redis实现消息队列和rabbitmq的优缺点
redis实现消息队列的优点:
- 性能高:redis是内存数据库,读写速度快,适合高并发的消息推送。
- 数据结构丰富:redis支持多种数据结构,如列表(list)、集合(set)、有序集合(zset)等,可以实现多种消息队列模式。
- 易用性:redis的命令简单,学习成本低,易于上手。
- 持久化:redis支持rdb和aof持久化,能够保证数据的安全。
- 分布式支持:redis支持主从复制、哨兵和集群,可以实现高可用和分布式架构。
redis实现消息队列的缺点:
- 功能有限:相比于专业的消息队列中间件,redis的消息队列功能相对简单,不支持复杂的消息路由、事务、消息优先级等特性。
- 消息可靠性:redis没有内置的消息确认机制,需要自行实现,可能会增加开发复杂度。
- 数据量限制:受内存限制,redis不适合存储大量消息。
- 消息持久化问题:虽然redis支持持久化,但在大数据量情况下,持久化可能会影响性能。
rabbitmq的优点:
- 功能强大:rabbitmq是一个专业的消息队列中间件,支持消息持久化、事务、消息优先级、延迟消息、死信队列等高级特性。
- 高可用性:rabbitmq支持镜像队列,可以实现高可用架构。
- 灵活的路由:rabbitmq支持多种交换机类型(direct, topic, headers, fanout),可以实现复杂的消息路由。
- 客户端支持广泛:rabbitmq有多种语言客户端,方便集成。
- 社区活跃:rabbitmq有活跃的社区,问题解决速度快。
rabbitmq的缺点:
- 性能相对较低:相比于redis,rabbitmq的性能略低,尤其是在高并发场景下。
- 资源消耗:rabbitmq需要更多的系统资源,如cpu和内存。
- 复杂性:rabbitmq的概念模型较为复杂,学习曲线较陡峭
redis适合于需要高速读写、轻量级消息队列的场景,如果业务对消息队列的功能要求不高,且已经使用了redis,可以考虑使用redis实现消息队列。其他情况下还是建议使用rabbitmq
1.spring data redis
这是spring框架提供的一个用于简化redis操作的模块。
初始准备
1.1首先配置pom依赖
<dependency> <groupid>org.springframework.boot</groupid> <artifactid>spring-boot-starter-data-redis</artifactid> </dependency>
1.2 在yml中配置redis相关信息
由于spring.redis.host 这种配置已经被弃用,在新版的springboot中,需要在spring.data.redis.host 进行配置
spring: data: redis: # 改为自己的地址和密码 host: 10.69.37.213 port: 6379 password: jolly # 连接超时时间,单位ms connect-timeout: 50000 # 选择第几个数据库,默认为0,最大值15 database: 0 lettuce: pool: # 最大的活跃连接数,不会超过这个数,根据项目预期并发量调整 max-active: 50 # max-idle 指定了连接池中的最大空闲连接数。 # 空闲连接是指那些没有被使用,但是已经创建并且保持在连接池中的连接 # 这个值应该与max-active相匹配或者稍微低一些, # 以保持连接池中有足够的空闲连接来处理突发请求。 # 设置得太高可能会导致资源浪费,因为空闲连接会占用内存和其他资源。 max-idle: 30 #这个配置指定了连接池中的最小空闲连接数。 #这个设置可以确保连接池始终保持一定数量的空闲连接,以便在请求到来时可以立即使用,而不需要等待连接的创建。 # 这个值应该根据你的应用程序的基线负载来设置 min-idle: 10 # 当连接池达到最大活跃连接数时,客户端等待可用连接的最大时间(以毫秒为单位)。-1 表示无限等待 # 如果设置为一个正数,那么在等待时间超过这个值后,会抛出一个异常。 max-wait: -1
1.3 设置redis的序列化
为了防止存入到redis的数据出现乱码的情况,进行序列化的设置
import org.springframework.context.annotation.bean; import org.springframework.context.annotation.configuration; import org.springframework.data.redis.connection.redisconnectionfactory; import org.springframework.data.redis.core.redistemplate; import org.springframework.data.redis.serializer.jackson2jsonredisserializer; import org.springframework.data.redis.serializer.stringredisserializer; import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.conditionalonmissingbean; @configuration public class redisconfig { @conditionalonmissingbean(name = "redistemplate") @bean public redistemplate<object, object> redistemplate(redisconnectionfactory connectionfactory) { redistemplate<object, object> template = new redistemplate<>(); template.setconnectionfactory(connectionfactory); // 默认为utf-8,可以进行修改 template.setkeyserializer(new stringredisserializer()); // 原版默认使用jdk的序列化方式jdkserializationredisserializer jackson2jsonredisserializer serializer = new jackson2jsonredisserializer(object.class); template.setvalueserializer(serializer); // 设置hash的序列化化方式 template.sethashkeyserializer(new stringredisserializer()); template.sethashvalueserializer(serializer); // 设置属性 template.afterpropertiesset(); return template; } }
2.redis实现消息队列的方式
2.1 使用redis的list实现消息队列
首先构造一个简单的订单类,用于后面消息队列测试
import lombok.allargsconstructor; import lombok.data; @data @allargsconstructor public class order implements serializable { private int id; private string userid; private string goodname; }
