訂單30分鐘未支付自動取消怎麼實現？

来源:https://www.cnblogs.com/tyson03/archive/2023/03/26/17259210.html
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目錄 瞭解需求 方案 1：資料庫輪詢 方案 2：JDK 的延遲隊列 方案 3：時間輪演算法 方案 4：redis 緩存 方案 5：使用消息隊列 瞭解需求 在開發中，往往會遇到一些關於延時任務的需求。 例如 生成訂單 30 分鐘未支付，則自動取消 生成訂單 60 秒後,給用戶發簡訊 對上述的任務，我們給 ...


目錄

  • 瞭解需求
  • 方案 1：資料庫輪詢
  • 方案 2：JDK 的延遲隊列
  • 方案 3：時間輪演算法
  • 方案 4：redis 緩存
  • 方案 5：使用消息隊列

瞭解需求

在開發中，往往會遇到一些關於延時任務的需求。

例如

  • 生成訂單 30 分鐘未支付，則自動取消
  • 生成訂單 60 秒後,給用戶發簡訊

對上述的任務，我們給一個專業的名字來形容，那就是延時任務。那麼這裡就會產生一個問題，這個延時任務和定時任務的區別究竟在哪裡呢？一共有如下幾點區別

定時任務有明確的觸發時間，延時任務沒有

定時任務有執行周期，而延時任務在某事件觸發後一段時間內執行，沒有執行周期

定時任務一般執行的是批處理操作是多個任務，而延時任務一般是單個任務

下麵，我們以判斷訂單是否超時為例，進行方案分析

本文已經收錄到Github倉庫，該倉庫包含電腦基礎、Java基礎、多線程、JVM、資料庫、Redis、Spring、Mybatis、SpringMVC、SpringBoot、分散式、微服務、設計模式、架構、校招社招分享等核心知識點，歡迎star~

Github地址

方案 1：資料庫輪詢

思路

該方案通常是在小型項目中使用，即通過一個線程定時的去掃描資料庫，通過訂單時間來判斷是否有超時的訂單，然後進行 update 或 delete 等操作

實現

可以用 quartz 來實現的，簡單介紹一下

maven 項目引入一個依賴如下所示

<dependency>
    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>
    <artifactId>quartz</artifactId>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

調用 Demo 類 MyJob 如下所示

package com.rjzheng.delay1;

import org.quartz.*;
import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;

public class MyJob implements Job {

    public void execute(JobExecutionContext context) throws JobExecutionException {
        System.out.println("要去資料庫掃描啦。。。");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 創建任務
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(MyJob.class)
                .withIdentity("job1", "group1").build();
        // 創建觸發器 每3秒鐘執行一次
        Trigger trigger = TriggerBuilder
                .newTrigger()
                .withIdentity("trigger1", "group3")
                .withSchedule(
                        SimpleScheduleBuilder
                                .simpleSchedule()
                                .withIntervalInSeconds(3).
                                repeatForever())
                .build();
        Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();
        // 將任務及其觸發器放入調度器
        scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
        // 調度器開始調度任務
        scheduler.start();
    }

}

運行代碼，可發現每隔 3 秒，輸出如下

要去資料庫掃描啦。。。

優點

簡單易行，支持集群操作

面試網站

缺點

  • 對伺服器記憶體消耗大
  • 存在延遲，比如你每隔 3 分鐘掃描一次，那最壞的延遲時間就是 3 分鐘
  • 假設你的訂單有幾千萬條，每隔幾分鐘這樣掃描一次，資料庫損耗極大

方案 2：JDK 的延遲隊列

思路

該方案是利用 JDK 自帶的 DelayQueue 來實現，這是一個無界阻塞隊列，該隊列只有在延遲期滿的時候才能從中獲取元素，放入 DelayQueue 中的對象，是必須實現 Delayed 介面的。

