实战：十种实现延迟任务的方法，附代码！

好了，附代码话不多说，实战直接进入今天的种实主题，本文的现延主要内容如下图所示：

什么是延迟任务?

顾名思议，我们把需要延迟执行的迟任任务叫做延迟任务。

延迟任务的附代码使用场景有以下这些：

红包 24 小时未被查收，需要延迟执退还业务;每个月账单日，实战需要给用户发送当月的种实对账单;订单下单之后 30 分钟后，用户如果没有付钱，现延系统需要自动取消订单。迟任

等事件都需要使用延迟任务。附代码

延迟任务实现思路分析

延迟任务实现的实战关键是在某个时间节点执行某个任务。基于这个信息我们可以想到实现延迟任务的种实手段有以下两个：

自己手写一个“死循环”一直判断当前时间节点有没有要执行的任务;借助 JDK 或者第三方提供的工具类来实现延迟任务。

而通过 JDK 实现延迟任务我们能想到的现延关键词是：DelayQueue、ScheduledExecutorService，迟任而第三方提供的延迟任务执行方法就有很多了，例如：Redis、Netty、MQ 等手段。

延迟任务实现

下面我们将结合代码来讲解每种延迟任务的源码库具体实现。

1.无限循环实现延迟任务

此方式我们需要开启一个无限循环一直扫描任务，然后使用一个 Map 集合用来存储任务和延迟执行的时间，实现代码如下：

import java.time.Instant;

import java.time.LocalDateTime;

import java.util.HashMap;

import java.util.Iterator;

import java.util.Map;

/

**

* 延迟任务执行方法汇总

*/

public class DelayTaskExample {

// 存放定时任务

private static Map_TaskMap = new HashMap<>();

public static void main(String[] args) {

System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now());

// 添加定时任务

_TaskMap.put("task-1", Instant.now().plusSeconds(3).toEpochMilli()); // 延迟 3s

// 调用无限循环实现延迟任务

loopTask();

}

/

**

* 无限循环实现延迟任务

*/

public static void loopTask() {

Long itemLong = 0L;

while (true) {

Iterator it = _TaskMap.entrySet().iterator();

while (it.hasNext()) {

Map.Entry entry = (Map.Entry) it.next();

itemLong = (Long) entry.getValue();

// 有任务需要执行

if (Instant.now().toEpochMilli() >= itemLong) {

// 延迟任务，业务逻辑执行

System.out.println("执行任务：" + entry.getKey() +

" ，执行时间：" + LocalDateTime.now());

// 删除任务

_TaskMap.remove(entry.getKey());

}

}

}

}

}

以上程序执行的结果为：

程序启动时间：2020-04-12T18:51:28.188

执行任务：task-1 ，执行时间：2020-04-12T18:51:31.189

可以看出任务延迟了 3s 钟执行了，符合我们的预期。

2.Java API 实现延迟任务

Java API 提供了两种实现延迟任务的方法：DelayQueue 和 ScheduledExecutorService。

① ScheduledExecutorService 实现延迟任务

我们可以使用 ScheduledExecutorService 来以固定的频率一直执行任务，实现代码如下：

public class DelayTaskExample {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now());

scheduledExecutorServiceTask();

}

/

**

* ScheduledExecutorService 实现固定频率一直循环执行任务

*/

public static void scheduledExecutorServiceTask() {

ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);

executor.scheduleWithFixedDelay(

new Runnable() {

@Override

public void run() {

// 执行任务的业务代码

System.out.println("执行任务" +

" ，执行时间：" + LocalDateTime.now());

}

},

2, // 初次执行间隔

2, // 2s 执行一次

TimeUnit.SECONDS);

}

}

以上程序执行的结果为：

程序启动时间：2020-04-12T21:28:10.416

执行任务 ，执行时间：2020-04-12T21:28:12.421

执行任务 ，执行时间：2020-04-12T21:28:14.422

......

