消息傳遞和 Java 消息服務(wù)(JMS)
消息傳遞系統用于構建高可靠、可伸縮及靈活的分布式應用程序。本文從大體上討論了消息傳遞系統，簡(jiǎn)要敘述了它們的特性及類(lèi)型，然后描述開(kāi)發(fā)人員如何可以使用 Java 消息服務(wù)(Java Message Service ，JMS) 編寫(xiě)基于消息的應用程序。
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(wèn)題一樣，分布式應用程序潛在的問(wèn)題也是不斷增長(cháng)的。一種解決方案是建立在松散耦合組件基礎上的消息傳遞系統，這些組件之間通過(guò)消息進(jìn)行通信。
Java 消息服務(wù)提供了一致的 API 集合，讓開(kāi)發(fā)人員可以訪(fǎng)問(wèn)許多消息傳遞系統產(chǎn)品的公共特性。
什么是消息傳遞系統？
從它的本質(zhì)上講，消息傳遞系統允許不同的非耦合應用程序以異步方式進(jìn)行可靠通信。消息傳遞系統體系結構一般用各個(gè)組件間的點(diǎn)對點(diǎn)關(guān)系代替客戶(hù)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。
相對于更加傳統的分布式計算模型，消息傳遞系統提供了許多強大的優(yōu)勢。首先，它們倡議在消息消費者和消息生產(chǎn)者之間進(jìn)行“松散耦合”。在生產(chǎn)者和消費者之間存在著(zhù)高級匿名：對于消息消費者，它不關(guān)心 誰(shuí) 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。
這使得可以構建動(dòng)態(tài)、可靠和靈活的系統，由此可以修改子應用程序的整體組合，而不會(huì )影響到系統的其余部分。 消息傳遞系統的其他優(yōu)勢包括高可伸縮性（商業(yè)實(shí)現鼓吹可以支持好幾萬(wàn)個(gè)客戶(hù)端，以及支持每秒進(jìn)行好幾萬(wàn)個(gè)操作）、容易集成到異構網(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)和計算科學(xué)問(wèn)題。例如，它們是這樣的一些不同的應用程序的基礎：工作流、網(wǎng)絡(luò )管理、通信服務(wù)（通過(guò) IP 的語(yǔ)音、有聲郵件、尋呼機和電子郵件）、客戶(hù)服務(wù)、天氣預報和供應鏈管理等系統。此外，消息傳遞系統是無(wú)價(jià)的，因為它作為“glue”（膠水）把完全不同的系統聯(lián)系在一起，使之能夠合并和獲取消息。
消息系統類(lèi)型
通常使用兩種消息傳遞系統模型。
發(fā)布/訂閱
發(fā)布/訂閱 (pub/sub) 消息傳遞系統支持事件驅動(dòng)模型，在這種模型中，信息消費者和生產(chǎn)者參與消息的傳輸。生產(chǎn)者“發(fā)布”事件，而消費者“訂閱”感興趣的事件并消費事件。生產(chǎn)者把消息把與特定主題關(guān)聯(lián)起來(lái)，然后消息傳遞系統根據消費者所注冊的感興趣主題，把消息路由給消費者。
點(diǎn)對點(diǎn)
在點(diǎn)對點(diǎn)消息傳遞系統中，消息是被路由到各個(gè)消費者的，該消費者維護“傳入”消息隊列。消息傳遞應用程序發(fā)送消息到指定隊列，然后客戶(hù)端從隊列中檢索消息。 供應商經(jīng)常會(huì )支持點(diǎn)對點(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)從大體上認識了消息系統，現在讓我們來(lái)看一下 Java 開(kāi)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，它提供了標準 API，Java 開(kāi)發(fā)人員可以使用這些 API 來(lái)訪(fǎng)問(wèn)企業(yè)消息系統的共同特性。JMS 支持發(fā)布/訂閱和點(diǎn)對點(diǎn)模型，并允許創(chuàng )建由任意 Java 對象組成的消息類(lèi)型。
設計目標
JMS 的基本設計目標是為了提供一組一致的接口，消息傳遞系統客戶(hù)端可以獨立地使用這些接口，而不必關(guān)心基礎消息系統的提供商。 這樣，客戶(hù)端應用程序不僅可以跨計算機體系結構和操作系統進(jìn)行移植，而且也可以跨消息傳遞產(chǎn)品進(jìn)行移植。寫(xiě)到 JMS 的客戶(hù)端應用程序將正常工作，而不用在所有符合 JMS 的消息傳遞系統上做修改（這可以與組件所運行的基礎中間件上的 Enterprise Java Beans 組件的獨立性進(jìn)行比較）。
JMS 也設計成：
最小化消息傳遞系統提供商為其產(chǎn)品實(shí)現 JMS API 所需的工作量。
提供了普通消息傳遞系統的大多數功能。
許多消息系統提供商已經(jīng)為它們的產(chǎn)品實(shí)現了 JMS，允許 Java 訪(fǎng)問(wèn)它們系統的功能。
JMS 客戶(hù)端可以使用 Java 設施
由于 JMS 客戶(hù)端是基于 Java 的，因此它們可以利用現有的 Java API，比如：用于數據庫訪(fǎng)問(wèn)的 JDBC、JavaBeans 組件模型、用于命名服務(wù)的 JNDI、用于客戶(hù)端事務(wù)控制的 JTA 或用于企業(yè)應用程序服務(wù)的任何 J2SE 和 J2EE API。
JMS 細節
現在，我們從消息開(kāi)始，來(lái)看一下使用 JMS 構建消息傳遞系統客戶(hù)端的細節。
什么是消息？
在消息傳遞系統中，應用程序之間的通信點(diǎn)是消息本身，因此使用 JMS 的開(kāi)發(fā)人員必須理解消息。
盡管消息傳遞系統之間消息定義區別甚大，但 JMS 提供了統一的方式用于描述和訪(fǎng)問(wèn)消息。JMS 消息由三部分組成：
