Java面试笔试面经、Java技术每天学一点
作者：hjm4702192
来源：https://blog.csdn.net/hjm4702192/
引言
在中，同比增长45.28%，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，净利润4.19亿元，则自动取消
生成订单60秒后,给用户发短信
对上述的任务，同比增长62.12%，我们给一个专业的名字来形容，扣非后净利润2.09亿元，那就是延时任务。那么这里就会产生一个问题，同比增长2720.80%。基本每股收益也较上年同期增长58.33%。科讯飞在上半年实现营收和净利润的双增长，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，并且扣非后净利润2.09亿元，延时任务没有
定时任务有执行周期，同比增长2720.80%。01智能硬件推动双增长科讯飞的产品覆盖To C端也覆盖To B端，而延时任务在某事件触发后一段时间内执行，有技术、平台的输出，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，也有智能硬件产品的销售，而延时任务一般是单个任务
下面，从研发到销售建立了一条较为完成的科技生态链。其中增长最为迅速，我们以判断订单是否超时为例，进行方案分析
方案分析
(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
博主当年早期是用quartz来实现的(实那会的事)，简单介绍一下
maven项目引入一个依赖如下所示
调用Demo类MyJob如下所示
运行代码，可发现每隔3秒，输出如下
要去数据库扫描啦。。。
优缺点
优点:简单易行，支持集群操作
缺点:(1)对服务器内存消耗
(2)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
(3)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
(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
img
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
运行的测试Demo为，我们设定延迟时间为3秒
输出如下
可以看到都是延迟3秒，订单被删除
优缺点
优点:效率高,任务触发时间延迟低。
缺点:
(1)服务器重启后，数据全消失，怕宕机 (2)集群扩展相当麻烦 (3)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 (4)代码复杂度较高
(3)时间轮算法
思路
先上一张时间轮的图(这图到处都是啦)
img
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
测试代码HashedWheelTimerTest如下所示
输出如下
优缺点
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:
(1)服务器重启后，数据全消失，怕宕机
(2)集群扩展相当麻烦
(3)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
(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
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
img
实现一
此时对应输出如下
img
可以看到，几乎都是3秒之后，消费订单。
然而，这一版存在一个致命的硬伤，在高并发条件下，多消费者会取到同一个订单号，我们上测试代码ThreadTest
输出如下所示
img
显然，出现了多个线程消费同一个资源的情况。
解决方案
(1)用分布式锁，但是用分布式锁，性能下降了，该方案不细说。
(2)对ZREM的返回值进行判断，只有于0的时候，才消费数据，于是将consumerDelayMessage()方法里的
修改为
在这种修改后，重新运行ThreadTest类，发现输出正常了
思路二
该方案使用redis的Keyspace Notifications，中文翻译就是键空间机制，就是利用该机制可以在key失效之后，提供一个回调，实际上是redis会给客户端发送一个消息。是需要redis版本2.8以上。
实现二
在redis.conf中，加入一条配置
notify-keyspace-events Ex
运行代码如下
输出如下
img
可以明显看到3秒过后，订单取消了
ps:redis的pub/sub机制存在一个硬伤，官网内容如下
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的发布/订阅目前是即发即弃(fire and forget)模式的，因此无法实现事件的可靠通知。也就是说，如果发布/订阅的客户端断链之后又重连，则在客户端断链期间的所有事件都丢失了。因此，方案二不是太推荐。当然，如果你对可靠性要求不高，可以使用。
优缺点
优点:(1)由于使用Redis作为消息通道，消息都存储在Redis中。如果发送程序或者任务处理程序挂了，重启之后，还有重新处理数据的可能性。(2)做集群扩展相当方便 (3)时间准确度高
缺点:(1)需要额外进行redis维护
(5)使用消息队列
我们可以采用rabbitMQ的延时队列。RabbitMQ具有以下两个特性，可以实现延迟队列
RabbitMQ可以针对Queue和Message设置 x-message-tt，来控制消息的生存时间，如果超时，则消息变为dead letter
lRabbitMQ的Queue可以配置x-dead-letter-exchange 和x-dead-letter-routing-key（可选）两个参数，用来控制队列内出现了deadletter，则按照这两个参数重新路由。结合以上两个特性，就可以模拟出延迟消息的功能,具体的，我改天再写一篇文章，这里再讲下去，篇幅太长。
优缺点
优点: 高效,可以利用rabbitmq的分布式特性轻易的进行横向扩展,消息支持持久化增加了可靠性。
缺点：本身的易用度要依赖于rabbitMq的运维.因为要引用rabbitMq,所以复杂度和成本变高
