php+sockets实现可靠的延时队列

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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/de...

    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/queui...

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

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
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
stop5:配置告信息(比如redis宕机)

在这里插入图片描述

stop6:注册topic

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

step7: 写入数据,在项目根目录下新建test.php文件写入
<?php
include_once 'DqLoader.php';
date_default_timezone_set("PRC");
//可配置多个
$server=array(
    '127.0.0.1:6789',
);
$dqClient = new DqClient();
$dqClient->addServer($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/chenlinzho...

本文来自:Segmentfault

感谢作者:patience

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