Spring Boot整合RabbitMQ延迟队列教程

看不見的法師

发布时间：2025-07-11 18:48:03

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来源于php中文网

原创

spring boot整合rabbitmq延迟队列主要有两种方式。1. 基于ttl和dlx的实现：通过设置消息的存活时间和死信交换机，使消息过期后被转发到延迟处理队列；2. 使用rabbitmq延迟消息插件：通过安装rabbitmq_delayed_message_exchange插件，声明x-delayed-message类型的交换机并发送时设置延迟时间。延迟队列适用于订单超时、定时任务、重试机制、延时通知等场景，能有效解耦业务流程，提升异步处理能力。选择方案时需考虑插件部署条件、消息顺序要求及配置复杂度，推荐在可控环境中使用插件方式。生产环境中需关注消息堆积、幂等性、可靠性及延迟时间管理，应通过合理评估延迟时间、消费者扩容、持久化、监控告警、幂等设计、确认机制和分桶策略进行优化，其中幂等性处理尤为关键。

Spring Boot整合RabbitMQ延迟队列教程

Spring Boot整合RabbitMQ延迟队列，核心在于实现消息在指定时间后才被消费者处理的机制，这对于订单超时、定时任务、延时通知等场景至关重要。它能有效解耦业务流程，提升系统异步处理能力。

Spring Boot整合RabbitMQ延迟队列，通常有两种主流实现方式，各有优劣，我个人在实际项目中都用过，体验确实不同。

解决方案

1. 基于 TTL (Time-To-Live) 和 DLX (Dead Letter Exchange) 的实现

这是RabbitMQ原生支持的一种方案，不需要额外插件，通用性很强。它的基本思路是：消息在普通队列中设置一个存活时间（TTL），当消息过期后，如果该队列配置了死信交换机（DLX），消息就会被“死信”到DLX，再由DLX路由到一个专门的延迟处理队列。

配置核心组件：

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Configuration
public class RabbitMqDelayConfig {

    // 普通业务交换机
    public static final String DELAY_EXCHANGE_NAME = "delay.business.exchange";
    // 普通业务队列
    public static final String DELAY_QUEUE_NAME = "delay.business.queue";
    // 路由键
    public static final String DELAY_ROUTING_KEY = "delay.business.routingkey";

    // 死信交换机
    public static final String DEAD_LETTER_EXCHANGE_NAME = "delay.dead.letter.exchange";
    // 死信队列 (即真正的延迟消费队列)
    public static final String DEAD_LETTER_QUEUE_NAME = "delay.dead.letter.queue";
    // 死信路由键
    public static final String DEAD_LETTER_ROUTING_KEY = "delay.dead.letter.routingkey";

    /**
     * 声明普通业务交换机
     */
    @Bean
    public DirectExchange delayExchange() {
        return new DirectExchange(DELAY_EXCHANGE_NAME);
    }

    /**
     * 声明死信交换机
     */
    @Bean
    public DirectExchange deadLetterExchange() {
        return new DirectExchange(DEAD_LETTER_EXCHANGE_NAME);
    }

    /**
     * 声明普通业务队列
     * 设置死信交换机和死信路由键
     * 设置消息过期时间 (这里不设置，由发送者动态设置)
     */
    @Bean
    public Queue delayQueue() {
        Map args = new HashMap<>();
        // 绑定死信交换机
        args.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE_NAME);
        // 绑定死信路由键
        args.put("x-dead-letter-routing-key", DEAD_LETTER_ROUTING_KEY);
        // 设置队列的最大长度等，这里先不加
        // args.put("x-max-length", 10000);
        return new Queue(DELAY_QUEUE_NAME, true, false, false, args);
    }

    /**
     * 声明死信队列 (即延迟消息最终到达的队列)
     */
    @Bean
    public Queue deadLetterQueue() {
        return new Queue(DEAD_LETTER_QUEUE_NAME, true);
    }

    /**
     * 普通业务队列与业务交换机绑定
     */
    @Bean
    public Binding delayBinding() {
        return BindingBuilder.bind(delayQueue()).to(delayExchange()).with(DELAY_ROUTING_KEY);
    }