可以看出使用 ScheduledExecutorService#scheduleWithFixedDelay(...) 方法之后，会以某个频率一直循环执行延迟任务。

② DelayQueue 实现延迟任务

DelayQueue 是一个支持延时获取元素的无界阻塞队列，队列中的元素必须实现 Delayed 接口，并重写 getDelay(TimeUnit) 和 compareTo(Delayed) 方法，DelayQueue 实现延迟队列的完整代码如下：

public class DelayTest {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

DelayQueue delayQueue = new DelayQueue();

// 添加延迟任务

delayQueue.put(new DelayElement(1000));

delayQueue.put(new DelayElement(3000));

delayQueue.put(new DelayElement(5000));

System.out.println("开始时间：" + DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()));

while (!delayQueue.isEmpty()){

// 执行延迟任务

System.out.println(delayQueue.take());

}

System.out.println("结束时间：" + DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()));

}

static class DelayElement implements Delayed {

// 延迟截止时间（单面：毫秒）

long delayTime = System.currentTimeMillis();

public DelayElement(long delayTime) {

this.delayTime = (this.delayTime + delayTime);

}

@Override

// 获取剩余时间

public long getDelay(TimeUnit unit) {

return unit.convert(delayTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);

}

@Override

// 队列里元素的排序依据

public int compareTo(Delayed o) {

if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) {

return 1;

} else if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) {

return -1;

} else {

return 0;

}

}

@Override

public String toString() {

return DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date(delayTime));

}

}

}

开始时间：2020-4-12 20:40:38

2020-4-12 20:40:39

2020-4-12 20:40:41

2020-4-12 20:40:43

结束时间：2020-4-12 20:40:43

3.Redis 实现延迟任务

使用 Redis 实现延迟任务的方法大体可分为两类：通过 zset 数据判断的方式，云服务器和通过键空间通知的方式。

① 通过数据判断的方式

我们借助 zset 数据类型，把延迟任务存储在此数据集合中，然后在开启一个无线循环查询当前时间的所有任务进行消费，实现代码如下(需要借助 Jedis 框架)：

import redis.clients.jedis.Jedis;

import utils.JedisUtils;

import java.time.Instant;

import java.util.Set;

public class DelayQueueExample {

// zset key

private static final String _KEY = "myDelayQueue";

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();

// 延迟 30s 执行（30s 后的时间）

long delayTime = Instant.now().plusSeconds(30).getEpochSecond();

jedis.zadd(_KEY, delayTime, "order_1");

// 继续添加测试数据

jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_2");

jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(2).getEpochSecond(), "order_3");

jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(7).getEpochSecond(), "order_4");

jedis.zadd(_KEY, Instant.now().plusSeconds(10).getEpochSecond(), "order_5");

// 开启延迟队列

doDelayQueue(jedis);

}

/

**

* 延迟队列消费

* @param jedis Redis 客户端

*/

public static void doDelayQueue(Jedis jedis) throws InterruptedException {

while (true) {

// 当前时间

Instant nowInstant = Instant.now();

long lastSecond = nowInstant.plusSeconds(-1).getEpochSecond(); // 上一秒时间

long nowSecond = nowInstant.getEpochSecond();

// 查询当前时间的所有任务

Setdata = jedis.zrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond);

for (String item : data) {

// 消费任务

System.out.println("消费：" + item);

}

// 删除已经执行的任务

jedis.zremrangeByScore(_KEY, lastSecond, nowSecond);

Thread.sleep(1000); // 每秒轮询一次

}

}

}② 通过键空间通知

默认情况下 Redis 服务器端是不开启键空间通知的，需要我们通过 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手动开启，开启键空间通知后，我们就可以拿到每个键值过期的事件，我们利用这个机制实现了给每个人开启一个定时任务的功能，实现代码如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.JedisPubSub;

import utils.JedisUtils;

public class TaskExample {

public static final String _TOPIC = "__keyevent@0__:expired"; // 订阅频道名称

public static void main(String[] args) {

Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();

// 执行定时任务

doTask(jedis);

}

/

**

* 订阅过期消息，执行定时任务

* @param jedis Redis 客户端

*/

public static void doTask(Jedis jedis) {

// 订阅过期消息

jedis.psubscribe(new JedisPubSub() {

@Override

public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) {

// 接收到消息，执行定时任务

System.out.println("收到消息：" + message);

}

}, _TOPIC);

}

}

4.Netty 实现延迟任务

Netty 是由 JBOSS 提供的一个 Java 开源框架，它是一个基于 NIO 的客户、服务器端的编程框架，使用 Netty 可以确保你快速和简单的开发出一个网络应用，例如实现了某种协议的站群服务器客户、服务端应用。Netty 相当于简化和流线化了网络应用的编程开发过程，例如：基于 TCP 和 UDP 的 socket 服务开发。

可以使用 Netty 提供的工具类 HashedWheelTimer 来实现延迟任务，实现代码如下。

首先在项目中添加 Netty 引用，配置如下：

io.netty

netty-common

4.1.48.Final

</dependency>

Netty 实现的完整代码如下：

public class DelayTaskExample {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now());

NettyTask();

