前言

微信紅包業務，發紅包之後如果24小時之內沒有被領取完就自動過期失效。

架構設計

業務流程

• 老闆發紅包，此時快取初始化紅包個數，紅包金額(單位分)，並非同步入庫。

• 紅包資料入延遲佇列，唯一標識+失效時間

• 紅包資料出延遲佇列，根據唯一標識清空紅包快取資料、非同步更新資料庫、非同步退回紅包金額

程式碼案例

這裡我們使用Java內建的DelayQueue來實現，DelayQueue是一個無界的BlockingQueue，用於放置實現了Delayed介面的物件，其中的物件只能在其到期時才能從佇列中取走。這種佇列是有序的，即隊頭物件的延遲到期時間最長。

老闆發了10個紅包一共200人民幣，假裝只有9個人搶紅包。

發紅包，快取資料進入延遲佇列：

   /**
     * 有人沒搶 紅包發多了
     * 紅包進入延遲佇列
     * 實現過期失效
     * @param redPacketId
     * @return
     */
    @ApiOperation(value="搶紅包三",nickname="爪哇筆記")
    @PostMapping("/startThree")
    public Result startThree(long redPacketId){
        int skillNum = 9;
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(skillNum);//N個搶紅包
        /**
         * 初始化紅包資料，搶紅包攔截
         */
        redisUtil.cacheValue(redPacketId+"-num",10);
        /**
         * 初始化紅包金額，單位為分
         */
        redisUtil.cacheValue(redPacketId+"-money",20000);
        /**
         * 加入延遲佇列 24s秒過期
         */
        RedPacketMessage message = new RedPacketMessage(redPacketId,24);
        RedPacketQueue.getQueue().produce(message);
        /**
         * 模擬 9個使用者搶10個紅包
         */
        for(int i=1;i<=skillNum;i++){
            int userId = i;
            Runnable task = () -> {
                /**
                 * 搶紅包 判斷剩餘金額
                 */
                Integer money = (Integer) redisUtil.getValue(redPacketId+"-money");
                if(money>0){
                    Result result = redPacketService.startTwoSeckil(redPacketId,userId);
                    if(result.get("code").toString().equals("500")){
                        LOGGER.info("使用者{}手慢了，紅包派完了",userId);
                    }else{
                        Double amount = DoubleUtil.divide(Double.parseDouble(result.get("msg").toString()), (double) 100);
                        LOGGER.info("使用者{}搶紅包成功，金額：{}", userId,amount);
                    }
                }
                latch.countDown();
            };
            executor.execute(task);
        }
        try {
            latch.await();
            Integer restMoney = Integer.parseInt(redisUtil.getValue(redPacketId+"-money").toString());
            LOGGER.info("剩餘金額：{}",restMoney);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return Result.ok();
    }
 

紅包佇列訊息：

/**
 * 紅包佇列訊息
 */
public class RedPacketMessage implements Delayed {

    private static final DateTimeFormatter F = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    /**
     * 預設延遲3秒
     */
    private static final long DELAY_MS = 1000L * 3;

    /**
     * 紅包 ID
     */
    private final long redPacketId;

    /**
     * 建立時間戳
     */
    private final long timestamp;

    /**
     * 過期時間
     */
    private final long expire;

    /**
     * 描述資訊
     */
    private final String description;

    public RedPacketMessage(long redPacketId, long expireSeconds) {
        this.redPacketId = redPacketId;
        this.timestamp = System.currentTimeMillis();
        this.expire = this.timestamp + expireSeconds * 1000L;
        this.description = String.format("紅包[%s]-建立時間為:%s,超時時間為:%s", redPacketId,
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(timestamp), ZoneId.systemDefault()).format(F),
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(expire), ZoneId.systemDefault()).format(F));
    }

    public RedPacketMessage(long redPacketId) {
        this.redPacketId = redPacketId;
        this.timestamp = System.currentTimeMillis();
        this.expire = this.timestamp + DELAY_MS;
        this.description = String.format("紅包[%s]-建立時間為:%s,超時時間為:%s", redPacketId,
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(timestamp), ZoneId.systemDefault()).format(F),
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(expire), ZoneId.systemDefault()).format(F));
    }

    public long getRedPacketId() {
        return redPacketId;
    }

    public long getTimestamp() {
        return timestamp;
    }

    public long getExpire() {
        return expire;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        return (int) (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}
 

