Redis 延时队列详解

一、什么是延时队列

普通队列： 消息一到就消费

延时队列： 消息到了先放着，到指定时间再消费

css 复制代码

普通队列：  [消息] → 立即消费
延时队列：  [消息] → 等 30 分钟 → 到期 → 消费

场景举例：

下单 30 分钟未支付，自动取消
红包 24 小时未领取，自动退回
会议开始前 5 分钟，发送提醒
7 天后自动确认收货

二、为什么用 ZSet 实现

数据类型	结构	能做延时队列吗
List	按插入排序	❌ 不支持按时间排序
Set	无序	❌ 没法指定执行时间
ZSet	按 score 排序	✅ score 存到期时间戳

bash 复制代码

# ZSet 天然适合：
ZADD delay_queue 1718000000 "task_001"   # score=到期时间戳
ZADD delay_queue 1718000300 "task_002"   # 自动按时间排序

三、核心流程

ini 复制代码

生产者                     Redis ZSet                      消费者(定时任务)
──────                    ──────────                      ──────────────
XADD delay_q              score  = 到期时间戳
score=到期时间            member = 任务数据
                          ┌─────────────────┐
                          │ 1718000000 task1 │  ← 最早到期
                          │ 1718000300 task2 │
                          │ 1718000600 task3 │
                          └─────────────────┘
                                  ↓
                          ZRANGEBYSCORE 0 当前时间
                          取到 task1（已到期）
                                  ↓
                          执行 task1 → ZREM 删除

四、基础实现（有并发问题）

php 复制代码

// 生产者：投递延时任务
$redis->zAdd('delay:orders', time() + 1800, json_encode([
    'order_id' => 12345,
    'action'   => 'auto_cancel',
]));

// 消费者：每秒轮询到期任务（有 BUG 的版本）
$now = time();
$tasks = $redis->zRangeByScore('delay:orders', 0, $now, ['limit' => [0, 1]]);

if ($tasks) {
    $task = $tasks[0];
    // ⚠️ 这里有 BUG！如果同时多个消费者拿到同一条
    $redis->zRem('delay:orders', $task);
    processTask($task);
}

问题在哪？ ZRANGEBYSCORE 和 ZREM 是分开的，多个消费者可能同时拿到同一条任务！

五、Lua 脚本原子化（解决并发）

lua 复制代码

-- 原子操作：查出到期任务 + 立刻删除 + 返回
local tasks = redis.call('ZRANGEBYSCORE', KEYS[1], 0, ARGV[1], 'LIMIT', 0, 1)
if #tasks == 0 then
    return nil
end

local task = tasks[1]
local removed = redis.call('ZREM', KEYS[1], task)

if removed == 1 then
    return task       -- 删除成功，返回任务
else
    return nil        -- 被别的消费者抢了
end

PHP 端调用：

php 复制代码

$lua = <<<'LUA'
local tasks = redis.call('ZRANGEBYSCORE', KEYS[1], 0, ARGV[1], 'LIMIT', 0, 1)
if #tasks == 0 then return nil end
local task = tasks[1]
if redis.call('ZREM', KEYS[1], task) == 1 then
    return task
else
    return nil
end
LUA;

// 定时任务循环执行
while (true) {
    $task = $redis->eval($lua, ['delay:orders', time()], 1);
    //                                      ↑ KEYS 部分       ↑ key数量
    
    if ($task) {
        $data = json_decode($task, true);
        echo "处理任务: {$data['order_id']}\n";
        processTask($data);
    } else {
        sleep(1);  // 没任务就等一下
    }
}

六、完整实战：30 分钟未支付自动取消

php 复制代码

<?php
// ====== 生产者（下单时） ======
function createOrder($orderId) {
    $redis = new Redis();
    $redis->connect('127.0.0.1', 6380);
    
    // 1. 创建订单...
    // 2. 投递延时任务：30分钟后自动取消
    $delayAt = time() + 1800;  // 30分钟
    $task = json_encode([
        'order_id' => $orderId,
        'action'   => 'auto_cancel',
        'create_at'=> date('Y-m-d H:i:s'),
    ]);
    
    $redis->zAdd('delay:orders', $delayAt, $task);
    
    echo "订单 {$orderId} 已创建，30分钟后未支付将自动取消\n";
}

// ====== 消费者（定时脚本） ======
$lua = <<<'LUA'
local tasks = redis.call('ZRANGEBYSCORE', KEYS[1], 0, ARGV[1], 'LIMIT', 0, 1)
if #tasks == 0 then return nil end
if redis.call('ZREM', KEYS[1], tasks[1]) == 1 then
    return tasks[1]
end
return nil
LUA;

while (true) {
    $task = $redis->eval($lua, ['delay:orders', time()], 1);
    
    if ($task) {
        $data = json_decode($task, true);
        
        // 检查订单是否已支付
        $order = getOrder($data['order_id']);
        if ($order['status'] === 'unpaid') {
            cancelOrder($data['order_id']);
            echo "⏰ 订单 {$data['order_id']} 超时未支付，已自动取消\n";
        } else {
            echo "✓ 订单 {$data['order_id']} 已支付，跳过\n";
        }
    } else {
        sleep(1);
    }
}

七、ZSet 延时队列 vs 其他方案

方案	原理	优点	缺点
ZSet	score=时间戳，轮询取	简单，Redis 自带	需要轮询，精度秒级
Redis 过期回调	key 过期触发通知	不用轮询	通知不可靠，可能丢失
RabbitMQ 延时插件	消息自带 TTL + 死信队列	专业可靠	需要额外装插件
数据库轮询	定时扫表	实现简单	大量数据时很慢

八、ZSet 的 score 谁来赋值的

bash 复制代码

ZADD key score member
          ↑
     你自己指定的

ZADD delay_queue 1718000000 "task_001"
#                 ↑    时间戳就是 score，你自己算的
#                 score 决定了 ZSet 里的排序

排序规则： score 越小越靠前，所以过期时间越早的排最前面。

九、Set vs ZSet 能不能做延时队列

	Set	ZSet
有序吗	❌ 无序	✅ 按 score 排序
能查到期的吗	❌	✅ `ZRANGEBYSCORE 0 now`
能做延时队列吗	不行	可以

延时队列的核心需求是"按时间排序、查到期任务"，只有 ZSet 能做到。

十、面试常问

Q: 延时队列为什么不用 List？

List 只能头进头出，无法按时间排序，不知道哪些消息到期了。

Q: 轮询会不会性能差？

单次 ZRANGEBYSCORE + ZREM 是 O(log N)，每秒轮询对 Redis 压力很小。10万条延时任务也没问题。

Q: 很大量级的延时任务怎么办？

用多个 ZSet key 分桶（按分钟/小时）
每个桶一个消费者线程
配合 Redis Cluster 分片

Q: 消息丢了怎么办？

Redis 纯内存的话宕机会丢。重要业务建议：

AOF 持久化
订单状态双写（Redis + DB），定时任务扫表兜底

Q: score 存毫秒级时间戳可以吗？

可以，ZSet 的 score 是 double 浮点数，毫秒时间戳完全放得下。

核心记住：ZSet 的 score 排序 + Lua 原子抢任务 = 可靠的延时队列