}

/

**

* 基于 Netty 的延迟任务

*/

private static void NettyTask() {

// 创建延迟任务实例

HashedWheelTimer timer = new HashedWheelTimer(3, // 时间间隔

TimeUnit.SECONDS,

100); // 时间轮中的槽数

// 创建一个任务

TimerTask task = new TimerTask() {

@Override

public void run(Timeout timeout) throws Exception {

System.out.println("执行任务" +

" ，执行时间：" + LocalDateTime.now());

}

};

// 将任务添加到延迟队列中

timer.newTimeout(task, 0, TimeUnit.SECONDS);

}

}

以上程序执行的结果为：

程序启动时间：2020-04-13T10:16:23.033

执行任务 ，执行时间：2020-04-13T10:16:26.118

HashedWheelTimer 是使用定时轮实现的，定时轮其实就是一种环型的数据结构，可以把它想象成一个时钟，分成了许多格子，每个格子代表一定的时间，在这个格子上用一个链表来保存要执行的超时任务，同时有一个指针一格一格的走，走到那个格子时就执行格子对应的延迟任务，如下图所示：

以上的图片可以理解为，时间轮大小为 8，某个时间转一格(例如 1s)，每格指向一个链表，保存着待执行的任务。

5.MQ 实现延迟任务

如果专门开启一个 MQ 中间件来执行延迟任务，就有点杀鸡用宰牛刀般的奢侈了，不过已经有了 MQ 环境的话，用它来实现延迟任务的话，还是可取的。

几乎所有的 MQ 中间件都可以实现延迟任务，在这里更准确的叫法应该叫延队列。本文就使用 RabbitMQ 为例，来看它是如何实现延迟任务的。

RabbitMQ 实现延迟队列的方式有两种：

通过消息过期后进入死信交换器，再由交换器转发到延迟消费队列，实现延迟功能;使用 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件实现延迟功能。

注意：延迟插件 rabbitmq-delayed-message-exchange 是在 RabbitMQ 3.5.7 及以上的版本才支持的，依赖 Erlang/OPT 18.0 及以上运行环境。

由于使用死信交换器比较麻烦，所以推荐使用第二种实现方式 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件的方式实现延迟队列的功能。

首先，我们需要下载并安装 rabbitmq-delayed-message-exchange 插件，下载地址：http://www.rabbitmq.com/community-plugins.html

选择相应的对应的版本进行下载，然后拷贝到 RabbitMQ 服务器目录，使用命令 rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange 开启插件，在使用命令 rabbitmq-plugins list 查询安装的所有插件，安装成功如下图所示：

最后重启 RabbitMQ 服务，使插件生效。

首先，我们先要配置消息队列，实现代码如下：

import com.example.rabbitmq.mq.DirectConfig;

import org.springframework.amqp.core.*;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

@Configuration

public class DelayedConfig {

final static String QUEUE_NAME = "delayed.goods.order";

final static String EXCHANGE_NAME = "delayedec";

@Bean

public Queue queue() {

return new Queue(DelayedConfig.QUEUE_NAME);

}

// 配置默认的交换机

@Bean

CustomExchange customExchange() {

Mapargs = new HashMap<>();

args.put("x-delayed-type", "direct");

//参数二为类型：必须是x-delayed-message

return new CustomExchange(DelayedConfig.EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message", true, false, args);

}

// 绑定队列到交换器

@Bean

Binding binding(Queue queue, CustomExchange exchange) {

return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with(DelayedConfig.QUEUE_NAME).noargs();

}

}

然后添加增加消息的代码，具体实现如下：

import org.springframework.amqp.AmqpException;

import org.springframework.amqp.core.AmqpTemplate;

import org.springframework.amqp.core.Message;

import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

@Component

public class DelayedSender {

@Autowired

private AmqpTemplate rabbitTemplate;

public void send(String msg) {

SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

System.out.println("发送时间：" + sf.format(new Date()));

rabbitTemplate.convertAndSend(DelayedConfig.EXCHANGE_NAME, DelayedConfig.QUEUE_NAME, msg, new MessagePostProcessor() {

@Override

public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException {

message.getMessageProperties().setHeader("x-delay", 3000);

return message;

}

});

}

}

再添加消费消息的代码：

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitHandler;

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

@Component

@RabbitListener(queues = "delayed.goods.order")

public class DelayedReceiver {

@RabbitHandler

public void process(String msg) {

SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

System.out.println("接收时间:" + sdf.format(new Date()));

System.out.println("消息内容：" + msg);

}

}

最后，我们使用代码测试一下：

import com.example.rabbitmq.RabbitmqApplication;

import com.example.rabbitmq.mq.delayed.DelayedSender;

import org.junit.Test;

import org.junit.runner.RunWith;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import org.springframework.test.context.junit4.SpringRunner;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

@RunWith(SpringRunner.class)

@SpringBootTest

public class DelayedTest {

@Autowired

private DelayedSender sender;

@Test

public void Test() throws InterruptedException {

SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

sender.send("Hi Admin.");

Thread.sleep(5 * 1000); //等待接收程序执行之后，再退出测试

}

}

以上程序的执行结果如下：

发送时间：2020-04-13 20:47:51

接收时间:2020-04-13 20:47:54

消息内容：Hi Admin.