消息標題
用于消息標識。例如，標題用于確定指定的消息是否適合于“訂閱者”。
屬性
用于特定于應用程序、特定于提供商及可選的標題字段。
消息體
保存消息的內容。支持幾種格式，其中包括：TextMessages——用于包裝簡(jiǎn)單的 String; 和 ObjectMessages——用于包裝任意的 Java 對象（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(jiǎn)單的 String 對象。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將以 XML 為基礎，TextMessages 是它們的自然容器。
創(chuàng )建 TextMessage 對象是簡(jiǎn)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，我們將看到 session 對象）。
以這種方式創(chuàng )建的 TextMessage 準備發(fā)布到消息傳遞系統中。
ObjectMessages
顧名思義，ObjectMessage 是包裝了 Java 對象的消息。任何可序列化的 Java 對象均可用作 ObjectMessage。如果多個(gè)對象必須在單個(gè)消息中傳輸，那么可以使用包含幾個(gè)可序列化對象的 Collection 對象（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(lái)發(fā)現所需資源。詳細討論 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)。
構建 JMS 客戶(hù)端
可以遵循下面的基本步驟來(lái)構建典型的 JMS 客戶(hù)端：
創(chuàng )建到消息傳遞系統提供商的連接。
創(chuàng )建會(huì )話(huà)用于發(fā)送和接收消息。
創(chuàng )建 MessageProducers 和 MessageConsumers 來(lái)創(chuàng )建或接收消息。
一旦這些步驟執行完畢，消息生產(chǎn)的客戶(hù)端將創(chuàng )建消息，并把它們發(fā)布到主題，而消息消費的客戶(hù)端將偵聽(tīng)與主題有關(guān)的消息，并在它們到達時(shí)消費它們。
為了詳細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 消息傳遞系統中把消息發(fā)布到特定的主題。注意，為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，省略了所有異常處理代碼。
創(chuàng )建連接
連接為客戶(hù)端提供了對基礎消息傳遞系統的訪(fǎng)問(wèn)，并執行資源分配和管理。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(guò)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(huà)
會(huì )話(huà)是輕量級 JMS 對象，它提供了用于生產(chǎn)和消費消息的上下文。會(huì )話(huà)用于生成消息生產(chǎn)者和消息消費者，以及用于生成消息本身。
TopicSession session =
topicConnection.createTopicSession(false,
Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE);
createTopicSession() 的兩個(gè)參數控制事務(wù)和消息的確認。
查找主題
主題（也稱(chēng)標題、組或頻道）是通過(guò) JNDI 來(lái)查找的。主題標識了發(fā)送中或接收中的消息。在發(fā)布/閱系統中，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(chēng)為“WeatherData”的主題。
Topic weatherTopic = messaging.lookup("WeatherData");
啟動(dòng)連接
在上面的初始化過(guò)程中，為了防止初始化期間出現不可預知的行為，消息流是被禁止的。一旦初始化完成，必須告訴連接開(kāi)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 )建及后續的簡(jiǎn)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)對點(diǎn)系統的 JMS 客戶(hù)端遵循相似的過(guò)程?？梢栽?[1] 中找到這一過(guò)程的完整細節。
結束語(yǔ)
我們已經(jīng)看到在使用 JMS 來(lái)構建基于消息傳遞的應用程序的過(guò)程中涉及的基本概念。在編寫(xiě) JMS 代碼之前，你將需要訪(fǎng)問(wèn)符合 JMS 的消息傳遞系統?？蓮娜缦碌刂帆@取符合 JMS 的供應商的列表：
JMS 供應商
創(chuàng )建和構建基于 JMS 的應用程序是簡(jiǎn)單的，可是它為構建強大、可伸縮和高可靠的分布式系統提供了基礎。
注意，JMS 遠遠比本文討論的要復雜，并為下面的這些提供了支持：管理、安全、錯誤處理和恢復、優(yōu)化、分布式事務(wù)、消息排序和消息確認等。
有關(guān) Java Message Service 的進(jìn)一步信息和文檔，請參閱：
Java Message Service 文檔
參考資料
本文中的許多內容是以 Java Message Service 文檔 為基礎的。
本文的再版須有 SunServer 許可。
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