    /**
     * 死信队列与死信交换机绑定
     */
    @Bean
    public Binding deadLetterBinding() {
        return BindingBuilder.bind(deadLetterQueue()).to(deadLetterExchange()).with(DEAD_LETTER_ROUTING_KEY);
    }
}

生产者发送延迟消息：

import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class DelayMessageSender {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void sendDelayMessage(String message, long delayTime) {
        // messagePostProcessor用于设置消息属性，比如TTL
        MessagePostProcessor messagePostProcessor = msg -> {
            msg.getMessageProperties().setExpiration(String.valueOf(delayTime)); // 设置消息过期时间，单位毫秒
            return msg;
        };
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMqDelayConfig.DELAY_EXCHANGE_NAME,
                                      RabbitMqDelayConfig.DELAY_ROUTING_KEY,
                                      message,
                                      messagePostProcessor);
        System.out.println("发送延迟消息: " + message + ", 延迟时间: " + delayTime + "ms");
    }
}

消费者监听延迟消息：

Tellers AI

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import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class DelayMessageConsumer {

    @RabbitListener(queues = RabbitMqDelayConfig.DEAD_LETTER_QUEUE_NAME)
    public void receiveDelayMessage(String message) {
        System.out.println("收到延迟消息: " + message + ", 实际接收时间: " + System.currentTimeMillis());
        // 处理业务逻辑
    }
}

2. 基于 RabbitMQ Delayed Message Exchange Plugin 的实现

这种方式更直接，但需要RabbitMQ服务器安装 rabbitmq_delayed_message_exchange 插件。它引入了一种新的交换机类型 x-delayed-message，可以直接在发送消息时指定延迟时间，而无需经过TTL和DLX的复杂设置。我个人更喜欢这种方式，因为它逻辑更清晰，配置也简单不少。

安装插件 (RabbitMQ服务器)：

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

配置核心组件：

import org.springframework.amqp.core.CustomExchange;
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Configuration
public class RabbitMqPluginDelayConfig {

    // 延迟交换机名称
    public static final String DELAY_PLUGIN_EXCHANGE_NAME = "delay.plugin.exchange";
    // 延迟队列名称
    public static final String DELAY_PLUGIN_QUEUE_NAME = "delay.plugin.queue";
    // 路由键
    public static final String DELAY_PLUGIN_ROUTING_KEY = "delay.plugin.routingkey";

    /**
     * 声明自定义延迟交换机 (类型为 x-delayed-message)
     */
    @Bean
    public CustomExchange delayPluginExchange() {
        Map args = new HashMap<>();
        args.put("x-delayed-type", "direct"); // 延迟类型，可以是 direct, topic, fanout
        return new CustomExchange(DELAY_PLUGIN_EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message", true, false, args);
    }

    /**
     * 声明延迟队列
     */
    @Bean
    public Queue delayPluginQueue() {
        return new Queue(DELAY_PLUGIN_QUEUE_NAME, true);
    }

    /**
     * 延迟队列与延迟交换机绑定
     */
    @Bean
    public Binding delayPluginBinding() {
        return BindingBuilder.bind(delayPluginQueue()).to(delayPluginExchange()).with(DELAY_PLUGIN_ROUTING_KEY).noargs();
    }
}

生产者发送延迟消息：

import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class DelayPluginMessageSender {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    public void sendDelayMessage(String message, long delayTime) {
        MessagePostProcessor messagePostProcessor = msg -> {
            msg.getMessageProperties().setHeader("x-delay", delayTime); // 设置延迟时间，单位毫秒
            return msg;
        };
        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitMqPluginDelayConfig.DELAY_PLUGIN_EXCHANGE_NAME,
                                      RabbitMqPluginDelayConfig.DELAY_PLUGIN_ROUTING_KEY,
                                      message,
                                      messagePostProcessor);
        System.out.println("发送插件延迟消息: " + message + ", 延迟时间: " + delayTime + "ms");
    }
}

消费者监听延迟消息：

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class DelayPluginMessageConsumer {

    @RabbitListener(queues = RabbitMqPluginDelayConfig.DELAY_PLUGIN_QUEUE_NAME)
    public void receiveDelayMessage(String message) {
        System.out.println("收到插件延迟消息: " + message + ", 实际接收时间: " + System.currentTimeMillis());
        // 处理业务逻辑
    }
}

