MQ基本概念

MQ的基本概念

1) 隊列管理器

隊列管理器是MQ系統中最上層的一個概念，由它為我們提供基於隊列的消息服務。

2) 消息

在MQ中，我們把應用程序交由MQ傳輸的數據定義為消息，我們可以定義消息的內容並對消息進行廣義的理解，比如：用戶的各種類型的數據文件，某個應用向其它應用發出的處理請求等都可以作為消息。消息有兩部分組成：

消息描述符(Message Discription或Message Header)，描述消息的特征，如：消息的優先級、生命周期、消息Id等；

消息體(Message Body)，即用戶數據部分。在MQ中，消息分為兩種類型，非永久性(non-persistent)消息和永久性(persistent)消息，非永久性消息是存儲在內存中的，它是為了提高性能而設計的，當系統掉電或MQ隊列管理器重新啟動時，將不可恢復。當用戶對消息的可靠性要求不高，而側重系統的性能表現時，可以采用該種類型的消息，如：當發布股票信息時，由於股票信息是不斷更新的，我們可能每若干秒就會發布一次，新的消息會不斷覆蓋舊的消息。永久性消息是存儲在硬盤上，並且紀錄數據日志的，它具有高可靠性，在網絡和系統發生故障等情況下都能確保消息不丟、不重。

此外，在MQ中，還有邏輯消息和物理消息的概念。利用邏輯消息和物理消息，我們可以將大消息進行分段處理，也可以將若干個本身完整的消息在應用邏輯上歸為一組進行處理。

3) 隊列

隊列是消息的安全存放地，隊列存儲消息直到它被應用程序處理。

消息隊列以下述方式工作：

a) 程序A形成對消息隊列系統的調用，此調用告知消息隊列系統，消息准備好了投向程序B；

b) 消息隊列系統發送此消息到程序B駐留處的系統，並將它放到程序B的隊列中；

c) 適當時間后，程序B從它的隊列中讀此消息，並處理此信息。

由於采用了先進的程序設計思想以及內部工作機制，MQ能夠在各種網絡條件下保證消息的可靠傳遞，可以克服網絡線路質量差或不穩定的現狀，在傳輸過程中，如果通信線路出現故障或遠端的主機發生故障，本地的應用程序都不會受到影響，可以繼續發送數據，而無需等待網絡故障恢復或遠端主機正常后再重新運行。

在MQ中，隊列分為很多種類型，其中包括：本地隊列、遠程隊列、模板隊列、動態隊列、別名隊列等。

本地隊列又分為普通本地隊列和傳輸隊列，普通本地隊列是應用程序通過API對其進行讀寫操作的隊列；傳輸隊列可以理解為存儲-轉發隊列，比如：我們將某個消息交給MQ系統發送到遠程主機，而此時網絡發生故障，MQ將把消息放在傳輸隊列中暫存，當網絡恢復時，再發往遠端目的地。

遠程隊列是目的隊列在本地的定義，它類似一個地址指針，指向遠程主機上的某個目的隊列，它僅僅是個定義，不真正占用磁盤存儲空間。

模板隊列和動態隊列是MQ的一個特色，它的一個典型用途是用作系統的可擴展性考慮。我們可以創建一個模板隊列，當今后需要新增隊列時，每打開一個模板隊列，MQ便會自動生成一個動態隊列，我們還可以指定該動態隊列為臨時隊列或者是永久隊列，若為臨時隊列我們可以在關閉它的同時將它刪除，相反，若為永久隊列，我們可以將它永久保留，為我所用。

4) 通道

通道是MQ系統中隊列管理器之間傳遞消息的管道，它是建立在物理的網絡連接之上的一個邏輯概念，也是MQ產品的精華。

在MQ中，主要有三大類通道類型，即消息通道，MQI通道和Cluster通道。消息通道是用於在MQ的服務器和服務器之間傳輸消息的，需要強調指出的是，該通道是單向的，它又有發送(sender), 接收(receive), 請求者(requestor), 服務者(server)等不同類型，供用戶在不同情況下使用。MQI通道是MQ Client和MQ Server之間通訊和傳輸消息用的，與消息通道不同，它的傳輸是雙向的。群集(Cluster)通道是位於同一個MQ 群集內部的隊列管理器之間通訊使用的。

MQ的工作原理

如圖所示：

首先來看本地通訊的情況，應用程序A和應用程序B運行於同一系統A，它們之間可以借助消息隊列技術進行彼此的通訊：應用程序A向隊列1發送一條信息，而當應用程序B需要時就可以得到該信息。

其次是遠程通訊的情況，如果信息傳輸的目標改為在系統B上的應用程序C，這種變化不會對應用程序A產生影響，應用程序A向隊列2發送一條信息，系統A的MQ發現Q2所指向的目的隊列實際上位於系統B，它將信息放到本地的一個特殊隊列－傳輸隊列(Transmission Queue)。我們建立一條從系統A到系統B的消息通道，消息通道代理將從傳輸隊列中讀取消息，並傳遞這條信息到系統B，然后等待確認。只有MQ接到系統B成功收到信息的確認之后，它才從傳輸隊列中真正將該信息刪除。如果通訊線路不通，或系統B不在運行，信息會留在傳輸隊列中，直到被成功地傳送到目的地。這是MQ最基本而最重要的技術--確保信息傳輸，並且是一次且僅一次(once-and-only-once)的傳遞。