DelayedQueue 實現工作流程如下圖所示

其中 Poll():獲取並移除隊列的超時元素，沒有則返回空

take():獲取並移除隊列的超時元素，如果沒有則 wait 當前線程，直到有元素滿足超時條件，返回結果。

實現

定義一個類 OrderDelay 實現 Delayed，代碼如下

package com.rjzheng.delay2;

import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class OrderDelay implements Delayed {

    private String orderId;

    private long timeout;

    OrderDelay(String orderId, long timeout) {
        this.orderId = orderId;
        this.timeout = timeout + System.nanoTime();
    }

    public int compareTo(Delayed other) {
        if (other == this) {
            return 0;
        }
        OrderDelay t = (OrderDelay) other;
        long d = (getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - t.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS));
        return (d == 0) ? 0 : ((d < 0) ? -1 : 1);
    }

    // 返回距離你自定義的超時時間還有多少
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(timeout - System.nanoTime(), TimeUnit.NANOSECONDS);
    }

    void print() {
        System.out.println(orderId + "編號的訂單要刪除啦。。。。");
    }

}

運行的測試 Demo 為，我們設定延遲時間為 3 秒

package com.rjzheng.delay2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DelayQueueDemo {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        list.add("00000001");
        list.add("00000002");
        list.add("00000003");
        list.add("00000004");
        list.add("00000005");

        DelayQueue<OrderDelay> queue = newDelayQueue < OrderDelay > ();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //延遲三秒取出
            queue.put(new OrderDelay(list.get(i), TimeUnit.NANOSECONDS.convert(3, TimeUnit.SECONDS)));
            try {
                queue.take().print();
                System.out.println("After " + (System.currentTimeMillis() - start) + " MilliSeconds");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

}

輸出如下

00000001編號的訂單要刪除啦。。。。
After 3003 MilliSeconds
00000002編號的訂單要刪除啦。。。。
After 6006 MilliSeconds
00000003編號的訂單要刪除啦。。。。
After 9006 MilliSeconds
00000004編號的訂單要刪除啦。。。。
After 12008 MilliSeconds
00000005編號的訂單要刪除啦。。。。
After 15009 MilliSeconds

可以看到都是延遲 3 秒，訂單被刪除

優點

效率高,任務觸發時間延遲低。

缺點

  • 伺服器重啟後，數據全部消失，怕宕機
  • 集群擴展相當麻煩
  • 因為記憶體條件限制的原因，比如下單未付款的訂單數太多，那麼很容易就出現 OOM 異常
  • 代碼複雜度較高

方案 3：時間輪演算法

思路

先上一張時間輪的圖(這圖到處都是啦)

時間輪演算法可以類比於時鐘，如上圖箭頭（指針）按某一個方向按固定頻率輪動，每一次跳動稱為一個 tick。這樣可以看出定時輪由個 3 個重要的屬性參數，ticksPerWheel（一輪的 tick 數），tickDuration（一個 tick 的持續時間）以及 timeUnit（時間單位），例如當 ticksPerWheel=60，tickDuration=1，timeUnit=秒，這就和現實中的始終的秒針走動完全類似了。

如果當前指針指在 1 上面，我有一個任務需要 4 秒以後執行，那麼這個執行的線程回調或者消息將會被放在 5 上。那如果需要在 20 秒之後執行怎麼辦，由於這個環形結構槽數只到 8，如果要 20 秒，指針需要多轉 2 圈。位置是在 2 圈之後的 5 上面（20 % 8 + 1）

實現

我們用 Netty 的 HashedWheelTimer 來實現

給 Pom 加上下麵的依賴

<dependency>
    <groupId>io.netty</groupId>
    <artifactId>netty-all</artifactId>
    <version>4.1.24.Final</version>
</dependency>