为什么我们需要延迟队列？它在实际业务中扮演什么角色？

在我看来，延迟队列是构建健壮异步系统的关键一环，它解决了“现在发出，未来执行”的场景痛点。在很多业务场景下，我们不能立即处理某个任务，而是需要等待一段时间。比如，电商平台常见的“订单15分钟未支付自动取消”功能，这就是一个典型的延迟任务。用户下单后，消息进入延迟队列，15分钟后才被消费者取出并检查订单状态，如果未支付就执行取消操作。

除了订单超时，它在实际业务中还有非常多的应用：

定时任务调度： 比如，我需要每天凌晨1点发送一份报表邮件，或者在特定日期给用户发送生日祝福。虽然有Quartz这样的调度框架，但对于微服务架构，基于消息队列的延迟任务能更好地解耦服务。
重试机制： 某些第三方接口调用失败后，我们不想立即重试，而是希望等待几秒或几分钟后再次尝试。将失败消息放入延迟队列，一段时间后再重新投递，能有效避免瞬时故障导致的大面积失败。
延时通知： 用户注册后，我们可能希望30分钟后发送一条“欢迎使用”的短信；或者在商品即将失效前1小时提醒用户。
数据同步： 某些数据变更后，需要延迟一段时间再同步到其他系统，以确保数据的一致性或避免高并发下的瞬时压力。

这些场景都要求消息不是即时消费，而是“按时消费”。没有延迟队列，我们可能需要轮询数据库、使用定时器或者引入复杂的调度系统，这些方案要么效率低下，要么耦合度高，而延迟队列则优雅地解决了这个问题。

TTL + DLX 模式与 RabbitMQ 延迟消息插件，我该如何选择？

这两种方案各有千秋，我个人在项目初期，或者当团队对RabbitMQ插件部署有顾虑时，会倾向于TTL + DLX模式。它最大的优点是无需额外插件，这意味着只要你的RabbitMQ服务是标准的，就能直接使用，部署和维护相对简单。然而，它的缺点也比较明显：

配置复杂： 需要额外配置死信交换机、死信队列，以及将普通队列与死信机制关联起来，逻辑上多了一层“弯弯绕”。
消息顺序问题： 在同一个队列中，如果先发送了一个TTL很长的消息，再发送一个TTL很短的消息，短TTL的消息可能会被长TTL的消息“堵住”，因为它必须等到长TTL消息过期后才能成为队头消息被死信。这可能导致消息实际延迟时间比预期的长，甚至出现乱序。虽然可以通过为每个延迟时间段创建独立的队列来缓解，但这又增加了配置的复杂性。

相比之下，RabbitMQ延迟消息插件 (x-delayed-message) 则显得简洁直观得多。它的优势在于：

配置简单： 只需要声明一个 x-delayed-message 类型的交换机，发送消息时在消息头直接设置 x-delay 属性即可。
消息顺序保持： 插件会根据 x-delay 属性在内部管理消息的延迟，消息到达队列的顺序与发送顺序基本保持一致（在相同延迟时间下），不会出现TTL+DLX那种“长消息堵塞短消息”的问题。
灵活性高： 可以在发送消息时动态指定任意延迟时间，而不需要预先定义不同TTL的队列。

那么，我该如何选择呢？

如果你对RabbitMQ服务器的插件安装有完全的控制权，并且希望简化代码逻辑、提高开发效率，同时对消息的精确延迟和顺序有较高要求，那么我强烈推荐使用 rabbitmq_delayed_message_exchange 插件。 这是我个人在大部分新项目中更倾向的选择。
如果你的RabbitMQ环境是共享的，或者由于安全、运维等原因无法安装第三方插件，或者你的业务对消息的精确顺序要求不高（比如每个延迟任务都是独立的），那么TTL + DLX模式是一个可靠的备选方案。尽管它配置略显繁琐，但其原生特性保证了广泛的兼容性。

