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Java 消息队列任务的平滑关闭

时间:2017-01-12 11:29:11      阅读:216      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

1.问题背景

 

对于消息队列的监听,我们一般使用Java写一个独立的程序,在Linux服务器上运行。程序启动后,通过消息队列客户端接收消息,放入一个线程池进行异步处理,并发的快速处理。

 

那么问题来了,当我们修改程序后,需要重新启动任务的时候,如何保证消息的不丢失呢?

 

正常来说,订阅者程序关闭后,消息会在发送者队列中堆积,等待订阅者下次订阅消费,所以未接收的消息是不会丢失的。唯一可能丢失的消息,就是在关闭的一瞬间,已经从队列中取出但还没有处理完毕的消息。

 

因此我们需要一套平滑关闭的机制,保证在重启的时候,消息可以正常处理完成。

 

2.问题分析

 

平滑关闭的思路如下:

 

  1. 在关闭程序时,首先关闭消息订阅,这个时候消息都在发送者队列中

     

  2. 关闭本地消息处理线程池(等待本地线程池中的消息处理完毕)

     

  3. 程序退出

 

关闭消息订阅:一般消息队列的客户端都提供关闭连接的方法,具体可以自行查看api

 

关闭线程池:Java的ThreadPoolExecutor线程池提供shutdown()和shutdownNow()两个方法,区别是前者会等待线程池中的消息都处理完毕,后者直接停止线程的执行并返回list集合。因为我们需要使用shutdown()方法进行关闭,并通过isTerminated(),方法判断线程池是否已经关闭.

 

那么问题又来了,我们如何通知到程序,需要执行关闭操作呢?

 

在Linux中,我们可以用kill -9 pid关闭进程,除了-9之外,我们可以通过 kill -l查看kill 命令的其它信号量,比如使用 12) SIGUSR2 信号量

 

我们可以在Java程序启动时,注册对应的信号量,对信号量进行监听,在收到对应的kill操作时,执行相关的业务操作。

 

伪代码如下

 

//注册linux kill信号量  kill -12

Signal sig = new Signal("USR2");

Signal.handle(sig, new SignalHandler() {

    @Override

    public void handle(Signal signal) {

        //关闭订阅者

        //关闭线程池

        //退出

    }

});

 

下面通过一个demo模拟相关逻辑操作

 

首先模拟一个生产者,每秒生产5个消息

 

然后模拟一个订阅者,收到消息后交给线程池进行处理,线程池固定4个线程,每个消息处理时间1秒,这样线程池每秒会积压1个消息。

 

package com.lujianing.demo;

 

import sun.misc.Signal;

import sun.misc.SignalHandler;

import java.util.concurrent.*;

 

/**

 * @author lujianing01@58.com

 * @Description:

 * @date 2016/11/14

 */

public class MsgClient {

 

    //模拟消息队列订阅者 同时4个线程处理

    private static final ThreadPoolExecutor THREAD_POOL = (ThreadPoolExecutor) Executors.newFixedThreadPool(4);

    //模拟消息队列生产者

    private static final ScheduledExecutorService SCHEDULED_EXECUTOR_SERVICE = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

    //用于判断是否关闭订阅

    private static volatile boolean isClose = false;

 

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        BlockingQueue <String> queue = new ArrayBlockingQueue<String>(100);

        producer(queue);

        consumer(queue);

    }

 

    //模拟消息队列生产者

    private static void producer(final BlockingQueue  queue){

        //每200毫秒向队列中放入一个消息

        SCHEDULED_EXECUTOR_SERVICE.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {

            public void run() {

                queue.offer("");

            }

        }, 0L, 200L, TimeUnit.MILLISECONDS);

    }

 

    //模拟消息队列消费者 生产者每秒生产5个   消费者4个线程消费1个1秒  每秒积压1个

    private static void consumer(final BlockingQueue queue) throws InterruptedException {

        while (!isClose){

            getPoolBacklogSize();

            //从队列中拿到消息

            final String msg = (String)queue.take();

            //放入线程池处理

            if(!THREAD_POOL.isShutdown()) {

                THREAD_POOL.execute(new Runnable() {

                    public void run() {

                        try {

                            //System.out.println(msg);

                            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000L);

                        } catch (InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                        }

                    }

                });

            }

        }

    }

 

    //查看线程池堆积消息个数

    private static long getPoolBacklogSize(){

        long backlog = THREAD_POOL.getTaskCount()- THREAD_POOL.getCompletedTaskCount();

        System.out.println(String.format("[%s]THREAD_POOL backlog:%s",System.currentTimeMillis(),backlog));

        return backlog;

    }

 

    static {

        String osName = System.getProperty("os.name").toLowerCase();

        if(osName != null && osName.indexOf("window") == -1) {

            //注册linux kill信号量  kill -12

            Signal sig = new Signal("USR2");

            Signal.handle(sig, new SignalHandler() {

                @Override

                public void handle(Signal signal) {

                    System.out.println("收到kill消息,执行关闭操作");

                    //关闭订阅消费

                    isClose = true;

                    //关闭线程池,等待线程池积压消息处理

                    THREAD_POOL.shutdown();

                    //判断线程池是否关闭

                    while (!THREAD_POOL.isTerminated()) {

                        try {

                            //每200毫秒 判断线程池积压数量

                            getPoolBacklogSize();

                            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200L);

                        } catch (InterruptedException e) {

                            e.printStackTrace();

                        }

                    }

                    System.out.println("订阅者关闭,线程池处理完毕");

                    System.exit(0);

                }

            });

        }

    }

}

 

当我们在服务上运行时,通过控制台可以看到相关的输出信息,demo中输出了线程池的积压消息个数

 

java -cp /home/work/lujianing/msg-queue-client/* com.lujianing.demo.MsgClient

 

另打开一个终端,通过ps命令查看进程号,或者通过nohup启动Java进程拿到进程id

 

ps -fe|grep MsgClient

 

 

技术分享

 

当我们执行kill -12 pid的时候 可以看到关闭业务逻辑

 

技术分享

 

3.问题总结

 

在部门的实际业务中,消息队列的消息量还是挺大的,某些业务高峰时每秒有几百的消息量,因此对消息的处理要保证速度,避免消息积压,也可以通过负载解决单个订阅节点的压力。

 

在某些业务场景中,对消息的完整性要求不那么高,那么就不用考虑重启时的一点损耗。反之,就需要好好思考和设计了。

 

ps:以后会恢复写博客的习惯,争取每周都更新,如有兴趣,欢迎关注

 

2016-11-17补充

 

ThreadPoolExecutor的getQueue().size()方法,返回的为线程池队列中积压的消息数

 

getTaskCount() - getCompletedTaskCount(),返回的为线程池队列积压的和正在处理中的消息数

 

2016-11-19补充

 

感谢 @纳兰清风 的提醒

 

Java中可以通过调用Runtime.getRuntime().addShutdownHook()方法,在Jvm退出时触发回调

 

kill -15 pid 可以触发调用对应的钩子方法

 

今天看重启脚本中确实也有 kill -15的命令 但是不知道两者是有关系的

 

2016-11-20补充

 

kill -1 pid 和 kill -2 pid 都能触发钩子方法

 

SIGTERM,SIGINT,SIGHUP三种信号都会触发shutdownhook

Java 消息队列任务的平滑关闭

原文:http://www.cnblogs.com/duanxz/p/6275041.html

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