从结果可以看出，以上程序执行符合延迟任务的实现预期。

6.使用 Spring 定时任务

如果你使用的是 Spring 或 SpringBoot 的项目的话，可以使用借助 Scheduled 来实现，本文将使用 SpringBoot 项目来演示 Scheduled 的实现，实现我们需要声明开启 Scheduled，实现代码如下：

@SpringBootApplication

@EnableScheduling

public class Application {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(Application.class, args);

}

}

然后添加延迟任务，实现代码如下：

@Component

public class ScheduleJobs {

@Scheduled(fixedDelay = 2 * 1000)

public void fixedDelayJob() throws InterruptedException {

System.out.println("任务执行，时间：" + LocalDateTime.now());

}

}

此时当我们启动项目之后就可以看到任务以延迟了 2s 的形式一直循环执行，结果如下：

任务执行，时间：2020-04-13T14:07:53.349

任务执行，时间：2020-04-13T14:07:55.350

任务执行，时间：2020-04-13T14:07:57.351

...

我们也可以使用 Corn 表达式来定义任务执行的频率，例如使用 @Scheduled(cron = "0/4 * * * * ?") 。

7.Quartz 实现延迟任务

Quartz 是一款功能强大的任务调度器，可以实现较为复杂的调度功能，它还支持分布式的任务调度。

我们使用 Quartz 来实现一个延迟任务，首先定义一个执行任务代码如下：

import org.quartz.JobExecutionContext;

import org.quartz.JobExecutionException;

import org.springframework.scheduling.quartz.QuartzJobBean;

import java.time.LocalDateTime;

public class SampleJob extends QuartzJobBean {

@Override

protected void executeInternal(JobExecutionContext jobExecutionContext)

throws JobExecutionException {

System.out.println("任务执行，时间：" + LocalDateTime.now());

}

}

在定义一个 JobDetail 和 Trigger 实现代码如下：

import org.quartz.*;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration

public class SampleScheduler {

@Bean

public JobDetail sampleJobDetail() {

return JobBuilder.newJob(SampleJob.class).withIdentity("sampleJob")

.storeDurably().build();

}

@Bean

public Trigger sampleJobTrigger() {

// 3s 后执行

SimpleScheduleBuilder scheduleBuilder =

SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule().withIntervalInSeconds(3).withRepeatCount(1);

return TriggerBuilder.newTrigger().forJob(sampleJobDetail()).withIdentity("sampleTrigger")

.withSchedule(scheduleBuilder).build();

}

}

最后在 SpringBoot 项目启动之后开启延迟任务，实现代码如下：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.boot.CommandLineRunner;

import org.springframework.scheduling.quartz.SchedulerFactoryBean;

/

**

* SpringBoot 项目启动后执行

*/

public class MyStartupRunner implements CommandLineRunner {

@Autowired

private SchedulerFactoryBean schedulerFactoryBean;

@Autowired

private SampleScheduler sampleScheduler;

@Override

public void run(String... args) throws Exception {

// 启动定时任务

schedulerFactoryBean.getScheduler().scheduleJob(

sampleScheduler.sampleJobTrigger());

}

}

以上程序的执行结果如下：

2020-04-13 19:02:12.331 INFO 17768 --- [ restartedMain]com.example.demo.DemoApplication : Started DemoApplication in 1.815 seconds (JVM running for 3.088)任务执行，时间：2020-04-13T19:02:15.019

从结果可以看出在项目启动 3s 之后执行了延迟任务。

总结

本文讲了延迟任务的使用场景，以及延迟任务的 10 种实现方式：

手动无线循环;ScheduledExecutorService;DelayQueue;Redis zset 数据判断的方式;Redis 键空间通知的方式;Netty 提供的 HashedWheelTimer 工具类;RabbitMQ 死信队列;RabbitMQ 延迟消息插件 rabbitmq-delayed-message-exchange;Spring Scheduled;Quartz。