订单30分钟未支付自动取消怎么实现?

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订单30分钟未支付自动取消怎么实现?

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目录

  • 了解需求
  • 方案 1:数据库轮询
  • 方案 2:JDK 的延迟队列
  • 方案 3:时间轮算法
  • 方案 4:redis 缓存
  • 方案 5:使用消息队列

了解需求

在开发中,往往会遇到一些关于延时任务的需求。

例如

  • 生成订单 30 分钟未支付,则自动取消
  • 生成订单 60 秒后,给用户发短信

对上述的任务,我们给一个专业的名字来形容,那就是延时任务。那么这里就会产生一个问题,这个延时任务和定时任务的区别究竟在哪里呢?一共有如下几点区别

定时任务有明确的触发时间,延时任务没有

定时任务有执行周期,而延时任务在某事件触发后一段时间内执行,没有执行周期

定时任务一般执行的是批处理操作是多个任务,而延时任务一般是单个任务

下面,我们以判断订单是否超时为例,进行方案分析

方案 1:数据库轮询

思路

该方案通常是在小型项目中使用,即通过一个线程定时的去扫描数据库,通过订单时间来判断是否有超时的订单,然后进行 update 或 delete 等操作

实现

可以用 quartz 来实现的,简单介绍一下

maven 项目引入一个依赖如下所示

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

调用 Demo 类 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("要去数据库扫描啦。。。");
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建任务
        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(MyJob.class)
                .withIdentity("job1", "group1").build();
        // 创建触发器 每3秒钟执行一次
        Trigger trigger = TriggerBuilder
                .newTrigger()
                .withIdentity("trigger1", "group3")
                .withSchedule(
                        SimpleScheduleBuilder
                                .simpleSchedule()
                                .withIntervalInSeconds(3).
                                repeatForever())
                .build();
        Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();
        // 将任务及其触发器放入调度器
        scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);
        // 调度器开始调度任务
        scheduler.start();
    }

}

运行代码,可发现每隔 3 秒,输出如下

要去数据库扫描啦。。。

优点

简单易行,支持集群操作

缺点

  • 对服务器内存消耗大
  • 存在延迟,比如你每隔 3 分钟扫描一次,那最坏的延迟时间就是 3 分钟
  • 假设你的订单有几千万条,每隔几分钟这样扫描一次,数据库损耗极大

方案 2:JDK 的延迟队列

思路

该方案是利用 JDK 自带的 DelayQueue 来实现,这是一个无界阻塞队列,该队列只有在延迟期满的时候才能从中获取元素,放入 DelayQueue 中的对象,是必须实现 Delayed 接口的。

DelayedQueue 实现工作流程如下图所示

其中 Poll():获取并移除队列的超时元素,没有则返回空

take():获取并移除队列的超时元素,如果没有则 wait 当前线程,直到有元素满足超时条件,返回结果。

实现

定义一个类 OrderDelay 实现 Delayed,代码如下

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);
    }

    // 返回距离你自定义的超时时间还有多少
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(timeout - System.nanoTime(), TimeUnit.NANOSECONDS);
    }

    void print() {
        System.out.println(orderId + "编号的订单要删除啦。。。。");
    }

}

运行的测试 Demo 为,我们设定延迟时间为 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++) {
            //延迟三秒取出
            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();
            }
        }
    }

}

输出如下

00000001编号的订单要删除啦。。。。
After 3003 MilliSeconds
00000002编号的订单要删除啦。。。。
After 6006 MilliSeconds
00000003编号的订单要删除啦。。。。
After 9006 MilliSeconds
00000004编号的订单要删除啦。。。。
After 12008 MilliSeconds
00000005编号的订单要删除啦。。。。
After 15009 MilliSeconds

可以看到都是延迟 3 秒,订单被删除

优点

效率高,任务触发时间延迟低。

缺点

  • 服务器重启后,数据全部消失,怕宕机
  • 集群扩展相当麻烦
  • 因为内存条件限制的原因,比如下单未付款的订单数太多,那么很容易就出现 OOM 异常
  • 代码复杂度较高

方案 3:时间轮算法

思路

先上一张时间轮的图(这图到处都是啦)

时间轮算法可以类比于时钟,如上图箭头(指针)按某一个方向按固定频率轮动,每一次跳动称为一个 tick。这样可以看出定时轮由个 3 个重要的属性参数,ticksPerWheel(一轮的 tick 数),tickDuration(一个 tick 的持续时间)以及 timeUnit(时间单位),例如当 ticksPerWheel=60,tickDuration=1,timeUnit=秒,这就和现实中的始终的秒针走动完全类似了。

如果当前指针指在 1 上面,我有一个任务需要 4 秒以后执行,那么这个执行的线程回调或者消息将会被放在 5 上。那如果需要在 20 秒之后执行怎么办,由于这个环形结构槽数只到 8,如果要 20 秒,指针需要多转 2 圈。位置是在 2 圈之后的 5 上面(20 % 8 + 1)

实现

我们用 Netty 的 HashedWheelTimer 来实现

给 Pom 加上下面的依赖

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

测试代码 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("要去数据库删除订单了。。。。");
            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 + "秒过去了");
            i++;
        }
    }

}

输出如下

1秒过去了
2秒过去了
3秒过去了
4秒过去了
5秒过去了
要去数据库删除订单了。。。。
6秒过去了

优点

效率高,任务触发时间延迟时间比 delayQueue 低,代码复杂度比 delayQueue 低。

缺点

  • 服务器重启后,数据全部消失,怕宕机
  • 集群扩展相当麻烦
  • 因为内存条件限制的原因,比如下单未付款的订单数太多,那么很容易就出现 OOM 异常

方案 4:redis 缓存

思路一

利用 redis 的 zset,zset 是一个有序集合,每一个元素(member)都关联了一个 score,通过 score 排序来取集合中的值

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

按顺序查询元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

查询元素 score:ZSCORE key member

移除元素:ZREM key member [member …]

测试如下

添加单个元素
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 1

添加多个元素
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"

查询元素的score值
redis> ZSCORE page_rank bing.com
"8"

移除单个元素
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"

那么如何实现呢?我们将订单超时时间戳与订单号分别设置为 score 和 member,系统扫描第一个元素判断是否超时,具体如下图所示