次推送消息成功;当返回值为失败时,则会多次推送消息,直到返回成功为止(保证至少成功一次)。

当我们推送失败后,虽然会进行多次推送消息,但并不是立即进行。会有一定的延迟,并按照一定的规则进行推送消息。

例如:1小时后尝试推送、3小时后尝试推送、1天后尝试推送、3天后尝试推送等等。因此,考虑使用延时消息实现该功能。

3.2 生产者(Producer)

生产者负责产生消息,生产者向消息服务器发送由业务应用程序系统生成的消息。

首先,定义一个支持延时发送的 AbstractProducer。

abstract class AbstractProducer :ProducerBean() {
    var producerId: String? = null
    var topic: String? = null
    var tag: String?=null
    var timeoutMillis: Int? = null
    var delaySendTimeMills: Long? = null

    val log = LogFactory.getLog(this.javaClass)

    open fun sendMessage(messageBody: Any, tag: String) {
        val msgBody = JSON.toJSONString(messageBody)
        val message = Message(topic, tag, msgBody.toByteArray())

        if (delaySendTimeMills != null) {
            val startDeliverTime = System.currentTimeMillis() + delaySendTimeMills!!
            message.startDeliverTime = startDeliverTime
            log.info( "send delay message producer startDeliverTime:${startDeliverTime}currentTime :${System.currentTimeMillis()}")
        }
        val logMessageId = buildLogMessageId(message)
        try {
            val sendResult = send(message)
            log.info(logMessageId + "producer messageId: " + sendResult.getMessageId() + "\n" + "messageBody: " + msgBody)
        } catch (e: Exception) {
            log.error(logMessageId + "messageBody: " + msgBody + "\n" + " error: " + e.message, e)
        }

    }

    fun buildLogMessageId(message: Message): String {
        return "topic: " + message.topic + "\n" +
                "producer: " + producerId + "\n" +
                "tag: " + message.tag + "\n" +
                "key: " + message.key + "\n"
    }
}

根据业务需要,增加一个支持重试机制的 Producer

@Component
@ConfigurationProperties("mqs.ons.producers.xxx-producer")
@Configuration
@Data
class CleanReportPushEventProducer :AbstractProducer() {

    lateinit var delaySecondList:List<Long>

    fun sendMessage(messageBody: CleanReportPushEventMessage){
        //重试超过次数之后不再发事件
        if (delaySecondList!=null) {

            if(messageBody.times>=delaySecondList.size){
                return
            }
            val msgBody = JSON.toJSONString(messageBody)
            val message = Message(topic, tag, msgBody.toByteArray())
            val delayTimeMills = delaySecondList[messageBody.times]*1000L
            message.startDeliverTime =  System.currentTimeMillis() + delayTimeMills
            log.info( "messageBody: " + msgBody+ "startDeliverTime: "+message.startDeliverTime )
            val logMessageId = buildLogMessageId(message)
            try {
                val sendResult = send(message)
                log.info(logMessageId + "producer messageId: " + sendResult.getMessageId() + "\n" + "messageBody: " + msgBody)
            } catch (e: Exception) {
                log.error(logMessageId + "messageBody: " + msgBody + "\n" + " error: " + e.message, e)
            }
        }
    }
}

在 CleanReportPushEventProducer 中,超过了重试的次数就不会再发送消息了。

每一次延时消息的时间也会不同,因此需要根据重试的次数来获取这个delayTimeMills 。

通过 System.currentTimeMillis() + delayTimeMills 可以设置 message 的 startDeliverTime。然后调用 send(message) 即可发送延时消息。

我们使用商用版的 RocketMQ,因此支持精度为秒级别的延迟消息。在开源版本中,RocketMQ 只支持18个特定级别的延迟消息。:(

3.3 消费者(Consumer)

消费者负责消费消息,消费者从消息服务器拉取信息并将其输入用户应用程序。

定义 Push 类型的 AbstractConsumer:

@Data
abstract class AbstractConsumer ():MessageListener{

    var consumerId: String? = null

    lateinit var subscribeOptions: List<SubscribeOptions>

    var threadNums: Int? = null

    val log = LogFactory.getLog(this.javaClass)

    override  fun consume(message: Message, context: ConsumeContext): Action {
        val logMessageId = buildLogMessageId(message)
        val body = String(message.body)
        try {
            log.info(logMessageId + " body: " + body)
            val result = consumeInternal(message, context, JSON.parseObject(body, getMessageBodyType(message.tag)))
            log.info(logMessageId + " result: " + result.name)
            return result
        } catch (e: Exception) {
            if (message.reconsumeTimes >= 3) {
                log.error(logMessageId + " error: " + e.message, e)
            }
            return Action.ReconsumeLater
        }

