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消息传递和 Java 消息服务(JMS)

消息传递系统用于构建高可靠、可伸缩及灵活的分布式应用程序。本文从大体上讨论了消息传递系统,简要叙述了它们的特性及类型,然后描述开发人员如何可以使用 Java 消息服务(Java Message Service ,JMS) 编写基于消息的应用程序。

正如许多以前在同步、可靠性、可伸缩性和安全性方面的未知问题一样,分布式应用程序潜在的问题也是不断增长的。一种解决方案是建立在松散耦合组件基础上的消息传递系统,这些组件之间通过消息进行通信。

Java 消息服务提供了一致的 API 集合,让开发人员可以访问许多消息传递系统产品的公共特性。

什么是消息传递系统?
从它的本质上讲,消息传递系统允许不同的非耦合应用程序以异步方式进行可靠通信。消息传递系统体系结构一般用各个组件间的点对点关系代替客户端/服务器模型,其中每个点可以发送消息到其他点,或从其他点接收消息。

相对于更加传统的分布式计算模型,消息传递系统提供了许多强大的优势。首先,它们倡议在消息消费者和消息生产者之间进行“松散耦合”。在生产者和消费者之间存在着高级匿名:对于消息消费者,它不关心 谁 产生消息,在网络上生产者在 哪里,或者消息是 何时 产生的。

这使得可以构建动态、可靠和灵活的系统,由此可以修改子应用程序的整体组合,而不会影响到系统的其余部分。 消息传递系统的其他优势包括高可伸缩性(商业实现鼓吹可以支持好几万个客户端,以及支持每秒进行好几万个操作)、容易集成到异构网络以及由于减少了单点故障而提高了可靠性。

由于消息传递系统固有的可靠性和可伸缩性,所以它们用于解决许多商业和计算科学问题。例如,它们是这样的一些不同的应用程序的基础:工作流、网络管理、通信服务(通过 IP 的语音、有声邮件、寻呼机和电子邮件)、客户服务、天气预报和供应链管理等系统。此外,消息传递系统是无价的,因为它作为“glue”(胶水)把完全不同的系统联系在一起,使之能够合并和获取消息。

消息系统类型
通常使用两种消息传递系统模型。

发布/订阅
发布/订阅 (pub/sub) 消息传递系统支持事件驱动模型,在这种模型中,信息消费者和生产者参与消息的传输。生产者“发布”事件,而消费者“订阅”感兴趣的事件并消费事件。生产者把消息把与特定主题关联起来,然后消息传递系统根据消费者所注册的感兴趣主题,把消息路由给消费者。

点对点
在点对点消息传递系统中,消息是被路由到各个消费者的,该消费者维护“传入”消息队列。消息传递应用程序发送消息到指定队列,然后客户端从队列中检索消息。 供应商经常会支持点对点模型或发布/订阅消息传递模型,或者同时支持这两种模型。

既然已经从大体上认识了消息系统,现在让我们来看一下 Java 开发人员是如何可以利用它们的能力的。

Java 消息服务
Java 消息服务是 J2EE (Java 2 Enterprise Edition) 套件的一部分,它提供了标准 API,Java 开发人员可以使用这些 API 来访问企业消息系统的共同特性。JMS 支持发布/订阅和点对点模型,并允许创建由任意 Java 对象组成的消息类型。

设计目标
JMS 的基本设计目标是为了提供一组一致的接口,消息传递系统客户端可以独立地使用这些接口,而不必关心基础消息系统的提供商。 这样,客户端应用程序不仅可以跨计算机体系结构和操作系统进行移植,而且也可以跨消息传递产品进行移植。写到 JMS 的客户端应用程序将正常工作,而不用在所有符合 JMS 的消息传递系统上做修改(这可以与组件所运行的基础中间件上的 Enterprise Java Beans 组件的独立性进行比较)。

JMS 也设计成:

最小化消息传递系统提供商为其产品实现 JMS API 所需的工作量。
提供了普通消息传递系统的大多数功能。
许多消息系统提供商已经为它们的产品实现了 JMS,允许 Java 访问它们系统的功能。

JMS 客户端可以使用 Java 设施
由于 JMS 客户端是基于 Java 的,因此它们可以利用现有的 Java API,比如:用于数据库访问的 JDBC、JavaBeans 组件模型、用于命名服务的 JNDI、用于客户端事务控制的 JTA 或用于企业应用程序服务的任何 J2SE 和 J2EE API。

JMS 细节
现在,我们从消息开始,来看一下使用 JMS 构建消息传递系统客户端的细节。

什么是消息?
在消息传递系统中,应用程序之间的通信点是消息本身,因此使用 JMS 的开发人员必须理解消息。

尽管消息传递系统之间消息定义区别甚大,但 JMS 提供了统一的方式用于描述和访问消息。JMS 消息由三部分组成:

消息标题
用于消息标识。例如,标题用于确定指定的消息是否适合于“订阅者”。
属性
用于特定于应用程序、特定于提供商及可选的标题字段。
消息体
保存消息的内容。支持几种格式,其中包括:TextMessages——用于包装简单的 String; 和 ObjectMessages——用于包装任意的 Java 对象(它们必须是可序列化的)。也支持其他的格式。
TextMessages
TextMessage 用于包装简单的 String 对象。在只传递字符串的情形下,这是有用的。期望许多消息传递系统将以 XML 为基础,TextMessages 是它们的自然容器。


创建 TextMessage 对象是简单的,如下面两行代码所指出的那样:

TextMessage message =
session.createMessage();
message.setText("hello world");

(在下一节,我们将看到 session 对象)。

以这种方式创建的 TextMessage 准备发布到消息传递系统中。

ObjectMessages
顾名思义,ObjectMessage 是包装了 Java 对象的消息。任何可序列化的 Java 对象均可用作 ObjectMessage。如果多个对象必须在单个消息中传输,那么可以使用包含几个可序列化对象的 Collection 对象(比如 List 或 Set)。

下面展示了如何创建 Object 消息:

ObjectMessage message = session.createObjectMessage();
message.setObject(myObject);

关于 JNDI
像许多 J2EE API 一样,JMS 利用了 JNDI(Java 命名和目录接口)来发现所需资源。详细讨论 JNDI 超出了本文的范围,但可从如下地址找到更多的进一步信息:Java 命名和目录接口 (JNDI)。

构建 JMS 客户端
可以遵循下面的基本步骤来构建典型的 JMS 客户端:

创建到消息传递系统提供商的连接。
创建会话用于发送和接收消息。
创建 MessageProducers 和 MessageConsumers 来创建或接收消息。
一旦这些步骤执行完毕,消息生产的客户端将创建消息,并把它们发布到主题,而消息消费的客户端将侦听与主题有关的消息,并在它们到达时消费它们。

为了详细展示它是如何工作的,我们研究了典型的消息生产者,它用于在 pub/sub 消息传递系统中把消息发布到特定的主题。注意,为简洁起见,省略了所有异常处理代码。

创建连接
连接为客户端提供了对基础消息传递系统的访问,并执行资源分配和管理。连接是使用 ConnectionFactory 创建的,而 ConnectionFactory 通常是使用 JNDI 查找的。

下面这些代码展示了创建连接过程中涉及的一些步骤:

Context messaging = new InitialContext();
// get JNDI context
TopicConnectionFactory topicConnectionFactory =
(TopicConnectionFactory)
messaging.lookup("TopicConnectionFactory");
TopicConnection topicConnection =
topicConnectionFactory.createTopicConnection();


创建会话
会话是轻量级 JMS 对象,它提供了用于生产和消费消息的上下文。会话用于生成消息生产者和消息消费者,以及用于生成消息本身。

TopicSession session =
topicConnection.createTopicSession(false,
Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE);

createTopicSession() 的两个参数控制事务和消息的确认。

查找主题
主题(也称标题、组或频道)是通过 JNDI 来查找的。主题标识了发送中或接收中的消息。在发布/阅系统中,订阅者订阅了指定的主题,而发布者把主题与它们发布的消息关联。

这里我们创建了一个称为“WeatherData”的主题。

Topic weatherTopic = messaging.lookup("WeatherData");

启动连接
在上面的初始化过程中,为了防止初始化期间出现不可预知的行为,消息流是被禁止的。一旦初始化完成,必须告诉连接开始消息流。

topicConnection.start();

创建消息生产者
在发布/订阅领域中,生产者把消息发布到指定主题。下面代码展示了发布者的创建及后续的简单文本消息的生成和发布。

TopicPublisher publisher =
session.createPublisher(weatherData);
TextMessage message = session.createMessage();
message.setText("temperature: 35 degrees");

publisher.publish(message);


创建订阅者及点对点系统的 JMS 客户端遵循相似的过程。可以在 [1] 中找到这一过程的完整细节。

结束语
我们已经看到在使用 JMS 来构建基于消息传递的应用程序的过程中涉及的基本概念。在编写 JMS 代码之前,你将需要访问符合 JMS 的消息传递系统。可从如下地址获取符合 JMS 的供应商的列表:


JMS 供应商


创建和构建基于 JMS 的应用程序是简单的,可是它为构建强大、可伸缩和高可靠的分布式系统提供了基础。

注意,JMS 远远比本文讨论的要复杂,并为下面的这些提供了支持:管理、安全、错误处理和恢复、优化、分布式事务、消息排序和消息确认等。

有关 Java Message Service 的进一步信息和文档,请参阅:

Java Message Service 文档

参考资料
本文中的许多内容是以 Java Message Service 文档 为基础的。

本文的再版须有 SunServer 许可。

posted on 2007-04-02 11:06 ASONG 阅读(401) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: JAVA


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