Redis消息队列

Redis消息队列实现异步秒杀

消息队列（Message Queue），字面意思就是存放消息的队列。最简单的消息队列模型包括3个角色：

• 消息队列：存储和管理消息，也被称为消息代理（Message Broker）
• 生产者：发送消息到消息队列
• 消费者：从消息队列获取消息并处理消息

Redis提供了三种不同的方式来实现消息队列

• list结构：基于List结构模拟消息队列
• PubSub：基本的点对点消息模型
• Stream：比较完善的消息队列模型

基于List结构模拟消息队列

消息队列（Message Queue），字面意思就是存放消息的队列。而Redis的list数据结构是一个双向链表，很容易模拟出队列效果。

队列是入口和出口不在一边，因此我们可以利用：LPUSH结合RPOP，或者RPUSH结合LPOP来实现。

不过要注意的是，当队列中没有消息时RPOP或LPOP操作会返回null，并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果。

基于List的消息队列有哪些优缺点？

优点：

• 利用Redis存储，不受限于JVM内存上限
• 基于Redis的持久化机制，数据安全性有保证
• 可以满足消息有序性

缺点：

• 无法避免消息丢失
• 只支持单消费者

基于PubSub的消息队列

PubSub（发布订阅）是Redis2.0版本引入的消息传递模型。顾名思义，消费者可以订阅一个或多个channel，生产者向对应channel发送消息后，所有订阅者都能收到相关消息。

• SUBSCRIBE channel [channel]：订阅一个或多个频道
• PUBLISH channel msg：向一个频道发送消息
• PSUBSCRIBE pattern[pattern] :订阅与pattern格式匹配的所有频道

优点：

采用发布订阅模型，支持多生产，多消费

缺点：

• 不支持数据持久化
• 无法避免消息丢失
• 消息堆积有上限，超出时数据丢失

基于Stream的消息队列

Stream是Redis5.0引入的一种新数据结构，可以实现一个功能完善的消息队列。发送消息的命令：XADD

读取消息的方式之一：XREAD

XREAD阻塞方式，读取最新的消息：

在业务开发中，我们可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息，从而实现持续监听队列的效果，伪代码如下：

STREAM类型消息队列的XREAD命令特点：

• 消息可回溯
• 一个消息可以被多个消费者读取
• 可以阻塞读取
• 有消息漏读的风险

基于Stream的消息队列-消费者组

消费者组（Consumer Group）：将多个消费者划分到一个组中，监听同一个队列。具备下列特点：

创建消费者组：

XGROUP CREATE key groupName ID [MKSTREAM]

• key:队列名称
• groupName：消费者组名称
• ID：起始ID标示，$代表队中最后一个消息，0则代表队列中第一个消息
• MKSTREAM：队列不存在时自动创建队列

其它常见命令：

#删除指定的消费者组
XGROUP DESTORY Key groupName

#给指定的消费者组添加消费者
XGROUP CREATECONSUMER key groupname consumername

#删除消费者组中的指定消费者
XGROUP DELCONSUMER key groupname consumername

从消费者组读取消息：

• group：消费组名称
• consumer：消息者名称，如果消费者不存在，会自动创建一个消费者
• count：本次查询的最大数量
• BLOCK milliseconds：当没有消息时最长等待时间
• NOACK：无需手动ACK，获取到消息后自动确定
• STREAMS key：指定队列名称
• ID：获取消息的起始ID：
  • “>”：从下一个未消费的消息开始
  • 其它：根据指定id从pending-list中获取已消费但未确认的消息，例如0，是从pending-list中的第一个消息开始

消费者监听消息的基本思路

Stream类型消息队列的XREADGROUP命令特点：

• 消息可回溯
• 可以多消费争抢消息，加快消费速度
• 可以阻塞读取
• 没有消息漏读的风险
• 有消息确认机制，保证消息至少被消费一次

Redis消息队列

基于Redis的Stream结构作为消息队列，实现异步秒杀下单

**注意：**redis 要求 5.0+因为使用到了 stream 特性。

需求：

1. 创建一个Stream类型的消息队列，名为stream.orders

   XGROUP CREATE stream.orders g1 0 MKSTREAM
   

2. 修改之前的秒杀下单Lua脚本，在认定有抢购资格后，直接向stream.orders中添加消息，内容包含voucherId，userId，orderId

   改变的lua脚本：

   --1.3.订单id
   local orderId = ARGV[3]
   
   --3.6.发送消息到队列中,XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...
   redis.call('xadd','stream.orders','*','userId',userId,'voucherId',voucherId,'id',orderId)
   

3. 项目启动时，开启一个线程任务，尝试获取stream.orders中的消息，完成下单

//线程任务
    private  class  VoucherOrderHandler implements Runnable{
        String queueName = "streams.orders";
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                try {
                    //1.获取消息队列中的订单信息 XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT1 BLOCK 2000 STREAMS streams.order
                    List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                            Consumer.from("g1", "c1"),
                            StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)),
                            StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.lastConsumed())
                    );
                    //2.判断消息获取是否成功
                    if (list ==null || list.isEmpty()) {
                        //2.1如果获取失败，说明没有消息，继续下一次循环
                        continue;
                    }
                    //3.解析消息中的订单消息
                    MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
                    Map<Object, Object> value = record.getValue();
                    VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true);
                    //4.如果获取成功，可以下单
                    handleVoucherOrder(voucherOrder);
                    //5.ACK确认   SACK stream.orders g1 id
                    stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName,"g1",record.getId());
                } catch (Exception e) {
                    log.error("处理订单异常",e);
                    //处理异常的消息
                    handlePendingList();
                }
            }
        }
        private void handlePendingList(){
            while (true){
                try {
                    //1.获取pending-list中的订单信息 XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT1 BLOCK 2000 STREAMS streams.order
                    List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                            Consumer.from("g1", "c1"),
                            StreamReadOptions.empty().count(1),
                            StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.from("0"))
                    );
                    //2.判断消息获取是否成功
                    if (list ==null || list.isEmpty()) {
                        //2.1如果获取失败，说明pending-list没有消息，结束循环
                        break;
                    }
                    //3.解析消息中的订单消息
                    MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
                    Map<Object, Object> value = record.getValue();
                    VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true);
                    //4.如果获取成功，可以下单
                    handleVoucherOrder(voucherOrder);
                    //5.ACK确认   SACK stream.orders g1 id
                    stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName,"g1",record.getId());
                } catch (Exception e) {
                    log.error("处理pending-list订单异常",e);
                    try {
                        Thread.sleep(20);
                    } catch (InterruptedException ex) {
                        ex.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }

实现下单业务

 @Override
    @Transactional
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        //获取用户
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();
        //获取订单id
        long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        //1.执行lua脚本
        Long result = stringRedisTemplate.execute(
                SECKILL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(),
                userId.toString(),
                String.valueOf(orderId)
        );
        //2.判断结果是为0
        int r = result.intValue();
        if (r !=0 ){
            //2.1.不为0,代表没有购买资格
            return  Result.fail(r==1 ? "库存不足":"不能重复下单");
        }
        //3.获取代理对象
        proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
        //3.返回订单id
        return Result.ok(orderId);
    }