    }

    abstract fun getMessageBodyType(tag: String): Type?

    abstract fun consumeInternal(message: Message, context: ConsumeContext, obj: Any): Action

    protected fun buildLogMessageId(message: Message): String {
        return "topic: " + message.topic + "\n" +
                "consumer: " + consumerId + "\n" +
                "tag: " + message.tag + "\n" +
                "key: " + message.key + "\n" +
                "MsgId:" + message.msgID + "\n" +
                "BornTimestamp" + message.bornTimestamp + "\n" +
                "StartDeliverTime:" + message.startDeliverTime + "\n" +
                "ReconsumeTimes:" + message.reconsumeTimes + "\n"
    }
}

再定义具体的消费者,并且在消费失败之后能够再发送一次消息。

@Configuration
@ConfigurationProperties("mqs.ons.consumers.clean-report-push-event-consumer")
@Data
class CleanReportPushEventConsumer(val cleanReportService: CleanReportService,val eventProducer:CleanReportPushEventProducer):AbstractConsumer() {

    val logger: Logger = LoggerFactory.getLogger(this.javaClass)

    override fun consumeInternal(message: Message, context: ConsumeContext, obj: Any): Action {
        if(obj is  CleanReportPushEventMessage){
            //清除事件
            logger.info("consumer clean-report event report_id:${obj.id} ")

            //消费失败之后再发送一次消息
            if(!cleanReportService.sendCleanReportEvent(obj.id)){
                val times = obj.times+1
                eventProducer.sendMessage(CleanReportPushEventMessage(obj.id,times))
            }
        }
        return Action.CommitMessage
    }

    override fun getMessageBodyType(tag: String): Type? {
        return CleanReportPushEventMessage::class.java
    }
}

其中,cleanReportService 的 sendCleanReportEvent() 会通过 http 的方式调用业务方提供的接口,进行事件消息的推送。如果推送失败了,则会进行下一次的推送。

最后,定义 ConsumerFactory

@Component
class ConsumerFactory(val consumers: List<AbstractConsumer>,val aliyunOnsOptions: AliyunOnsOptions) {

    val logger: Logger = LoggerFactory.getLogger(this.javaClass)


    @PostConstruct
    fun start() {
        CompletableFuture.runAsync{
            consumers.stream().forEach {
                val properties = buildProperties(it.consumerId!!, it.threadNums)
                val consumer = ONSFactory.createConsumer(properties)
                if (it.subscribeOptions != null && !it.subscribeOptions!!.isEmpty()) {
                    for (options in it.subscribeOptions!!) {
                        consumer.subscribe(options.topic, options.tag, it)
                    }
                    consumer.start()
                    val message = "\n".plus(
                            it.subscribeOptions!!.stream().map{ a -> String.format("topic: %s, tag: %s has been started", a.topic, a.tag)}
                                    .collect(Collectors.toList<Any>()))
                    logger.info(String.format("consumer: %s\n", message))
                }
            }
        }
    }

    private fun buildProperties(consumerId: String,threadNums: Int?): Properties {
        val properties = Properties()
        properties.put(PropertyKeyConst.ConsumerId, consumerId)
        properties.put(PropertyKeyConst.AccessKey, aliyunOnsOptions.accessKey)
        properties.put(PropertyKeyConst.SecretKey, aliyunOnsOptions.secretKey)
        if (StringUtils.isNotEmpty(aliyunOnsOptions.onsAddr)) {
            properties.put(PropertyKeyConst.ONSAddr, aliyunOnsOptions.onsAddr)
        } else {
            // 测试环境接入RocketMQ
            properties.put(PropertyKeyConst.NAMESRV_ADDR, aliyunOnsOptions.nameServerAddress)
        }
        properties.put(PropertyKeyConst.ConsumeThreadNums, threadNums!!)
        return properties
    }
}

四. 总结

正如本文开头曾介绍过,可以使用多种方式来实现延时消息。然而,我们的系统本身就大量使用了 RocketMQ,借助成熟的 RocketMQ 实现延时消息不失为一种可靠而又方便的方式。

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