我们使用最简单的方式来实现消息队列,直接不断轮询list中是否有消息
import jakarta.annotation.resource; import org.springframework.data.redis.core.redistemplate; import org.springframework.web.bind.annotation.getmapping; import org.springframework.web.bind.annotation.restcontroller; @restcontroller public class mq { @resource private redistemplate<string, object> redistemplate; // 队列名 private final string queue = "order_queue"; @getmapping("/order") public void order(){ // 为了模拟消息的获取,异步开启一个线程,进行消息处理 thread thread = new thread(() -> { try { processdata(); } catch (interruptedexception e) { throw new runtimeexception(e); } }); thread.start(); // 模拟产生10条消息,放入队列 for (int i = 0; i < 10; i++) { order order = new order(i, i, "goods" + i); redistemplate.opsforlist().leftpush(queue, order); system.out.println("放入消息队列:"+i); } } // 处理消息,不断的轮询队列中的消息 public void processdata() throws interruptedexception { while (true){ object order = redistemplate.opsforlist().rightpop(queue); if(order == null){ system.out.println("当前没有消息"); thread.sleep(1000); }else{ system.out.println("处理消息:"+order); } } } }
这种方式是最简单的方式,但是不推荐,因为一直轮询是会浪费cpu资源的,拉低服务端的性能。
2.2 消息订阅模式
redis 支持消息队列的一种模式是通过其发布订阅(publish/subscribe)功能。这种模式允许客户端订阅一个或多个频道(channel),并接收发送到这些频道的消息。
2.2.1 发布消息
这一步是比较简单的,直接调用方法即可.
@resource private redistemplate<string, object> redistemplate; private final string channel_name = "order_queue"; @getmapping("/order") public void order(){ // 模拟产生10条消息,放入队列 for (int i = 0; i < 10; i++) { order order = new order(i, i, "goods" + i); //发布消息 redistemplate.convertandsend(channel_name, order); system.out.println("放入消息队列:"+i); } }
2.2.2 消息监听
首先我们需要取实现messagelistener接口的方法
import org.springframework.data.redis.connection.message; import org.springframework.data.redis.connection.messagelistener; import org.springframework.stereotype.service; @service public class sub implements messagelistener { // 当监听到有消息的时候,就会执行这个方法 @override public void onmessage(message message, byte[] pattern) { string msg = new string(message.getbody()); // 模拟延迟处理 try { thread.sleep(2000); // 假设处理需要2秒 } catch (interruptedexception e) { thread.currentthread().interrupt(); } system.out.println("处理消息:"+msg); } }
然后可以在开始的redisconfig类里面加上下面的代码
/** * 因为标记了@bean 注解,所以会在springboot启动的时候调用该方法创建,也可以放在其他地方进行创建 * 当调用这个方法时,redisconnectionfactory 这个对象已经存在于springboot的容器内,然后调用这个 * 方法的时候就会传入该参数,执行方法后会创建一个redismessagelistenercontainer,这样可以在其他类 * 里面管理这些监听messagelistener * @param connectionfactory * @return */ @bean public redismessagelistenercontainer rediscontainer(redisconnectionfactory connectionfactory) { // 首先创建一个监听的容器,这个容器可以传入多个messagelistener redismessagelistenercontainer container = new redismessagelistenercontainer(); // 注入一个连接池工厂 container.setconnectionfactory(connectionfactory); // 创建一个自己的监听类 sub sub = new sub(); // 然后和名为order_queue的通道进行绑定 container.addmessagelistener(sub,new channeltopic("order_queue")); return container; }
2.2.3 结果
2.3 基于stream进行实现
redis stream 是 redis 5.0 版本引入的一种新的数据结构,用于存储和操作消息流。它类似于消息队列,但提供了更丰富的功能,允许你以有序、可持久化的方式存储多个字段-值对的消息。
2.3.1 优点
- 持久化存储:stream可以持久化消息到磁盘,即使redis服务器重启,消息也不会丢失。
- 有序性:stream保证了消息的有序性,每个消息都有一个唯一的id,按照进入队列的顺序排列。
- 多消费者:stream支持多个消费者,可以有不同的组(consumer groups)消费同一个stream,而且每个消费者可以独立消费,不会互相影响。