紅包延遲佇列：

/**
 * 紅包延遲佇列
 */
public class RedPacketQueue {

    /** 用於多執行緒間下單的佇列 */
    private static DelayQueue<RedPacketMessage> queue = new DelayQueue<>();

    /**
     * 私有的預設構造子，保證外界無法直接例項化
     */
    private RedPacketQueue(){}
    /**
     * 類級的內部類，也就是靜態的成員式內部類，該內部類的例項與外部類的例項
     * 沒有繫結關係，而且只有被呼叫到才會裝載，從而實現了延遲載入
     */
    private static class SingletonHolder{
        /**
         * 靜態初始化器，由JVM來保證執行緒安全
         */
        private  static RedPacketQueue queue = new RedPacketQueue();
    }
    //單例佇列
    public static RedPacketQueue getQueue(){
        return SingletonHolder.queue;
    }
    /**
     * 生產入隊
     * 1、執行加鎖操作
     * 2、把元素新增到優先順序佇列中
     * 3、檢視元素是否為隊首
     * 4、如果是隊首的話，設定leader為空，喚醒所有等待的佇列
     * 5、釋放鎖
     */
    public  Boolean  produce(RedPacketMessage message){
        return queue.add(message);
    }
    /**
     * 消費出隊
     * 1、執行加鎖操作
     * 2、取出優先順序佇列元素q的隊首
     * 3、如果元素q的隊首/佇列為空,阻塞請求
     * 4、如果元素q的隊首(first)不為空,獲得這個元素的delay時間值
     * 5、如果first的延遲delay時間值為0的話,說明該元素已經到了可以使用的時間,呼叫poll方法彈出該元素,跳出方法
     * 6、如果first的延遲delay時間值不為0的話,釋放元素first的引用,避免記憶體洩露
     * 7、判斷leader元素是否為空,不為空的話阻塞當前執行緒
     * 8、如果leader元素為空的話,把當前執行緒賦值給leader元素,然後阻塞delay的時間,即等待隊首到達可以出隊的時間,在finally塊中釋放leader元素的引用
     * 9、迴圈執行從1~8的步驟
     * 10、如果leader為空並且優先順序佇列不為空的情況下(判斷還有沒有其他後續節點),呼叫signal通知其他的執行緒
     * 11、執行解鎖操作
     */
    public  RedPacketMessage consume() throws InterruptedException {
        return queue.take();
    }
}

紅包延遲佇列過期消費，監聽任務：

/**
 * 紅包延遲佇列過期消費
 */
@Component("redPacket")
public class TaskRunner implements ApplicationRunner {

    private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(TaskRunner.class);

    @Autowired
    private RedisUtil redisUtil;

    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(r -> {
        Thread thread = new Thread(r);
        thread.setName("RedPacketDelayWorker");
        thread.setDaemon(true);
        return thread;
    });

    @Override
    public void run(ApplicationArguments var){
        executorService.execute(() -> {
            while (true) {
                try {
                    RedPacketMessage message = RedPacketQueue.getQueue().consume();
                    if(message!=null){
                        long redPacketId = message.getRedPacketId();
                        LOGGER.info("紅包{}過期了",redPacketId);
                        /**
                         * 獲取剩餘紅包個數以及金額
                         */
                        int num = (int) redisUtil.getValue(redPacketId+"-num");
                        int restMoney = (int) redisUtil.getValue(redPacketId+"-money");
                        LOGGER.info("剩餘紅包個數{}，剩餘紅包金額{}",num,restMoney);
                        /**
                         * 清空紅包資料
                         */
                        redisUtil.removeValue(redPacketId+"-num");
                        redisUtil.removeValue(redPacketId+"-money");
                        /**
                         * 非同步更新資料庫、非同步退回紅包金額
                         */
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

適用場景

淘寶訂單到期，下單成功後60s之後給使用者傳送簡訊通知，限時支付、快取系統等等。

演示

在Application中有介面演示說明，你可以在搶紅包 Red Packet Controller介面中輸入任何引數進行測試，也可以配合資料庫稍加修改即可作為生產環境的搶紅包功能模組。

原始碼

https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seck