Redis学习笔记——黑马点评 消息队列25-30
前言:
学习收获:
Redis消息队列:
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
- 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
通过消息队列解除耦合,提高工作效率。使秒杀抢单的业务和写入数据库业务分离,解除里耦合。提高了并发能力。
消息队列是一个独立与JVM的服务,不受JVM的内存影响,解决了内存限制问题。并且消息队列不仅仅是做一个数据存储的问题,还有一个数据安全的问题,存进消息队列的所有消息会做持久化操作,并且还会确保每个消息至少执行一次。
Redis通过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
List模拟消息队列:
Redis的list数据结构是一个双向链表,很容易模拟出队列效果。队列时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。不过可以通过使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果。
与阻塞队列相比,它是在JVM以外的独立的存储,不用依赖内存,不用担心存储上限的问题。并且Redis支持数据持久化,如果宕机了,数据也还存在。
基于List消息队列的优缺点:
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:无法实现一条消息被很多消费者消费的需求
基于PubSub(发布订阅)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,生产者向对于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]:订阅于pattern格式匹配的所有频道
并且基于PubSub的消息队列天生就是堵塞的。
基于PubSub消息队列的优缺点:
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
List有数据持久化,是应为他本来就是做数据存储的,只是我们把他当作消息队列来用了。而Redis用来做数据存储的都支持数据持久化。而PubSub他本来就是做消息发送的,因此当我们发送一条消息是,如果这个频道没有被任务消费者订阅时,那么这条消息就可能丢失。
基于Stream的消息队列:
Stream是Redis5.0引入的一种新的数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。他是一种以数据流为核心设计理念的消息中间件,它将消息视为连续的数据流进行处理,具备高吞吐量、低延迟、持久化存储和实时流处理等特性。
- 发送消息的命令:
- 读消息的方式之一:
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:
基于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
上面我们介绍的消费方式都是单消费方式,容易发生消息堆积导致消息丢失,所以我们需要改用消费者组的模式。
消费者组:将多个消费者划分到一个组中,监听同一个队列。
- 消息分流:队列中的消息会分流给组内的不同消费者,而不是重复消费,从而加快消息处理速度
- 消息标示:消费者会维护一个标示,记录最后一个被处理的消息,哪怕消费者宕机重启,还会从标示之后读取消息。确保每一个消息都会被消费
- 消息确认:消费者获取消息后,消息处于pending状态,并存入一个pending-list。当处理完成后需要通过XACK来确认消息,标记消息为已处理,才会从pending-list移除。
这里的消息确认会确保所有消息至少会被消费一次,就不会有出现获取到消息,但是没有消费的情况。
常见命令:
# 创建消费者组
XGROUP CREATE key groupName ID
# 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
# 删除消费者组中指定消费者
XGROUP DELCONSUMER key groupName consumerName
# 从消费者组中读取消息
XREADGROUP GROUP
stream
类型消息队列的XREADGROUP
命令特点:
-
消息可回溯
-
可以多消费者争抢消息,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
消除了漏读的风险,会标记上一次消费 消费到哪里了,然后从此处继续消费。
总结:
Stream的消息确认仅支持消费者的确认机制,不支持生产者的确认机制(如果生产者再发消息使,消息丢失)。
基于Redis的Stream实现异步秒杀下单:
1. 创建一个Stream的消息队列,名为stream.orders
2. 之前是在java代码中取调用lua脚本,仅仅判断有没有资格,然后取利用java代码去王阻塞队列里添加。但现在使发消息,就是redis的命令,直接lua脚本里发送,减少了java代码,和与redis的交互。
在VoucherOrderServiceImpl中编写Java代码:
/*** 抢购秒杀券** @param voucherId* @return*/@Transactional@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) {Long userId = ThreadLocalUtls.getUser().getId();long orderId = redisIdWorker.nextId(SECKILL_VOUCHER_ORDER);// 1、执行Lua脚本,判断用户是否具有秒杀资格Long result = null;try {result = stringRedisTemplate.execute(SECKILL_SCRIPT,Collections.emptyList(),voucherId.toString(),userId.toString(),String.valueOf(orderId));} catch (Exception e) {log.error("Lua脚本执行失败");throw new RuntimeException(e);}if (result != null && !result.equals(0L)) {// result为1表示库存不足,result为2表示用户已下单int r = result.intValue();return Result.fail(r == 2 ? "不能重复下单" : "库存不足");}// 2、result为0,下单成功,直接返回ok// 索取锁成功,创建代理对象,使用代理对象调用第三方事务方法, 防止事务失效IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();this.proxy = proxy;return Result.ok();}
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3.
- 获取消息队列中的订单信息
- 判断消息获取是否成功
- 如果获取失败,说明没有消息,继续下一次循环
- 如果获取成功,则可以下单
- ACK确认
qps1000、平均值889、异常率0%、吞吐量474.2,可以看到stream
实现的消息队列并没有比Java的BlockingQueue
实现的消息队列高多少性能,但是stream实现的信息队列比BlockingQueue实现的消息队列的可靠性和灵活性要高一大截。