消息傳遞和 Java 消息服務(wù)(JMS)

消息傳遞系統(tǒng)用于構(gòu)建高可靠,、可伸縮及靈活的分布式應(yīng)用程序,。本文從大體上討論了消息傳遞系統(tǒng),，簡要敘述了它們的特性及類型，然后描述開發(fā)人員如何可以使用 Java 消息服務(wù)(Java Message Service ,，JMS) 編寫基于消息的應(yīng)用程序,。

正如許多以前在同步、可靠性,、可伸縮性和安全性方面的未知問題一樣,，分布式應(yīng)用程序潛在的問題也是不斷增長的。一種解決方案是建立在松散耦合組件基礎(chǔ)上的消息傳遞系統(tǒng),，這些組件之間通過消息進(jìn)行通信。

Java 消息服務(wù)提供了一致的 API 集合,，讓開發(fā)人員可以訪問許多消息傳遞系統(tǒng)產(chǎn)品的公共特性,。

什么是消息傳遞系統(tǒng)？
從它的本質(zhì)上講,，消息傳遞系統(tǒng)允許不同的非耦合應(yīng)用程序以異步方式進(jìn)行可靠通信,。消息傳遞系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)一般用各個(gè)組件間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)關(guān)系代替客戶端/服務(wù)器模型，其中每個(gè)點(diǎn)可以發(fā)送消息到其他點(diǎn),，或從其他點(diǎn)接收消息,。

相對(duì)于更加傳統(tǒng)的分布式計(jì)算模型，消息傳遞系統(tǒng)提供了許多強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),。首先,，它們倡議在消息消費(fèi)者和消息生產(chǎn)者之間進(jìn)行“松散耦合”。在生產(chǎn)者和消費(fèi)者之間存在著高級(jí)匿名：對(duì)于消息消費(fèi)者,，它不關(guān)心 誰 產(chǎn)生消息,，在網(wǎng)絡(luò)上生產(chǎn)者在 哪里，或者消息是 何時(shí) 產(chǎn)生的,。

這使得可以構(gòu)建動(dòng)態(tài),、可靠和靈活的系統(tǒng)，由此可以修改子應(yīng)用程序的整體組合,，而不會(huì)影響到系統(tǒng)的其余部分,。 消息傳遞系統(tǒng)的其他優(yōu)勢(shì)包括高可伸縮性（商業(yè)實(shí)現(xiàn)鼓吹可以支持好幾萬個(gè)客戶端，以及支持每秒進(jìn)行好幾萬個(gè)操作）,、容易集成到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)以及由于減少了單點(diǎn)故障而提高了可靠性,。

由于消息傳遞系統(tǒng)固有的可靠性和可伸縮性，所以它們用于解決許多商業(yè)和計(jì)算科學(xué)問題,。例如,，它們是這樣的一些不同的應(yīng)用程序的基礎(chǔ)：工作流、網(wǎng)絡(luò)管理,、通信服務(wù)（通過 IP 的語音,、有聲郵件,、尋呼機(jī)和電子郵件）、客戶服務(wù),、天氣預(yù)報(bào)和供應(yīng)鏈管理等系統(tǒng),。此外，消息傳遞系統(tǒng)是無價(jià)的,，因?yàn)樗鳛?#8220;glue”（膠水）把完全不同的系統(tǒng)聯(lián)系在一起,，使之能夠合并和獲取消息。

消息系統(tǒng)類型
通常使用兩種消息傳遞系統(tǒng)模型,。

發(fā)布/訂閱
發(fā)布/訂閱 (pub/sub) 消息傳遞系統(tǒng)支持事件驅(qū)動(dòng)模型,，在這種模型中，信息消費(fèi)者和生產(chǎn)者參與消息的傳輸,。生產(chǎn)者“發(fā)布”事件,，而消費(fèi)者“訂閱”感興趣的事件并消費(fèi)事件。生產(chǎn)者把消息把與特定主題關(guān)聯(lián)起來,，然后消息傳遞系統(tǒng)根據(jù)消費(fèi)者所注冊(cè)的感興趣主題,，把消息路由給消費(fèi)者。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)
在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息傳遞系統(tǒng)中,，消息是被路由到各個(gè)消費(fèi)者的,，該消費(fèi)者維護(hù)“傳入”消息隊(duì)列。消息傳遞應(yīng)用程序發(fā)送消息到指定隊(duì)列,，然后客戶端從隊(duì)列中檢索消息,。 供應(yīng)商經(jīng)常會(huì)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模型或發(fā)布/訂閱消息傳遞模型，或者同時(shí)支持這兩種模型,。