測試代碼 HashedWheelTimerTest 如下所示

package com.rjzheng.delay3;

import io.netty.util.HashedWheelTimer;
import io.netty.util.Timeout;
import io.netty.util.Timer;
import io.netty.util.TimerTask;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class HashedWheelTimerTest {

    static class MyTimerTask implements TimerTask {

        boolean flag;

        public MyTimerTask(boolean flag) {
            this.flag = flag;
        }

        public void run(Timeout timeout) throws Exception {
            System.out.println("要去資料庫刪除訂單了。。。。");
            this.flag = false;
        }
    }

    public static void main(String[] argv) {
        MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask(true);
        Timer timer = new HashedWheelTimer();
        timer.newTimeout(timerTask, 5, TimeUnit.SECONDS);
        int i = 1;
        while (timerTask.flag) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(i + "秒過去了");
            i++;
        }
    }

}

輸出如下

1秒過去了
2秒過去了
3秒過去了
4秒過去了
5秒過去了
要去資料庫刪除訂單了。。。。
6秒過去了

優點

效率高,任務觸發時間延遲時間比 delayQueue 低，代碼複雜度比 delayQueue 低。

缺點

  • 伺服器重啟後，數據全部消失，怕宕機
  • 集群擴展相當麻煩
  • 因為記憶體條件限制的原因，比如下單未付款的訂單數太多，那麼很容易就出現 OOM 異常

方案 4：redis 緩存

思路一

利用 redis 的 zset,zset 是一個有序集合，每一個元素(member)都關聯了一個 score,通過 score 排序來取集合中的值

添加元素:ZADD key score member [[score member][score member] …]

按順序查詢元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

查詢元素 score:ZSCORE key member

移除元素:ZREM key member [member …]

測試如下

添加單個元素
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 1

添加多個元素
redis> ZADD page_rank 9 baidu.com 8 bing.com
(integer) 2

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"

查詢元素的score值
redis> ZSCORE page_rank bing.com
"8"

移除單個元素
redis> ZREM page_rank google.com
(integer) 1

redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"

那麼如何實現呢？我們將訂單超時時間戳與訂單號分別設置為 score 和 member,系統掃描第一個元素判斷是否超時，具體如下圖所示

實現一

package com.rjzheng.delay4;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.Tuple;

import java.util.Calendar;
import java.util.Set;

public class AppTest {

    private static final String ADDR = "127.0.0.1";

    private static final int PORT = 6379;

    private static JedisPool jedisPool = new JedisPool(ADDR, PORT);

    public static Jedis getJedis() {
        return jedisPool.getResource();
    }

    //生產者,生成5個訂單放進去
    public void productionDelayMessage() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            //延遲3秒
            Calendar cal1 = Calendar.getInstance();
            cal1.add(Calendar.SECOND, 3);
            int second3later = (int) (cal1.getTimeInMillis() / 1000);
            AppTest.getJedis().zadd("OrderId", second3later, "OID0000001" + i);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "ms:redis生成了一個訂單任務：訂單ID為" + "OID0000001" + i);
        }
    }

    //消費者，取訂單

    public void consumerDelayMessage() {
        Jedis jedis = AppTest.getJedis();
        while (true) {
            Set<Tuple> items = jedis.zrangeWithScores("OrderId", 0, 1);
            if (items == null || items.isEmpty()) {
                System.out.println("當前沒有等待的任務");
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                continue;
            }
            int score = (int) ((Tuple) items.toArray()[0]).getScore();
            Calendar cal = Calendar.getInstance();
            int nowSecond = (int) (cal.getTimeInMillis() / 1000);
            if (nowSecond >= score) {
                String orderId = ((Tuple) items.toArray()[0]).getElement();
                jedis.zrem("OrderId", orderId);
                System.out.println(System.currentTimeMillis() + "ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId為" + orderId);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        AppTest appTest = new AppTest();
        appTest.productionDelayMessage();
        appTest.consumerDelayMessage();
    }

