基于Spring Boot的RabbitMQ延时队列技术实现

基于Spring Boot的RabbitMQ延时队列技术实现

延时队列应用场景

• 订单系统：30分钟未支付订单自动取消

1. 用户下单 → 发送延时消息（30分钟TTL）
2. 消息进入普通队列等待
3. 30分钟后消息过期 → 转入死信队列
4. 消费者检查订单状态：
   - 未支付 → 执行关闭操作
   - 已支付 → 忽略

• 定时通知：预约提醒服务

场景：会议开始前15分钟提醒
1. 创建会议时发送延时消息
2. 消息存活直到会议开始前15分钟
3. 触发通知服务发送提醒

• 异步重试：失败任务延时重试机制

消息处理失败时：
1. 首次失败 → 延时5秒重试
2. 二次失败 → 延时30秒重试
3. 三次失败 → 进入死信队列人工处理

• 物流跟踪：预计送达时间状态更新

基本概念

延迟消息：发送者发送消息时指定一个时间，消费者不会立刻收到消息，而是在指定时间之后才收到消息。

延迟任务：设置在一定时间之后才执行的任务

当一个队列中的消息满足下列情况之一时，就会成为死信（dead letter）：

• 消息被拒绝且不重新入队：消费者使用 basic.reject 或 basic.nack 声明消费失败，并且消息的 requeue 参数设置为 false
• 消息过期：消息是一个过期消息（达到了队列或消息本身设置的过期时间），超时无人消费
• 队列达到最大长度：要投递的队列消息堆积满了，最早的消息可能成为死信

如果队列通过 dead-letter-exchange 属性指定了一个交换机，那么该队列中的死信就会投递到这个交换机中。这个交换机称为死信交换机（Dead Letter Exchange，简称 DLX）。

---

RabbitMQ 本身没有直接的延时队列功能，通常是通过死信队列和**TTL（Time-To-Live）**来实现的。

[生产者] → [普通队列（设置TTL）] → （消息过期）→ [死信队列] → [消费者]

实现延时队列

添加依赖

<!-- amqp 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
</dependency>
<!-- Mybatis-Plus包 -->
<dependency>
    <groupId>com.baomidou</groupId>
    <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
    <version>3.5.1</version>
</dependency>
<!-- MySQL驱动包 -->
<dependency>
    <groupId>com.mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-j</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>
<!-- lombok包 -->
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <optional>true</optional>
</dependency>

基础配置

server:
  port: 8080
spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/smbms?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useSSL=false
    username: root
    password: root
  rabbitmq:
    host: 127.0.0.1
    port: 5672
    username: guest
    password: guest
mybatis-plus:
  type-aliases-package: com.hz.pojo #类型别名所在的包
  #控制台打印sql语句
  configuration:
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl
    map-underscore-to-camel-case: false # 驼峰映射

死信队列三要素

1. DLX (Dead-Letter-Exchange)：死信转发交换机
2. DLK (Dead-Letter-Routing-Key)：死信路由键
3. TTL (Time-To-Live)：消息存活时间

配置类设计

@Configuration
public class RabbitMQConfig {

    // 业务交换机
    public static final String BUSINESS_EXCHANGE = "business.exchange";
    // 业务队列
    public static final String BUSINESS_QUEUE = "business.queue";
    // 死信交换机
    public static final String DLX_EXCHANGE = "dlx.exchange";
    // 死信队列
    public static final String DLX_QUEUE = "dlx.queue";
    
    // 业务队列路由键
    private static final String BUSINESS_ROUTING_KEY = "business.key";
    // 死信路由键
    private static final String DLX_ROUTING_KEY = "dlx.key";

    // 声明业务交换机（直连型）
    @Bean
    public DirectExchange businessExchange() {
        return new DirectExchange(BUSINESS_EXCHANGE);
    }

    // 声明死信交换机
    @Bean
    public DirectExchange dlxExchange() {
        return new DirectExchange(DLX_EXCHANGE);
    }

    // 声明业务队列（绑定死信属性）
    @Bean
    public Queue businessQueue() {
        Map<String, Object> args = new HashMap<>();
        args.put("x-dead-letter-exchange", DLX_EXCHANGE); // 设置死信交换机
        args.put("x-dead-letter-routing-key", DLX_ROUTING_KEY); // 设置死信路由键
        args.put("x-message-ttl", 10000); // 队列统一TTL（单位：毫秒）
        return new Queue(BUSINESS_QUEUE, true, false, false, args);
    }

