延迟队列,顾名思义它是一种带有延迟功能的消息队列。 那么,是在什么场景下我才需要这样的队列呢? ### 一、背景 先看看一下业务场景: * 1.会员过期前3天发送召回通知 * 2.订单支付成功后,5分钟后检测下游环节是否都正常,比如用户购买会员后,各种会员状态是否都设置成功 * 3.如何定期检查处于退款状态的订单是否已经退款成功? * 4.实现通知失败,1,3,5,7分钟重复通知,直到对方回复? 通常解决以上问题,最简单直接的办法就是定时去扫表。 扫表存在的问题是: * 1.扫表与数据库长时间连接,在数量量大的情况容易出现连接异常中断,需要更多的异常处理,对程序健壮性要求高 * 2.在数据量大的情况下延时较高,规定内处理不完,影响业务,虽然可以启动多个进程来处理,这样会带来额外的维护成本,不能从根本上解决。 * 3.每个业务都要维护一个自己的扫表逻辑。 当业务越来越多时,发现扫表部分的逻辑会重复开发,但是非常类似 延时队列能对于上述需求能很好的解决 ### 二、调研 调研了市场上一些开源的方案,以下: * 1.有赞科技:只有原理,没有开源代码 * 2.github个人的:https://github.com/ouqiang/delay-queue 1.基于redis实现,redis只能配置一个,如果redis挂了整个服务不可用,可用性差点 2.消费端实现的是拉模式,接入成本大,每个项目都得去实现一遍接入代码 3.在star使用的人数不多,放在生产环境,存在风险,加之对go语言不了解,出了问题难以维护 * 3.SchedulerX-阿里开源的: 功能很强大,但是运维复杂,依赖组件多,不够轻量 * 4.RabbitMQ-延时任务: 本身没有延时功能,需要借助一特性自己实现,而且公司没有部署这个队列,去单独部署一个这个来做延时队列成本有点高,而且还需要专门的运维来维护,目前团队不支持 基本以上原因打算自己写一个,平常使用php多,项目基本redis的zset结构作为存储,用php语言实现 ,实现原理参考了有赞团队:https://tech.youzan.com/queuing_delay/ ### 三、目标 * 轻量级:有较少的php的拓展就能直接运行,不需要引入网络框架,比如swoole,workman之类的 * 稳定性:采用master-work架构,master不做业务处理,只负责管理子进程,子进程异常退出时自动拉起 * 可用性: * 1.支持多实例部署,每个实例无状态,一个实例挂掉不影响服务 * 2.支持配置多个redis,一个redis挂了只影响部分消息 * 3.业务方接入方便,在后台只需填写相关消息类型和回掉接口 * 拓展性: 当消费进程存在瓶颈时,可以配置加大消费进程数,当写入存在瓶颈时,可增加实例数写入性能可线性提高 * 实时性:允许存在一定的时间误差。 * 支持消息删除:业务使用方,可以随时删除指定消息。 * 消息传输可靠性:消息进入到延迟队列后,保证至少被消费一次。 * 写入性能:qps>1000+ #### 四、架构设计与说明 总体架构 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192122475.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5bGNseg==,size_16,color_FFFFFF,t_70) 采用master-work架构模式,主要包括6个模块: * 1.dq-mster: 主进程,负责管理子进程的创建,销毁,回收以及信号通知 * 2.dq-server: 负责消息写入,读取,删除功能以及维护redis连接池 * 3.dq-timer-N: 负责从redis的zset结构中扫描到期的消息,并负责写入ready 队列,个数可配置,一般2个就行了,因为消息在zset结构是按时间有序的 * 4.dq-consume-N: 负责从ready队列中读取消息并通知给对应回掉接口,个数可配置 * 5.dq-redis-checker: 负责检查redis的服务状态,如果redis宕机,发送告警邮件 * 6.dq-http-server: 提供web后台界面,用于注册topic #### 五、部署 环境依赖:`PHP 5.4+ 安装sockets,redis,pcntl,pdo_mysql 拓展` ###### step1:安装数据库用于存储一些topic以及告警信息 ``` create database dq; #存放告警信息 CREATE TABLE `dq_alert` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `host` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '', `port` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', `user` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '', `pwd` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '', `ext` varchar(2048) NOT NULL DEFAULT '', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8; #存放redis信息 CREATE TABLE `dq_redis` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `t_name` varchar(200) NOT NULL DEFAULT '', `t_content` varchar(2048) NOT NULL DEFAULT '', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=14 DEFAULT CHARSET=utf8; #存储注册信息 CREATE TABLE `dq_topic` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `t_name` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '', `delay` int(11) NOT NULL DEFAULT '0', `callback` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '', `timeout` int(11) NOT NULL DEFAULT '3000', `email` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '', `topic` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '', `createor` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '', `status` tinyint(4) NOT NULL DEFAULT '1', `method` varchar(32) NOT NULL DEFAULT 'GET', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8; ``` ###### step2:在DqConfg.