JAVA消息服務JMS規范及原理詳解


一、簡介

JMS即Java消息服務(Java Message Service)應用程序接口,是一個Java平台中關於面向消息中間件(MOM)的API,用於在兩個應用程序之間,或分布式系統中發送消息,進行異步通信。Java消息服務是一個與具體平台無關的API,絕大多數MOM提供商都對JMS提供支持。

JMS允許應用程序組件基於JavaEE平台創建、發送、接收和讀取消息。它使分布式通信耦合度更低,消息服務更加可靠以及異步性。

 

二、常用術語介紹

  在提到JMS時,我們通常會說到一些術語,解釋如下:

  1. 消息中間件(JMS Provider) : 指提供了對JMS協議的第三方組件,比如ActiveMQ就是一個消息中間件,另外比較知名的還有KFA, Rabbit MQ等。
  2. 消息模式:分為點對點(Point to Point,即P2P)和發布/訂閱(Pub/Sub),對應的數據結構分別是隊列(Queue)和主題(Topic)
  3. 消息(Message): 通信內容的載體,其結構主要分為消息頭,屬性和消息體,並且根據存儲結構的不同分為好幾種,后面會詳細提到。
  4. 消息生產者:產生消息的一方,在P2P模式下,指消息發送者(Sender),在P/S模式下指消息發布者(Publisher)
  5. 消息消費者:接收消息的一方,對應於兩種模式分別是消息接收者(Receiver)和消息訂閱者(Subscriber)                          

 

三、JMS基本概念及原理詳解

1、基本概念
  JMS是java的消息服務,JMS的客戶端之間可以通過JMS服務進行異步的消息傳輸。

2、體系架構

  JMS由以下元素組成。

  1.JMS提供者 
  連接面向消息中間件的,JMS接口的一個實現。提供者可以是Java平台的JMS實現,也可以是非Java平台的面向消息中間件的適配器。

  2.JMS客戶 
  生產或消費消息的基於Java的應用程序或對象。

  3.JMS生產者 
  創建並發送消息的JMS客戶。

  4.JMS消費者 
  接收消息的JMS客戶。

  5.JMS消息 
  包括可以在JMS客戶之間傳遞的數據的對象

  6.JMS隊列 
  一個容納那些被發送的等待閱讀的消息的區域。隊列暗示,這些消息將按照順序發送。一旦一個消息被閱讀,該消息將被從隊列中移走。

  7.JMS主題 
  一種支持發送消息給多個訂閱者的機制。


3、JMS消息模型(即點對點和發布訂閱模型)

    1、Point-to-Point(P2P)

    2、Publish/Subscribe(Pub/Sub)


4、P2P
  1、P2P模式圖效果
      
  2、涉及到的概念

    2.1、消息隊列(Queue)
    2.2、提供者(Sender)
    2.3、消費者(Receiver)
    2.4、每個消息都被發送到一個特定的隊列,接收者從隊列中獲取消息。隊列保留着消息,直到他們被消費或超時。

  3、P2P的特點    

    3.1、每個消息只有一個消費者(Consumer)(即一旦被消費,消息就不再在消息隊列中)
    3.2、提供者和消費者之間在時間上沒有依賴性,也就是說當提供者發送了消息之后,不管消費者有沒有正在運行,它不會影響到消息被發送到隊列
    3.3、每條消息僅會傳送給一個消費者。可能會有多個消費者在一個隊列中偵聽,但是每個隊列中的消息只能被隊列中的一個消費者所消費。
    3.4、消息存在先后順序。一個隊列會按照消息服務器將消息放入隊列中的順序,把它們傳送給消費者。當已被消費時,就會從隊列頭部將它們刪除(除非使用了消息優先級)。
    3.5、消費者在成功接收消息之后需向隊列應答成功
    PS:如果你希望發送的每個消息都應該被成功處理的話,那么你需要P2P模式。


5、Pub/Sub(發布/訂閱模式)
  
  1、Pub/Sub模式效果圖
  2、涉及到的概念

    2.1、主題(Topic)
    2.2、發布者(Publisher)
    2.3、訂閱者(Subscriber)