既然已經(jīng)從大體上認(rèn)識(shí)了消息系統(tǒng),，現(xiàn)在讓我們來看一下 Java 開發(fā)人員是如何可以利用它們的能力的。

Java 消息服務(wù)
Java 消息服務(wù)是 J2EE (Java 2 Enterprise Edition) 套件的一部分,，它提供了標(biāo)準(zhǔn) API,，Java 開發(fā)人員可以使用這些 API 來訪問企業(yè)消息系統(tǒng)的共同特性。JMS 支持發(fā)布/訂閱和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模型,，并允許創(chuàng)建由任意 Java 對(duì)象組成的消息類型,。

設(shè)計(jì)目標(biāo)
JMS 的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提供一組一致的接口，消息傳遞系統(tǒng)客戶端可以獨(dú)立地使用這些接口,，而不必關(guān)心基礎(chǔ)消息系統(tǒng)的提供商,。 這樣，客戶端應(yīng)用程序不僅可以跨計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)進(jìn)行移植,，而且也可以跨消息傳遞產(chǎn)品進(jìn)行移植,。寫到 JMS 的客戶端應(yīng)用程序?qū)⒄９ぷ鳎挥迷谒蟹?JMS 的消息傳遞系統(tǒng)上做修改（這可以與組件所運(yùn)行的基礎(chǔ)中間件上的 Enterprise Java Beans 組件的獨(dú)立性進(jìn)行比較）,。

JMS 也設(shè)計(jì)成：

最小化消息傳遞系統(tǒng)提供商為其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn) JMS API 所需的工作量,。
提供了普通消息傳遞系統(tǒng)的大多數(shù)功能,。
許多消息系統(tǒng)提供商已經(jīng)為它們的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了 JMS，允許 Java 訪問它們系統(tǒng)的功能,。

JMS 客戶端可以使用 Java 設(shè)施
由于 JMS 客戶端是基于 Java 的,，因此它們可以利用現(xiàn)有的 Java API，比如：用于數(shù)據(jù)庫訪問的 JDBC,、JavaBeans 組件模型,、用于命名服務(wù)的 JNDI、用于客戶端事務(wù)控制的 JTA 或用于企業(yè)應(yīng)用程序服務(wù)的任何 J2SE 和 J2EE API,。

JMS 細(xì)節(jié)
現(xiàn)在,，我們從消息開始，來看一下使用 JMS 構(gòu)建消息傳遞系統(tǒng)客戶端的細(xì)節(jié),。

什么是消息,？
在消息傳遞系統(tǒng)中，應(yīng)用程序之間的通信點(diǎn)是消息本身,，因此使用 JMS 的開發(fā)人員必須理解消息。

盡管消息傳遞系統(tǒng)之間消息定義區(qū)別甚大,，但 JMS 提供了統(tǒng)一的方式用于描述和訪問消息,。JMS 消息由三部分組成：

消息標(biāo)題
用于消息標(biāo)識(shí)。例如,，標(biāo)題用于確定指定的消息是否適合于“訂閱者”,。
屬性
用于特定于應(yīng)用程序、特定于提供商及可選的標(biāo)題字段,。
消息體
保存消息的內(nèi)容,。支持幾種格式，其中包括：TextMessages——用于包裝簡單的 String; 和 ObjectMessages——用于包裝任意的 Java 對(duì)象（它們必須是可序列化的）,。也支持其他的格式,。
TextMessages
TextMessage 用于包裝簡單的 String 對(duì)象。在只傳遞字符串的情形下,，這是有用的,。期望許多消息傳遞系統(tǒng)將以 XML 為基礎(chǔ)，TextMessages 是它們的自然容器,。

創(chuàng)建 TextMessage 對(duì)象是簡單的,，如下面兩行代碼所指出的那樣：

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

（在下一節(jié)，我們將看到 session 對(duì)象）,。

以這種方式創(chuàng)建的 TextMessage 準(zhǔn)備發(fā)布到消息傳遞系統(tǒng)中,。

ObjectMessages
顧名思義，ObjectMessage 是包裝了 Java 對(duì)象的消息,。任何可序列化的 Java 對(duì)象均可用作 ObjectMessage,。如果多個(gè)對(duì)象必須在單個(gè)消息中傳輸,，那么可以使用包含幾個(gè)可序列化對(duì)象的 Collection 對(duì)象（比如 List 或 Set）。