MQ提供了用於應用集成的松耦合的連接方法，因為共享信息的應用不需要知道彼此物理位置（網絡地址）；不需要知道彼此間怎樣建立通信；不需要同時處於運行狀態；不需要在同樣的操作系統或網絡環境下運行。

MQ的基本配置舉例

在上圖中，要實現網絡上兩台主機上的通訊，若采用點對點的通訊方式，我們至少要建立如下MQ的對象：

在發送方A:

1） 建立隊列管理器QMA: crtmqm -q QMA

2） 定義本地傳輸隊列: define qlocal (QMB) usage (xmitq) defpsist(yes)

3） 創建遠程隊列: define qremote (QR.TOB) rname (LQB) rqmname (QMB) xmitq (QMB)

4） 定義發送通道: define channel (A.TO.B) chltype (sdr) conname ('IP of B') xmitq (QMB) + trptype (tcp)

在接收方B：

1） 建立隊列管理器QMB: crtmqm -q QMB

2） 定義本地隊列QLB: define qlocal (LQB)

3） 創建接收通道: define channel (A.TO.B) chltype (rcvr) trptype (tcp)

經過上述配置，我們就可以實現從主機A到B的單向通訊，若要實現二者之間的雙向通訊，可參考此例創建所需要的MQ對象。

MQ的通訊模式

1) 點對點通訊：點對點方式是最為傳統和常見的通訊方式，它支持一對一、一對多、多對多、多對一等多種配置方式，支持樹狀、網狀等多種拓撲結構。

2) 多點廣播：MQ適用於不同類型的應用。其中重要的，也是正在發展中的是"多點廣播"應用，即能夠將消息發送到多個目標站點(Destination List)。可以使用一條MQ指令將單一消息發送到多個目標站點，並確保為每一站點可靠地提供信息。MQ不僅提供了多點廣播的功能，而且還擁有智能消息分發功能，在將一條消息發送到同一系統上的多個用戶時，MQ將消息的一個復制版本和該系統上接收者的名單發送到目標MQ系統。目標MQ系統在本地復制這些消息，並將它們發送到名單上的隊列，從而盡可能減少網絡的傳輸量。

3) 發布/訂閱(Publish/Subscribe)模式：發布/訂閱功能使消息的分發可以突破目的隊列地理指向的限制，使消息按照特定的主題甚至內容進行分發，用戶或應用程序可以根據主題或內容接收到所需要的消息。發布/訂閱功能使得發送者和接收者之間的耦合關系變得更為松散，發送者不必關心接收者的目的地址，而接收者也不必關心消息的發送地址，而只是根據消息的主題進行消息的收發。在MQ家族產品中，MQ Event Broker是專門用於使用發布/訂閱技術進行數據通訊的產品，它支持基於隊列和直接基於TCP/IP兩種方式的發布和訂閱。

4) 群集(Cluster)：為了簡化點對點通訊模式中的系統配置，MQ提供Cluster(群集)的解決方案。群集類似於一個域(Domain)，群集內部的隊列管理器之間通訊時，不需要兩兩之間建立消息通道，而是采用群集(Cluster)通道與其它成員通訊，從而大大簡化了系統配置。此外，群集中的隊列管理器之間能夠自動進行負載均衡，當某一隊列管理器出現故障時，其它隊列管理器可以接管它的工作，從而大大提高系統的高可靠性。

MQ Server和MQ Client

MQ產品分為Server和Client 兩種版本，在MQ服務器的運行環境下，有隊列管理器、隊列、消息通道等對象，它提供全面的消息服務；MQ Client為我們提供了一個MQ應用程序的開發和運行環境，它是MQ API的Client實現。在客戶端環境下，沒有隊列管理器、隊列等對象，它通過MQI通道與服務器之間建立通訊，並將消息從客戶端發往服務器端的隊列，或從Server端的隊列中取得消息，它比較適合於網絡條件較好或實時通訊的情況。同時要指出的是：采用MQ Client並不會導致數據的丟失或不完整性。MQ Client提供下列好處：適合同步處理的工作模式；減少系統負擔；減少系統管理開銷；減少磁盤空間要求等。

MQ的API

MQ支持多種編程語言，其中包括：C、C++、Java、VisualBasic、COBOL、PL/1、RPG等，同時也支持多種流行的開發工具，如：WebSphere Studio Application Developer, PowerBuiler、Microsoft Visual C++、Visual Basic、Delphi等。並且，MQ在不同平台上提供統一的編程接口，僅需重新編譯就可完成不同平台間程序的移植。MQ的API接口十分簡單易學，用戶僅需利用MQ的13個常用而又功能強大的函數調用，便可以以最快的速度，寫出各種復雜的應用程序。用戶可以將主要精力集中於應用業務邏輯的實現，而不是底層通訊、例外處理等方面。

以C語言為例，一個MQ應用的開發流程如下：

MQCONN() /*建立與隊列管理器的連接*/
MQOPEN() /*打開要進行讀寫操作的隊列*/
MQPUT() /*將消息放入隊列*/
MQGET() /*從隊列中讀取消息*/
MQINQ() /*查詢隊列的屬性*/
MQSET() /*設置隊列的屬性*/
MQCLOSE() /*在讀寫等操作進行完之后，將隊列關閉*/
MQDISC() /*斷開與隊列管理器的連接，釋放相關的資源*/