}

此時對應輸出如下

可以看到，幾乎都是 3 秒之後，消費訂單。

然而，這一版存在一個致命的硬傷，在高併發條件下，多消費者會取到同一個訂單號，我們上測試代碼 ThreadTest

package com.rjzheng.delay4;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class ThreadTest {

    private static final int threadNum = 10;
    private static CountDownLatch cdl = newCountDownLatch(threadNum);

    static class DelayMessage implements Runnable {
        public void run() {
            try {
                cdl.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            AppTest appTest = new AppTest();
            appTest.consumerDelayMessage();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        AppTest appTest = new AppTest();
        appTest.productionDelayMessage();
        for (int i = 0; i < threadNum; i++) {
            new Thread(new DelayMessage()).start();
            cdl.countDown();
        }
    }

}

輸出如下所示

顯然，出現了多個線程消費同一個資源的情況。

解決方案

(1)用分散式鎖，但是用分散式鎖，性能下降了，該方案不細說。

(2)對 ZREM 的返回值進行判斷，只有大於 0 的時候，才消費數據，於是將 consumerDelayMessage()方法里的

if(nowSecond >= score){
    String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
    jedis.zrem("OrderId", orderId);
    System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId為"+orderId);
}

修改為

if (nowSecond >= score) {
    String orderId = ((Tuple) items.toArray()[0]).getElement();
    Long num = jedis.zrem("OrderId", orderId);
    if (num != null && num > 0) {
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId為" + orderId);
    }
}

在這種修改後，重新運行 ThreadTest 類，發現輸出正常了

思路二

該方案使用 redis 的 Keyspace Notifications，中文翻譯就是鍵空間機制，就是利用該機制可以在 key 失效之後，提供一個回調，實際上是 redis 會給客戶端發送一個消息。是需要 redis 版本 2.8 以上。

實現二

在 redis.conf 中，加入一條配置

notify-keyspace-events Ex

運行代碼如下

package com.rjzheng.delay5;

import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;

public class RedisTest {

    private static final String ADDR = "127.0.0.1";
    private static final int PORT = 6379;
    private static JedisPool jedis = new JedisPool(ADDR, PORT);
    private static RedisSub sub = new RedisSub();

    public static void init() {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                jedis.getResource().subscribe(sub, "__keyevent@0__:expired");
            }
        }).start();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        init();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String orderId = "OID000000" + i;
            jedis.getResource().setex(orderId, 3, orderId);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "ms:" + orderId + "訂單生成");
        }
    }

    static class RedisSub extends JedisPubSub {
        @Override
        public void onMessage(String channel, String message) {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "ms:" + message + "訂單取消");

        }
    }
}

輸出如下

可以明顯看到 3 秒過後，訂單取消了

ps:redis 的 pub/sub 機制存在一個硬傷，官網內容如下

原:Because Redis Pub/Sub is fire and forget currently there is no way to use this feature if your application demands reliable notification of events, that is, if your Pub/Sub client disconnects, and reconnects later, all the events delivered during the time the client was disconnected are lost.

翻: Redis 的發佈/訂閱目前是即發即棄(fire and forget)模式的，因此無法實現事件的可靠通知。也就是說，如果發佈/訂閱的客戶端斷鏈之後又重連，則在客戶端斷鏈期間的所有事件都丟失了。因此，方案二不是太推薦。當然，如果你對可靠性要求不高，可以使用。

優點

(1) 由於使用 Redis 作為消息通道，消息都存儲在 Redis 中。如果發送程式或者任務處理程式掛了，重啟之後，還有重新處理數據的可能性。

(2) 做集群擴展相當方便

(3) 時間準確度高

缺點

需要額外進行 redis 維護

方案 5：使用消息隊列

思路

我們可以採用 rabbitMQ 的延時隊列。RabbitMQ 具有以下兩個特性，可以實現延遲隊列

RabbitMQ 可以針對 Queue 和 Message 設置 x-message-tt，來控制消息的生存時間，如果超時，則消息變為 dead letter

lRabbitMQ 的 Queue 可以配置 x-dead-letter-exchange 和 x-dead-letter-routing-key（可選）兩個參數，用來控制隊列內出現了 deadletter，則按照這兩個參數重新路由。結合以上兩個特性，就可以模擬出延遲消息的功能,具體的，我改天再寫一篇文章，這裡再講下去，篇幅太長。

