面试官：Redis如何实现延迟任务？

延迟任务（Delayed Task）是指在未来的某个时间点，执行相应的任务。也就是说，延迟任务是一种计划任务，它被安排在特定的时间后执行，而不是立即执行。

延迟任务的常见使用场景有以下几个：

发送定时短信、邮件或应用内消息，如注册确认、订单状态更新、促销活动通知等。

定时推送新闻、天气预报、股票价格等实时信息。

将耗时的操作安排为延迟任务，避免阻塞主线程或用户界面，提高系统的响应性能。

执行批量数据处理，如日志分析、数据报表生成等。

定时清理过期的缓存数据，释放存储空间。

更新缓存中的数据，保持数据的时效性和准确性。

在特定时间执行系统维护任务，如数据库备份、系统更新等。

定时启动或关闭服务，以节约资源或满足业务需求。

在用户下单后的一段时间内，如果用户未支付，则自动取消订单。

定时检查订单的支付状态，并更新相应的订单信息。

当某个操作失败时，可以在延迟一段时间后自动重试，以提高成功率。

实现分布式锁的超时释放，避免死锁情况。

设置日程提醒，如会议、生日、纪念日等。

定时提醒用户完成任务或进行某项活动。

定期从传感器、设备或外部系统中采集数据。

定时上报应用的使用情况、统计数据或用户行为分析。

Redis如何实现延迟任务？

Redis 本身并没有直接提供延迟任务的功能，但可以通过一些策略和手段，在 Redis 中手动实现延迟任务。

使用 Redis 实现延迟任务的主要手段有以下几个：

ZADD delay_tasks  

然后，启动一个后台线程或者定时任务，定期通过 ZRANGEBYSCORE 命令从有序集合中获取已到达执行时间的任务，即分数小于或等于当前时间的任务，进行执行即可实现延时任务。

具体实现如下。

1.过期键通知事件实现

Redis 提供了键空间通知功能，当某个键发生变化（过期）时，可以发送通知。你可以结合 EXPIRE 过期命令和键空间通知来实现延迟任务。

当为某个键设置过期时间时，一旦该键过期，Redis 会发送一个通知。你可以订阅这个通知，并在接收到通知时执行任务。但这种方法可能不够精确，且依赖于 Redis 的内部机制。

它的实现步骤是：

import redis.clients.jedis.Jedis;  
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;  
  
public class RedisKeyspaceNotifier {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建Jedis实例  
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);  
  
        // 配置键空间通知（通常这一步在Redis配置文件中完成，但也可以在运行时配置）  
        jedis.configSet("notify-keyspace-events", "KEA");  
  
        // 订阅键空间通知  
        jedis.subscribe(new KeyspaceNotificationSubscriber(), "__keyevent@0__:expired");  
    }  
  
    static class KeyspaceNotificationSubscriber extends JedisPubSub {  
  
        @Override  
        public void onMessage(String channel, String message) {  
            System.out.println("Received message from channel: " + channel + ", message: " + message);  
            // 在这里处理接收到的键空间通知  
            // 例如，如果message是一个需要处理的任务ID，你可以在这里触发相应的任务处理逻辑  
        }  
  
        @Override  
        public void onSubscribe(String channel, int subscribedChannels) {  
            System.out.println("Subscribed to channel: " + channel);  
        }  
  
        @Override  
        public void onUnsubscribe(String channel, int subscribedChannels) {  
            System.out.println("Unsubscribed from channel: " + channel);  
        }  
    }  
}

但因为 Redis 的 Key 过期时不会被及时删除，Redis 采用的是惰性删除和定期删除，所以这个过期事件也不保证可以立即触发，所以此方式很少用来实现延迟任务（因为极其不稳定）。

2.使用ZSet实现延迟任务

可以将任务及其执行时间作为成员和分数存储在 ZSET 中，然后，使用一个后台任务（如定时任务或守护进程）定期检查 ZSET，查找分数（即执行时间）小于或等于当前时间的成员，并执行相应的任务。执行后，从 ZSET 中删除该成员，具体实现代码如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;  
  
import java.util.Set;  
  
public class RedisDelayedTaskDemo {  
  
    private static final String ZSET_KEY = "delayed_tasks";  
    private static final String REDIS_HOST = "localhost";  
    private static final int REDIS_PORT = 6379;  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Jedis jedis = new Jedis(REDIS_HOST, REDIS_PORT);  
  
        // 添加延迟任务  
        addDelayedTask(jedis, "task1", System.currentTimeMillis() / 1000 + 5); // 5秒后执行  
        addDelayedTask(jedis, "task2", System.currentTimeMillis() / 1000 + 10); // 10秒后执行  
  
        // 模拟定时任务检查器  
        new Thread(() -> {  
            while (true) {  
                try {  
                    // 检查并执行到期的任务  
                    checkAndExecuteTasks(jedis);  
                    Thread.sleep(1000); // 每秒检查一次  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }).start();  
    }  
  
    private static void addDelayedTask(Jedis jedis, String task, long executeTime) {  
        jedis.zadd(ZSET_KEY, executeTime, task);  
        System.out.println("Added task: " + task + " with execution time: " + executeTime);  
    }  
  
    private static void checkAndExecuteTasks(Jedis jedis) {  
        long currentTime = System.currentTimeMillis() / 1000;  
        Set tasks = jedis.zrangeByScore(ZSET_KEY, 0, currentTime);  
  
        for (String task : tasks) {  
            jedis.zrem(ZSET_KEY, task); // 从有序集合中移除任务  
            executeTask(task); // 执行任务  
        }  
    }  
  
    private static void executeTask(String task) {  
        System.out.println("Executing task: " + task);  
        // 在这里添加实际的任务执行逻辑  
    }  
}

在这个示例中，我们首先使用 addDelayedTask 方法向 Redis 的有序集合中添加任务，并设置它们的执行时间。然后，我们启动一个线程来模拟定时任务检查器，它会每秒检查一次是否有任务到期，并执行到期的任务。

3.使用Redisson执行定时任务

在 Redisson 框架中，提供了一个 RDelayedQueue 用于实现延迟队列，使用简单方便，推荐使用，它的具体实现如下：

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RDelayedQueue;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
 
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
public class RDelayedQueueDemo {
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 创建 Redisson 客户端
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
        // 获取延迟队列
        RDelayedQueue delayedQueue = 
            redisson.getDelayedQueue("delayedQueue");
 
        // 添加延迟任务
        delayedQueue.offer("task1", 5, TimeUnit.SECONDS);
 
        // 监听并处理延迟任务
        Thread listenerThread = new Thread(() -> {
            while (true) {
                try {
                    // 通过 take 方法等待并获取到期的任务
                    String task = delayedQueue.take();
                    System.out.println("Handle task: " + task);
                } catch (InterruptedException e) {
                    break;
                }
            }
        });
        listenerThread.start();
    }
}

在上述示例中，我们首先创建了一个 Redisson 客户端，通过配置文件指定了使用单节点 Redis 服务器。然后，我们获取一个延迟队列 RDelayedQueue，并添加一个延迟任务，延迟时间为 5 秒，接着，我们通过线程监听并处理延迟队列中的任务。

4.Redis实现延迟任务优缺点分析

优点：

缺点：