最终的选择，往往是技术可行性、运维便利性和业务需求之间的一个权衡。

延迟队列在生产环境中可能遇到哪些挑战和优化策略？

在生产环境中，延迟队列的应用并非一帆风顺，我曾遇到过一些棘手的问题，这让我深思如何更好地应对挑战。

1. 消息堆积与性能瓶颈：

挑战： 当业务量激增，或者消费者处理能力跟不上时，延迟队列中可能出现大量消息堆积。对于TTL+DLX模式，这可能导致死信队列也堆积，进而影响整体性能；对于插件模式，虽然内部处理更高效，但如果延迟时间设置过长且消息量巨大，依然会占用大量内存和CPU资源。
优化策略：
- 合理评估延迟时间： 避免设置不必要的超长延迟，如果一个任务需要非常长的延迟（比如几天），考虑使用更专业的调度服务而不是纯粹的MQ延迟队列。
- 消费者扩容与限流： 确保消费者具备足够的处理能力，可以通过增加消费者实例、优化消费者业务逻辑来提升吞吐量。同时，在极端情况下，可以考虑在生产者侧进行限流，避免过度发送消息导致队列崩溃。
- 队列持久化： 确保队列和消息都设置为持久化，防止RabbitMQ服务重启导致消息丢失。
- 监控与告警： 实时监控队列的消息数量、消费者积压情况，一旦达到阈值立即告警，及时介入处理。

2. 消息的幂等性与重复消费：

挑战： 无论是网络抖动、消费者重启，还是RabbitMQ的重试机制，都可能导致消息被重复投递到消费者。对于延迟队列，如果消费者没有做好幂等性处理，重复消费可能引发业务错误（例如订单重复取消、积分重复发放）。
优化策略：
- 业务层幂等性设计： 这是最核心的策略。为每个延迟任务设计一个唯一的业务ID（例如订单ID、任务ID），在消费者处理时，先检查该ID是否已被处理过。常用的方法有：
  - 数据库唯一索引：将业务ID作为唯一键存入数据库，插入失败则说明已处理。
  - 分布式锁：在处理前获取基于业务ID的分布式锁。
  - 状态机流转：确保只有特定状态下的任务才能被处理。
- 手动确认机制： 消费者处理完消息后，务必手动发送ACK确认，确保RabbitMQ知道消息已成功处理。

3. 消息丢失与可靠性：

挑战： 在极端情况下，如RabbitMQ服务器宕机、网络故障、或者生产者/消费者配置不当，消息可能在发送、存储或消费过程中丢失。
优化策略：
- 生产者确认机制 (Publisher Confirms)： 确保消息从生产者成功到达RabbitMQ服务器。开启 publisher-confirms，生产者会收到RabbitMQ的ACK或NACK，如果收到NACK或超时未收到，则进行重试或告警。
- 消费者确认机制 (Consumer Acknowledgements)： 消费者处理完消息后，必须显式发送ACK。如果消费者在处理过程中崩溃，未发送ACK的消息会被重新投递。
- 持久化队列与消息： 如前所述，队列和消息都应设置为持久化，即使RabbitMQ重启也能恢复。
- 死信队列的二次利用： 对于消费失败的消息，可以将其重新路由到一个专门的死信队列（不同于延迟队列的死信队列），用于人工介入、日志分析或后续的补偿机制。

4. 复杂延迟时间管理 (针对TTL+DLX模式)：

挑战： 如果需要多种不同的延迟时间，且时间跨度很大，TTL+DLX模式可能需要创建大量的队列，每个队列对应一个特定的TTL值，这会增加配置和管理的复杂性。
优化策略：
- 插件模式： 如果条件允许，直接切换到 x-delayed-message 插件，可以动态设置任意延迟时间。
- 时间段分桶： 如果必须使用TTL+DLX，可以根据延迟时间将消息分到不同的“桶”队列，例如“1分钟延迟队列”、“5分钟延迟队列”、“1小时延迟队列”，减少队列数量。

在我看来，最容易被忽视的环节是消息的幂等性处理。很多开发者在初期只关注了消息的发送和接收，却忽略了“万一消息重复了怎么办”的问题。在生产环境，任何“万一”都有可能发生，所以提前做好幂等性设计，是保证业务正确性的基石。

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