下面是关于“Node.js + Redis Sorted Set实现任务队列”的完整攻略。
什么是任务队列
任务队列是一种用于处理异步任务的机制，在异步任务处理过程中，时常需要将任务放到队列中依次执行。常见的任务队列应用场景有多种，例如：邮件投递、消息提醒等。在这些场景下，任务的执行需要满足先进先出的原则。
Redis Sorted Set
Redis Sorted Set是Redis提供的一种数据结构，它是一个有序的数据集合，可以使用整数或者字符串作为其元素的分数(score)。它类似于Set数据结构，但是每个元素都会关联一个分数，这样就可以通过分数有序的获取和筛选元素。当我们定义任务队列的逻辑时，Sorted Set便显得非常适合，因为它可以通过分数来确定元素的执行顺序，并且支持元素的移除和更新操作，非常方便。
Sorted Set 方法
下面是一些Sorted Set的常用方法：
ZADD key score member：向一个Sorted Set中添加一个member和它的score。ZINCRBY key increment member：用于对Sorted Set中指定成员的分数进行自增操作。ZRANGE key start stop [WITHSCORES]：从Sorted Set中获取下标在start和stop之间的元素，可选参数WITHSCORES确定是否在返回结果时包含元素的分数。ZREM key member1 [member2 ...]：在Sorted Set中删除一个或者多个成员。
怎么实现任务队列
实现任务队列的核心是Redis Sorted Set，通过Redis Sorted Set实现的任务队列具有以下特性：
- 支持添加任务
- 支持取消任务
- 支持获取任务
- 支持更新任务优先级
- 支持获取队列大小
下面是使用Node.js操作Redis Sorted Set实现任务队列的完整攻略。
1. 安装redis模块
在Node.js中连接Redis，需要安装redis模块。执行以下命令即可：
npm install redis --save
2. 创建任务队列类
在Node.js中，我们可以通过创建任务队列类来实现对Redis Sorted Set的操作。
class JobQueue {
constructor(redisClient, queueName) {
this.redisClient = redisClient; // Redis客户端
this.queueName = queueName; // 任务队列名称
}
}
3. 添加任务
在Redis Sorted Set中，新添加的元素需要传入一个分数，表示该元素的优先级。我们可以将时间戳作为分数的默认值，并使用uuid作为任务的唯一标识。
/**
* 添加任务
* @param { String } jobTask 任务内容
* @param { Number } priority 任务优先级，默认值为当前时间戳
* @returns 添加任务的Promise
*/
addJob(jobTask, priority) {
if (!priority) {
priority = Date.now();
}
let job = {
id: uuid.v4(), // 任务ID
data: jobTask // 任务内容
};
return new Promise((resolve, reject) => {
this.redisClient.zadd(this.queueName, priority, JSON.stringify(job), (err, result) => {
if (err) {
reject(err);
} else {
resolve({ id: job.id, priority: priority });
}
});
});
}
4.取消任务
在Redis Sorted Set中删除任务，只需要提供任务的唯一标识即可。
/**
* 取消任务
* @param { String } jobId 任务唯一标识
* @returns 取消任务的Promise
*/
cancelJob(jobId) {
return new Promise((resolve, reject) => {
this.redisClient.zrem(this.queueName, JSON.stringify({ id: jobId }), (err, result) => {
if (err) {
reject(err);
} else {
resolve(result);
}
});
});
}
5.获取任务列表
获取列表时可以通过指定分数的最小值和最大值，获取在指定范围内优先级最高的任务。使用ZRANGE方法即可。
/**
* 获取任务列表
* @param { Number } start 任务列表的起始位置
* @param { Number } end 任务列表的截断位置
* @returns 任务列表的Promise
*/
getJobList(start, end) {
return new Promise((resolve, reject) => {
this.redisClient.zrange(this.queueName, start, end, (err, result) => {
if (err) {
reject(err);
} else {
resolve(result.map(job => JSON.parse(job)));
}
});
});
}
6.更新任务优先级
根据Sorted Set的特性，可以通过ZRANK方法获取元素的排名，再使用ZADD方法，给元素赋予新的分数，从而实现更新任务的优先级。
/**
* 更新任务优先级
* @param { String } jobId 任务唯一标识
* @param { Number } newPriority 新任务优先级
* @returns 更新任务优先级的Promise
*/
updateJobPriority(jobId, newPriority) {
return new Promise((resolve, reject) => {
let jobData = { id: jobId };
this.redisClient.zrank(this.queueName, JSON.stringify(jobData), (err, result) => {
if (err) {
reject(err);
} else {
this.redisClient.zadd(this.queueName, newPriority, JSON.stringify(jobData), (err2, result2) => {
if (err2) {
reject(err2);
} else {
resolve(result2 === 1); // zadd命令会返回受影响的行数1，表示更新了1条数据
}
});
}
});
});
}
7.获取队列信息
获取队列元素个数时，只需要使用ZCARD方法即可。
/**
* 获取任务队列元素个数
* @returns 任务队列元素个数的Promise
*/
getJobQueueLength() {
return new Promise((resolve, reject) => {
this.redisClient.zcard(this.queueName, (err, result) => {
if (err) {
reject(err);
} else {
resolve(result);
}
});
});
}
示例
下面是使用JobQueue类实现简单任务队列的示例代码：
let redis = require('redis');
let client = redis.createClient();
let JobQueue = require('./JobQueue');
let jobQueue = new JobQueue(client, 'taskQueue');
// 添加任务
jobQueue.addJob('task1')
.then(data => console.log('添加任务1成功'))
.catch(err => console.error('添加任务1失败：', err));
jobQueue.addJob('task2')
.then(data => console.log('添加任务2成功'))
.catch(err => console.error('添加任务2失败：', err));
// 获取任务列表
jobQueue.getJobList(0, -1)
.then(result => console.log('任务列表：', result))
.catch(err => console.error('获取任务列表失败：', err));
// 更新任务优先级
jobQueue.updateJobPriority('xxxxx', Date.now())
.then(result => console.log('更新任务优先级成功'))
.catch(err => console.error('更新任务优先级失败：', err));
// 获取队列元素个数
jobQueue.getJobQueueLength()
.then(result => console.log('任务队列长度：', result))
.catch(err => console.error('获取任务队列长度失败：', err));
// 取消任务
jobQueue.cancelJob('xxxxx')
.then(result => console.log('取消任务成功'))
.catch(err => console.error('取消任务失败：', err));
总结
通过Node.js + Redis Sorted Set实现任务队列的过程还是比较简单的。在业务场景中，如果涉及到任务处理的异步操作，可以采用此方案提高任务处理的效率。
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