文件中配置数据库信息: DqConf::$db ###### step3: 启动http服务 在DqConf.php文件中修改php了路径 $logPath 命令: > php DqHttpServer.php --port 8088 访问:http://127.0.0.1:8088,出现配置界面 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192158317.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5bGNseg==,size_16,color_FFFFFF,t_70) redis信息格式:host:post:auth 比如 127.0.0.1:6379:12345 ###### stop4:启动服务进程: > php DqInit.php --port 6789 看到如下信息说明启动成功 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192219201.png) ###### stop5:配置告信息(比如redis宕机) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192234849.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5bGNseg==,size_16,color_FFFFFF,t_70) ###### stop6:注册topic ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192255164.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2x5bGNseg==,size_16,color_FFFFFF,t_70) ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20181101192306682.png) ###### step7: 写入数据,在项目根目录下新建test.php文件写入 ``` addServer($server); $topic ='order_openvip_checker'; //topic在后台注册 $id = uniqid(); $data=array( 'id'=>$id, 'body'=>array( 'a'=>1, 'b'=>2, 'c'=>3, 'ext'=>str_repeat('a',64), ), //可选,设置后以这个通知时间为准,默认延时时间在注册topic的时候指定 'fix_time'=>date('Y-m-d 23:50:50'), ); //添加 $boolRet = $dqClient->add($topic, $data); echo 'add耗时:'.(msectime() - $time)."ms\n"; //查询 $time = msectime(); $result = $dqClient->get($topic, $id); echo 'get耗时:'.(msectime() - $time)."ms\n"; //删除 $time = msectime(); $boolRet = $dqClient->del($topic,$id); echo 'del耗时:'.(msectime() - $time)."ms\n"; ``` 执行php test.php ###### step8:查看日志 默认日志目录在项目目录的logs目录下,在DqConf.php修改$logPath * 1.请求日志:request_ymd.txt * 2.通知日志:notify_ymd.txt * 3.错误日志:err_ymd.txt ###### step9:如果配置文件有改动 * 1.系统会自动检测配置文件新,如果有改动,会自动退出(没有找到较好的热更新的方案),需要重启,可以在crontab里面建个任务,1分钟执行一次,程序有check_self的判断 * 2.优雅退出命令: master检测侦听了USR2信号,收到信号后会通知所有子进程,子进程完成当前任务后会自动退出 > ps -ef | grep dq-master| grep -v grep | head -n 1 | awk '{print $2}' | xargs kill -USR2 ### 六、性能测试 需要安装pthreads拓展: 测试原理:使用多线程模拟并发,在1s内能成功返回请求成功的个数 ``` php DqBench concurrency requests concurrency:并发数 requests: 每个并发产生的请求数 测试环境:内存 8G ,8核cpu,2个redis和1个dq-server 部署在一个机器上,数据包64字节 qps:2400 ``` ### 七、值得一提的性能优化点: * 1.redis multi命令:将多个对redis的操作打包成一个减少网络开销 * 2.计数的操作异步处理,在异步逻辑里面用函数的static变量来保存,当写入redis成功后释放static变量,可以在redis出现异常时计数仍能保持一致,除非进程退出 * 3.内存泄露检测有必要: 所有的内存分配在底层都是调用了brk或者mmap,只要程序只有大量brk或者mmap的系统调用,内存泄露可能性非常高 ,检测命令: strace -c -p pid | grep 'mmap| brk' * 4.检测程序的系统调用情况:strace -c -p pid ,发现某个系统函数调用是其他的数倍,可能大概率程序存在问题 ### 八、异常处理 如果调用通知接口在超时时间内,没有收到回复认为通知失败,系统会重新把数据放入队列,重新通知,系统默认最大通知10次(可以在Dqconf.php文件中修改$notify_exp_nums)通知间隔为2n+1,比如第一次1分钟,通知失败,第二次3分钟后,直到收到回复,超出最大通知次数后系统自动丢弃,同时发邮件通知 `ps:网络抖动在所难免,通知接口如果涉及到核心的服务,一定要保证幂等!!` ### 九、线上情况 线上部署了两个实例每个机房部一个,4个redis作存储,服务稳定运行数月,各项指标均符合预期 主要接入业务: * 订单10分钟召回通知 * 接口超时或者失败补偿 项目地址: https://github.com/chenlinzhong/php-delayqueue