Redis 过期监听怎么实现的

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前言

Redis 过期监听

RabbitMQ 死信

时间轮

结论

前言

日前拜读阿牛老师的大作《领导：谁再用定时任务实现关闭订单，立马滚蛋！》发现其方案有若干瑕疵，特此抛砖引玉讨论一二。

在电商、支付等领域，往往会有这样的场景，用户下单后放弃支付了，那这笔订单会在指定的时间段后进行关闭操作。

细心的你一定发现了像某宝、某东都有这样的逻辑，而且时间很准确，误差在 1s 内，那他们是怎么实现的呢？

一般实现的方法有几种：

使用 RocketMQ、RabbitMQ、Pulsar 等消息队列的延时投递功能

使用 Redisson 提供的 DelayedQueue

有一些方案虽然广为流传但存在着致命缺陷，不要用来实现延时任务：

使用 Redis 的过期监听

使用 RabbitMQ的死信队列

使用非持久化的时间轮

Redis 过期监听

在 Redis 官方手册的 keyspace-notifications: timing-of-expired-events 中明确指出：

Basically expired events are generated when the Redis server deletes the key and not when the time to live theoretically reaches the value of zero

Redis 自动过期的实现方式是：定时任务离线扫描并删除部分过期键；在访问键时惰性检查是否过期并删除过期键。

Redis 从未保证会在设定的过期时间立即删除并发送过期通知。实际上，过期通知晚于设定的过期时间数分钟的情况也比较常见。

此外键空间通知采用的是发送即忘（fire and forget）策略，并不像消息队列一样保证送达。当订阅事件的客户端会丢失所有在断线期间所有分发给它的事件。

这是一种比定时扫描数据库更 “LOW” 的解决方案，请不要使用。

RabbitMQ 死信

死信（Dead Letter）是 RabbitMQ 提供的一种机制。

当一条消息满足下列条件之一那么它会成为死信：

消息被否定确认（如 channel.basicNack）并且此时 requeue 属性被设置为 false。

消息在队列的存活时间超过设置的 TTL 时间

消息队列的消息数量已经超过最大队列长度

若配置了死信队列，死信会被 RabbitMQ 投到死信队列中。

在 RabbitMQ 中创建死信队列的操作流程大概是：

创建一个交换机作为死信交换机

在业务队列中配置 x-dead-letter-exchange 和 x-dead-letter-routing-key，将第一步的交换机设为业务队列的死信交换机

在死信交换机上创建队列，并监听此队列

死信队列的设计目的是为了存储没有被正常消费的消息，便于排查和重新投递。死信队列同样也没有对投递时间做出保证，在第一条消息成为死信之前，后面的消息即使过期也不会投递为死信。

为了解决这个问题，Rabbit 官方推出了延迟投递插件 rabbitmq-delayed-message-exchange ，推荐使用官方插件来做延时消息。

这里说点题外话，使用 Redis 过期监听或者 RabbitMQ 死信队列做延时任务都是以设计者预想之外的方式使用中间件，这种出其不意必自毙的行为通常会存在某些隐患，比如缺乏一致性和可靠性保证，吞吐量较低、资源泄漏等。

比较出名的一个事例是很多人使用 Redis 的 List 作为消息队列，以致于最后作者看不下去写了 Disque 并最后演变为 Redis Stream。工作中还是尽量不要滥用中间件，用专业的组件做专业的事。

时间轮

时间轮是一种很优秀的定时任务的数据结构，然而绝大多数时间轮实现是纯内存没有持久化的。

运行时间轮的进程崩溃之后其中所有的任务都会灰飞烟灭，所以奉劝各位勇士谨慎使用。

| Redisson DelayQueue

Redisson DelayQueue 是一种基于 Redis Zset 结构的延时队列实现。DelayQueue 中有一个名为 timeoutSetName 的有序集合，其中元素的 score 为投递时间戳。

DelayQueue 会定时使用 zrangebyscore 扫描已到投递时间的消息，然后把它们移动到就绪消息列表中。

DelayQueue 保证 Redis 不崩溃的情况下不会丢失消息，在没有更好的解决方案时不妨一试。

在数据库索引设计良好的情况下，定时扫描数据库中未完成的订单产生的开销并没有想象中那么大。

在使用 Redisson DelayQueue 等定时任务中间件时可以同时使用扫描数据库的方法作为补偿机制，避免中间件故障造成任务丢失。

结论

总结了几点如下：

首先推荐使用 RocketMQ、Pulsar 等拥有定时投递功能的消息队列。

在不方便获得专业消息队列时可以考虑使用 Redisson DelayQueue 等基于 Redis 的延时队列方案，但要为 Redis 崩溃等情况设计补偿保护机制。

在无法使用 Redisson DelayQueue 等方案时可以考虑使用时间轮。由于时间轮重启远比 Redis 重启要频繁，定时扫库等保护机制更为重要。

永远不要使用 Redis 过期监听实现定时任务。

原文标题：永远不要使用Redis过期监听实现定时任务！

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审核编辑：彭静