下面展示了如何創(chuàng)建 Object 消息：

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

關(guān)于 JNDI
像許多 J2EE API 一樣,，JMS 利用了 JNDI（Java 命名和目錄接口）來發(fā)現(xiàn)所需資源,。詳細(xì)討論 JNDI 超出了本文的范圍，但可從如下地址找到更多的進(jìn)一步信息：Java 命名和目錄接口 (JNDI),。

構(gòu)建 JMS 客戶端
可以遵循下面的基本步驟來構(gòu)建典型的 JMS 客戶端：

創(chuàng)建到消息傳遞系統(tǒng)提供商的連接,。
創(chuàng)建會(huì)話用于發(fā)送和接收消息。
創(chuàng)建 MessageProducers 和 MessageConsumers 來創(chuàng)建或接收消息,。
一旦這些步驟執(zhí)行完畢,，消息生產(chǎn)的客戶端將創(chuàng)建消息，并把它們發(fā)布到主題,，而消息消費(fèi)的客戶端將偵聽與主題有關(guān)的消息,，并在它們到達(dá)時(shí)消費(fèi)它們。

為了詳細(xì)展示它是如何工作的,，我們研究了典型的消息生產(chǎn)者,，它用于在 pub/sub 消息傳遞系統(tǒng)中把消息發(fā)布到特定的主題。注意,，為簡潔起見,，省略了所有異常處理代碼。

創(chuàng)建連接
連接為客戶端提供了對(duì)基礎(chǔ)消息傳遞系統(tǒng)的訪問,，并執(zhí)行資源分配和管理,。連接是使用 ConnectionFactory 創(chuàng)建的，而 ConnectionFactory 通常是使用 JNDI 查找的,。

下面這些代碼展示了創(chuàng)建連接過程中涉及的一些步驟：

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

創(chuàng)建會(huì)話
會(huì)話是輕量級(jí) JMS 對(duì)象,，它提供了用于生產(chǎn)和消費(fèi)消息的上下文。會(huì)話用于生成消息生產(chǎn)者和消息消費(fèi)者,，以及用于生成消息本身,。

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

createTopicSession() 的兩個(gè)參數(shù)控制事務(wù)和消息的確認(rèn)。

查找主題
主題（也稱標(biāo)題,、組或頻道）是通過 JNDI 來查找的,。主題標(biāo)識(shí)了發(fā)送中或接收中的消息。在發(fā)布/閱系統(tǒng)中,，訂閱者訂閱了指定的主題,，而發(fā)布者把主題與它們發(fā)布的消息關(guān)聯(lián)。

這里我們創(chuàng)建了一個(gè)稱為“WeatherData”的主題,。

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

啟動(dòng)連接
在上面的初始化過程中,，為了防止初始化期間出現(xiàn)不可預(yù)知的行為，消息流是被禁止的,。一旦初始化完成,，必須告訴連接開始消息流,。

topicConnection.start();

創(chuàng)建消息生產(chǎn)者
在發(fā)布/訂閱領(lǐng)域中，生產(chǎn)者把消息發(fā)布到指定主題,。下面代碼展示了發(fā)布者的創(chuàng)建及后續(xù)的簡單文本消息的生成和發(fā)布,。

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

publisher.publish(message);

創(chuàng)建訂閱者及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)的 JMS 客戶端遵循相似的過程?？梢栽?[1] 中找到這一過程的完整細(xì)節(jié),。

結(jié)束語
我們已經(jīng)看到在使用 JMS 來構(gòu)建基于消息傳遞的應(yīng)用程序的過程中涉及的基本概念。在編寫 JMS 代碼之前,，你將需要訪問符合 JMS 的消息傳遞系統(tǒng),。可從如下地址獲取符合 JMS 的供應(yīng)商的列表：

JMS 供應(yīng)商

創(chuàng)建和構(gòu)建基于 JMS 的應(yīng)用程序是簡單的,，可是它為構(gòu)建強(qiáng)大,、可伸縮和高可靠的分布式系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。

注意,，JMS 遠(yuǎn)遠(yuǎn)比本文討論的要復(fù)雜,，并為下面的這些提供了支持：管理、安全,、錯(cuò)誤處理和恢復(fù),、優(yōu)化、分布式事務(wù),、消息排序和消息確認(rèn)等。

有關(guān) Java Message Service 的進(jìn)一步信息和文檔,，請(qǐng)參閱：

Java Message Service 文檔

參考資料
本文中的許多內(nèi)容是以 Java Message Service 文檔 為基礎(chǔ)的,。

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