- 消息确认机制:消费者可以读取消息并进行确认(ack),确保消息不会因为消费者故障而丢失。
- 消息回溯:stream允许新的消费者从任意位置开始消费消息,包括从stream的开始位置,这使得新的消费者可以回溯并处理之前的消息。
- 灵活的消息长度:stream中的消息可以是任意长度的字符串,可以包含复杂的数据结构,如json。
- 阻塞读取:消费者可以使用
blpop
或brpop
等命令进行阻塞读取,直到有新的消息到来。 - 事务支持:可以利用redis的事务特性,确保消息的写入和读取操作是原子性的。
- 时间戳:每个消息可以包含时间戳字段,便于进行基于时间的消息管理。
- 易于监控:stream的结构便于监控队列的长度、消费者状态等信息。
2.3.2 实现
我们模拟一个抢购订单场景,比如我们的服务器只能每秒处理50个请求,请求太多可能会导致我们的服务直接宕机,那么我们可以把请求放入消息队列,让消息队列来抗住大量的请求。
我们的策略可以是消息队列限量50个请求,当请求到来时,消息数量大于50n我们直接返回让用户重试,服务太忙的提示,这也是很常见的提示。
import com.xujialin.springboot3_study.entity.order; import jakarta.annotation.postconstruct; import jakarta.annotation.resource; import org.springframework.data.redis.redissystemexception; import org.springframework.data.redis.connection.stream.*; import org.springframework.data.redis.core.redistemplate; import org.springframework.data.redis.core.stringredistemplate; import org.springframework.web.bind.annotation.getmapping; import org.springframework.web.bind.annotation.restcontroller; import java.time.duration; import java.util.hashmap; import java.util.list; @restcontroller public class streamcont { @resource private redistemplate<string,object> redistemplate; private string stream_key = "stream_key"; @getmapping("/order") public void order() { //封装请求,假装这是高并发场景 for (int j = 0; j < 100; j++) { new thread(() -> { for (int i = 0; i < 100; i++) { order order = new order(i, i, "goods" + i); hashmap<string,order> map = new hashmap<>(); map.put("order", order); long size = redistemplate.opsforstream().size(stream_key); if(size > 500){ system.out.println("活动太火爆了,请重试!"); continue; } redistemplate.opsforstream().add(stream_key,map); } }).start(); } system.out.println("恭喜你抢到了"); } @postconstruct public void init(){ // 第一个是stream的key,第二个是组名 // redistemplate.opsforstream().creategroup(stream_key, "g1"); try { redistemplate.opsforstream().creategroup(stream_key, "g1"); } catch (redissystemexception e) { // 如果 group 已存在,抛出异常,可忽略 system.out.println("group已经存在"); } for (int i = 0; i < 5; i++) { new thread(new consumer()).start(); } } class consumer implements runnable { @override public void run() { while(true){ // 读取消息 list<maprecord<string, object, object>> list = redistemplate.opsforstream().read( // 为g1消费者组创建一个消费则名字,可以为每个线程的名字,也可以为一个固定的名字, // 一条消息最多只能被组里面的一个消费者消费,如果一条消息同时被两个消费者消费, // 那么这两个消费者应该隶属于不同的消费者组,所以同一个名字或者不同的名字,对于同一个 // 消费组没有太大区别 consumer.from("g1", thread.currentthread().getname()), // 创建一个读取选项,创建一个空的 streamreadoptions 实例。这是配置读取选项的起点 // .count(1): 设置读取操作返回的最大消息数量。意味着每次读取操作最多只会返回一条消息。 //.block(duration.ofseconds(2)): 配置读取操作为阻塞模式,并设置阻塞的超时时间为2s, // 也可以设置单位 streamreadoptions.empty().count(1).block(duration.ofseconds(2)), // 创建一个偏移量,readoffset.lastconsumed(): 这是指定读取消息的偏移量。 // 表示从消费者组中最后一次确认消费的消息之后开始读取新的消息。 streamoffset.create( "stream_key", readoffset.lastconsumed())); // 读取消息 if (list != null && !list.isempty()) { maprecord<string, object, object> entries = list.get(0); // 模拟处理消息 system.out.println(entries); // 确认消息 redistemplate.opsforstream().acknowledge("stream_key","g1",entries.getid()); } } } } }
还可以使用更优雅的实现,使用 streammessagelistenercontainer 可以创建一个更高级的消息监听机制,它允许你注册 streamlistener,这样你就可以实现基于事件的异步消息处理,而不是阻塞读取。这种方式更适合生产环境,因为它提供了更好的资源管理和错误处理机制。
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