    // 声明死信队列
    @Bean
    public Queue dlxQueue() {
        return new Queue(DLX_QUEUE);
    }

    // 绑定业务队列到交换机
    @Bean
    public Binding businessBinding() {
        return BindingBuilder.bind(businessQueue())
               .to(businessExchange())
               .with(BUSINESS_ROUTING_KEY);
    }

    // 绑定死信队列到交换机
    @Bean
    public Binding dlxBinding() {
        return BindingBuilder.bind(dlxQueue())
               .to(dlxExchange())
               .with(DLX_ROUTING_KEY);
    }
}

消息生产者

@Service
public class MessageProducer {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    /**
     * 发送延时消息
     * @param message 消息内容
     * @param ttl 单位：秒
     */
    public void sendDelayMessage(String message, int ttl) {
        // 消息属性设置
        MessagePostProcessor processor = message -> {
            message.getMessageProperties()
                   .setExpiration(String.valueOf(ttl * 1000)); // 消息级别TTL
            return message;
        };

        rabbitTemplate.convertAndSend(
            RabbitMQConfig.BUSINESS_EXCHANGE,
            RabbitMQConfig.BUSINESS_ROUTING_KEY,
            message,
            processor
        );
    }
}

消息消费者

@Component
public class MessageConsumer {
    @Autowired
    private BillService billService;
    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.DLX_QUEUE)
    public void processDelayMessage(String billCode) {
        System.out.println("收到延时消息：" + billCode);
        billService.closeBill(billCode);
        System.out.println("超时未支付，订单已关闭--------------");
    }
}

两种TTL设置方式

队列级别TTL

args.put("x-message-ttl", 10000);

队列中所有消息统一过期时间；消息实际存活时间 = 队列TTL；性能更优（RabbitMQ统一处理）

消息级别TTL

message.getMessageProperties().setExpiration("5000");

每个消息可以设置不同TTL；实际存活时间取最小值（队列TTL vs 消息TTL）；需要逐个处理消息，性能开销较大

订单超时关闭实例

订单服务

@Service
public class BillService {
    @Autowired
    private MessageProducer messageProducer;
    @Resource
    private BillMapper billMapper;
    public void createBill(Bill bill) {
        // 保存订单到数据库
        bill.setIsPayment(1); // 设置初始状态 1:未支付 2：已支付 3:已关闭
        billMapper.insert(bill);
        // 发送延时消息(10s)
        messageProducer.sendDelayMessage(bill.getBillCode(), 10);
    }
    
    public void closeBill(String billCode) {
        Bill bill = billMapper.selectOne(new QueryWrapper<Bill>().eq("billCode", billCode));
        if (bill != null && bill.getIsPayment() == 1) {
            bill.setIsPayment(3);
            billMapper.updateById(bill);
        }
    }
}

消息处理

@RestController
@RequestMapping("/bill")
public class BillController {
    @Autowired
    private BillService billService;
    @GetMapping("/send")
    public String send(){
        // 创建测试订单
        Bill bill = new Bill();
        bill.setBillCode("BILL2025_999");
        bill.setProductName("可口可乐");
        // 创建账单并发送延时消息
        billService.createBill(bill);

        return "订单创建成功，10秒后未支付将自动关闭。订单号：" + bill.getBillCode();
    }
}

流程：

1. 访问 localhost:8080/bill/send 创建测试订单

   

2. 订单初始状态为待支付（1）

   

3. 消息经过10秒延迟进入死信队列

   

4. 消费者处理消息时检查订单状态

5. 若仍为未支付状态，更新为已关闭（3）

   

延迟消息插件

RabbitMQ 提供了官方插件 rabbitmq_delayed_message_exchange，它允许你发送延迟消息而无需设置消息的 TTL 和死信队列。这个插件提供了一个新的交换机类型 x-delayed-message，可以用来实现消息的延迟投递。

安装插件

可以从 RabbitMQ 的插件页面下载，或者直接使用以下命令进行安装（假设 RabbitMQ 安装在默认位置）：

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

安装完成后，重启 RabbitMQ 服务。

配置延迟交换机

@Bean
public CustomExchange delayedExchange() {
    Map<String, Object> args = new HashMap<>();
    args.put("x-delayed-type", "direct");
    return new CustomExchange("delayed.exchange", "x-delayed-message", true, false, args);
}

// 发送消息时设置延迟头
rabbitTemplate.convertAndSend("delayed.exchange", "routing.key", message, msg -> {
    msg.getMessageProperties().setHeader("x-delay", 5000);
    return msg;
});