優點

高效,可以利用 rabbitmq 的分散式特性輕易的進行橫向擴展,消息支持持久化增加了可靠性。

缺點

本身的易用度要依賴於 rabbitMq 的運維.因為要引用 rabbitMq,所以複雜度和成本變高。

--end--

最後給大家分享一個Github倉庫，上面有大彬整理的300多本經典的電腦書籍PDF，包括C語言、C++、Java、Python、前端、資料庫、操作系統、電腦網路、數據結構和演算法、機器學習、編程人生等，可以star一下，下次找書直接在上面搜索，倉庫持續更新中~

Github地址：https://github.com/Tyson0314/java-books


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    話不多說，直接開乾 一.下載 1.官方鏈接下載： https://www.microsoft.com/zh-cn/sql-server/sql-server-downloads 2.在下載目錄中找到下麵這個小的安裝包 SQL2022-SSEI-Dev.exe，運行開始下載SQL server； 二. ...
  • .NET 開源高性能 MQTT 類庫
    前言 隨著物聯網（IoT）技術的迅猛發展，MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議憑藉其輕量級和高效性，已成為眾多物聯網應用的首選通信標準。 MQTTnet 作為一個高性能的 .NET 開源庫，為 .NET 平臺上的 MQTT 客戶端與伺服器開發提供了強大的支持。 本文將全面介紹 MQTTnet 的核心功能 ...
  • Serilog文檔翻譯系列（六） - 可用的接收器、增強器、格式化輸出
    Serilog支持多種接收器用於日誌存儲，增強器用於添加屬性，LogContext管理動態屬性，支持多種輸出格式包括純文本、JSON及ExpressionTemplate。還提供了自定義格式化選項，適用於不同需求。 ...
  • 警惕 Visual Studio 屬性求值副作用導致邏輯不符合預期
    目錄簡介獲取 HTML 文檔解析 HTML 文檔測試參考文章 簡介 動態內容網站使用 JavaScript 腳本動態檢索和渲染數據，爬取信息時需要模擬瀏覽器行為，否則獲取到的源碼基本是空的。 本文使用的爬取步驟如下： 使用 Selenium 獲取渲染後的 HTML 文檔 使用 HtmlAgility ...
  • [使用目前最新版]HybridCLR6.9.0+YooAsset2.2.4實現純C# Unity熱更新方案 (一)
    1.前言 什麼是熱更新 游戲或者軟體更新時，無需重新下載客戶端進行安裝，而是在應用程式啟動的情況下，在內部進行資源或者代碼更新 Unity目前常用熱更新解決方案 HybridCLR，Xlua，ILRuntime等 Unity目前常用資源管理解決方案 AssetBundles，Addressable， ...
  • 在 ASP.NET Core Web API 中使用操作篩選器統一處理通用操作
    本文章主要是在C# ASP.NET Core Web API框架實現向手機發送驗證碼簡訊功能。這裡我選擇是一個互億無線簡訊驗證碼平臺，其實像阿裡雲，騰訊雲上面也可以。 首先我們先去 互億無線 https://www.ihuyi.com/api/sms.html 去註冊一個賬號 註冊完成賬號後，它會送 ...
  • 第28篇 如何.net中實現高效可靠數據同步api
    通過以下方式可以高效，並保證數據同步的可靠性 1.API設計 使用RESTful設計，確保API端點明確，並使用適當的HTTP方法（如POST用於創建，PUT用於更新）。 設計清晰的請求和響應模型，以確保客戶端能夠理解預期格式。 2.數據驗證 在伺服器端進行嚴格的數據驗證，確保接收到的數據符合預期格 ...
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