背景

　　工作中经常会有定时任务的需求，常见的做法可以使用Timer、Quartz、Hangfire等组件，这次想尝试下新的思路，使用RabbitMQ死信队列的机制来实现定时任务，同时帮助再次了解RabbitMQ的死信队列。

交互流程

　　1. 用户创建定时任务

　　2. 往死信队列插入一条消息，并设置过期时间为首个任务执行时间

　　3. 死信队列中的消息过期后，消息流向工作队列

　　4. 任务执行消费者监听工作队列，工作队列向消费者推送消息

　　5. 消费者查询数据库，读取任务信息

　　6. 消费者确认任务有效（未被撤销），执行任务

　　7. 消费者确认有下个任务，再往死信队列插入一条消息，并设置过期时间为任务执行时间

　　8. 重复2-7的步骤，直到所有任务执行完成或任务撤销

环境准备

　　请自行完成MongoDB和RabbitMQ的安装，Windows、Linux、Docker皆可，以下提供Windows的安装方法：

　　MongoDB：https://docs.mongodb.com/manual/tutorial/install-mongodb-on-windows/

　　RabbitMQ：https://www.rabbitmq.com/install-windows.html

核心代码

　　1. （WebApi）创建任务，并根据设置创建子任务，把任务数据写入数据库

var task = new Task
{
Name = form.Name,
StartTime = form.StartTime,
EndTime = form.EndTime,
Interval = form.Interval,
SubTasks = new List<SubTask>()
};

var startTime = task.StartTime;
var endTime = task.EndTime;

while ((endTime - startTime).TotalMinutes >= 0)
{
var sendTime = startTime;
if (sendTime <= endTime && sendTime > DateTime.UtcNow)
{
task.SubTasks.Add(new SubTask { Id = ObjectId.GenerateNewId(), SendTime = sendTime });
}

startTime = startTime.AddMinutes(task.Interval);
}

await _mongoDbContext.Collection<Task>().InsertOneAsync(task);

　　2. （WebApi）往死信队列中写入消息

var timeFlag = task.SubTasks[0].SendTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ssZ");
var exchange = "Task";
var queue = "Task";

var index = 0;
var pendingExchange = "PendingTask";
var pendingQueue = $"PendingTask|Task:{task.Id}_{index}_{timeFlag}";

using (var channel = _rabbitConnection.CreateModel())
{
channel.ExchangeDeclare(exchange, "direct", true);
channel.QueueDeclare(queue, true, false, false);
channel.QueueBind(queue, exchange, queue);

var retryDic = new Dictionary<string, object>
{
{"x-dead-letter-exchange", exchange},
{"x-dead-letter-routing-key", queue}
};

channel.ExchangeDeclare(pendingExchange, "direct", true);
channel.QueueDeclare(pendingQueue, true, false, false, retryDic);
channel.QueueBind(pendingQueue, pendingExchange, pendingQueue);

var properties = channel.CreateBasicProperties();
properties.Headers = new Dictionary<string, object>
{
["index"] = index,
["id"] = task.Id.ToString(),
["sendtime"] = timeFlag
};

properties.Expiration = ((int)(task.SubTasks[0].SendTime - DateTime.UtcNow).TotalMilliseconds).ToString(CultureInfo.InvariantCulture);
channel.BasicPublish(pendingExchange, pendingQueue, properties, Encoding.UTF8.GetBytes(string.Empty));
}

　　其中：

　　PendingTask为死信队列Exchange，死信队列的队列名（Queue Name）会包含Task、index、timeFlag的信息，帮助跟踪队列和子任务，同时也起到唯一标识的作用。

　　task.id为任务Id

　　index为子任务下标

　　timeFlag为子任务执行时间

　　3. （消费者）处理消息

var exchange = "Task";
var queue = "Task";

_channel.ExchangeDeclare(exchange, "direct", true);
_channel.QueueDeclare(queue, true, false, false);
_channel.QueueBind(queue, exchange, queue);

var consumer = new EventingBasicConsumer(_channel);
　　 //监听处理
consumer.Received += (model, ea) =>
{
　　　　 //获取消息头信息
var index = (int)ea.BasicProperties.Headers["index"];
var id = (ea.BasicProperties.Headers["id"] as byte[]).BytesToString();
var timeFlag = (ea.BasicProperties.Headers["sendtime"] as byte[]).BytesToString();

　　    //删除临时死信队列
_channel.QueueDelete($"PendingTask|Task:{id}_{index}_{timeFlag}", false, true);

var taskId = new ObjectId(id);
var task = _mongoDbContext.Collection<Task>().Find(n => n.Id == taskId).SingleOrDefault();

　　　　 //撤销或已完成的任务不执行
if (task == null || task.Status != TaskStatus.Normal)
{
_channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
return;
}

　　　　 //执行任务
_logger.LogInformation($"[{DateTime.UtcNow}]执行任务...");

        //设置子任务已完成
task.SubTasks[index].IsSent = true;

if (task.SubTasks.Count > index + 1) //还有未完成的子任务，把下个子任务的信息写入死信队列
{
PublishPendingMsg(_channel, task, index + 1);
}
else
{
task.Status = TaskStatus.Finished; //所有子任务执行完毕，设置任务状态为完成
}

_mongoDbContext.Collection<Task>().ReplaceOne(n => n.Id == taskId, task); //更新任务状态
_channel.BasicAck(ea.DeliveryTag, false);
};
_channel.BasicConsume(queue, false, consumer);

　　4. （WebApi）撤销任务，更新任务状态即可

var taskId = new ObjectId(id);
var task = await _mongoDbContext.Collection<Task>().Find(n => n.Id == taskId).SingleOrDefaultAsync();
if (task == null)
{
return NotFound(new { message = "任务不存在！" });
}

task.Status = TaskStatus.Canceled;
await _mongoDbContext.Collection<Task>().FindOneAndReplaceAsync(n => n.Id == taskId, task);

效果展示

 　　1. 先使用控制台把消费者启动起来。

　　2. 创建任务

　　启动WebApi，创建一个任务，开始时间为2019-07-16T07:55:00.000Z，结束时间为2019-07-16T07:59:00.000Z，执行时间间隔1分钟：

　　任务与相应的子任务也写入了MongoDB，这里假设子任务可能是邮件发送任务：

　　创建了一个临时死信队列，队列名称包含任务Id，子任务下标、以及子任务执行时间，并往其写入一条消息：

　　3. 执行（子）任务

　　从日志内容可以看出，（子）任务正常执行：

　　子任务状态也标注为已发送

　　同时也往消息队列写入了下一个子任务的消息：

　　4. 撤销任务

　　任务状态被置为已撤销：

　　任务没再继续往下执行：

　　消息队列中的临时队列被删除，消息也被消费完

源码地址

　　https://github.com/ErikXu/rabbit-scheduler