    PS:客戶端將消息發送到主題。多個發布者將消息發送到Topic,系統將這些消息傳遞給多個訂閱者。
  
  3、Pub/Sub(發布/訂閱模式)的特點

    3.1、每個消息可以有多個消費者
    3.2、發布者和訂閱者之間有時間上的依賴性。針對某個主題的訂閱者,它必須創建一個訂閱者之后,才能消費發布者的消息,而且為了消費消息,訂閱者必須保持運行的狀態。
    3.3、為了緩和這樣嚴格的時間相關性,JMS允許訂閱者創建一個可持久化的訂閱。這樣,即使訂閱者沒有被激活(運行),它也能接收到發布者的消息。
    3.4、每條消息都會傳送給稱為訂閱者的多個消息消費者。訂閱者有許多類型,包括持久型、非持久型和動態型。
    3.5、發布者通常不會知道、也意識不到哪一個訂閱者正在接收主題消息。
    3.6、消息被推送給消費者,這意味着消息會傳送給消費者,而無須請求。

    PS:如果你希望發送的消息可以不被做任何處理、或者被一個消息者處理、或者可以被多個消費者處理的話,那么可以采用Pub/Sub模型


6、關於消息的消費
  在JMS中,消息的產生和消息是異步的。對於消費來說,JMS的消息者可以通過兩種方式來消費消息。
  

  6.1、同步

    訂閱者或消費者調用receive方法來接收消息,receive方法在能夠接收到消息之前(或超時之前)將一直阻塞

  6.2、異步

    訂閱者或消費者可以注冊為一個消息監聽器。當消息到達之后,系統自動調用監聽器的onMessage方法。

 

7、JMS應用程序接口

  7.1、ConnectionFactory 接口(連接工廠)
    創建Connection對象的工廠,根據消息類型的不同,用戶將使用隊列連接工廠,或者主題連接工廠分,
    別有QueueConnectionFactory和TopicConnectionFactory兩種。可以通過JNDI來查找ConnectionFactory對象。
  
  7.2、Destination 接口(目標)
    Destination是一個包裝了消息目標標識符的被管對象,消息目標是指消息發布和接收的地點,或者是隊列,或者是主題。
    是消息生產者的消息發送目標或者說消息消費者的消息來源。對於消息生產者來說,它的Destination是某個隊列(Queue)或某個主題(Topic);
    對於消息消費者來說,它的Destination也是某個隊列或主題(即消息來源)。
    所以,Destination實際上就是兩種類型的對象:Queue、Topic可以通過JNDI來查找Destination。

  7.3、Connection 接口(連接)
    Connection表示在客戶端和JMS系統之間建立的鏈接(對TCP/IP socket的包裝)。
    Connection可以產生一個或多個Session。跟ConnectionFactory一樣,Connection也有兩種類型:QueueConnection和TopicConnection。

  7.4、Session 接口(會話)
    Session是我們操作消息的接口。表示一個單線程的上下文,用於發送和接收消息。
    由於會話是單線程的,所以消息是連續的,就是說消息是按照發送的順序一個一個接收的。
    可以通過session創建生產者、消費者、消息等。Session提供了事務的功能。當我們需要使用session發送/接收多個消息時,可以將這些發送/接收動作放到一個事務中。
    同樣,也分QueueSession和TopicSession。

  7.5、MessageProducer 接口(消息的生產者)
    消息生產者由Session創建,並用於將消息發送到Destination。消費者可以同步地(阻塞模式),或異步(非阻塞)接收隊列和主題類型的消息。
    同樣,消息生產者分兩種類型:QueueSender和TopicPublisher。可以調用消息生產者的方法(send或publish方法)發送消息。

  7.6、MessageConsumer 接口(消息消費者)
    消息消費者由Session創建,用於接收被發送到Destination的消息。兩種類型:QueueReceiver和TopicSubscriber。
    可分別通過session的createReceiver(Queue)或createSubscriber(Topic)來創建。
    當然,也可以session的creatDurableSubscriber方法來創建持久化的訂閱者。

  7.7、Message 接口(消息)
    是在消費者和生產者之間傳送的對象,也就是說從一個應用程序創送到另一個應用程序。一個消息有三個主要部分:
    1、消息頭(必須):包含用於識別和為消息尋找路由的操作設置。
    2、一組消息屬性(可選):包含額外的屬性,支持其他提供者和用戶的兼容。可以創建定制的字段和過濾器(消息選擇器)。
    3、一個消息體(可選):允許用戶創建五種類型的消息(文本消息,映射消息,字節消息,流消息和對象消息)。消息接口非常靈活,並提供了許多方式來定制消息的內容。

    消息接口非常靈活,並提供了許多方式來定制消息的內容。

  7.8、MessageListener
    消息監聽器。如果注冊了消息監聽器,一旦消息到達,將自動調用監聽器的onMessage方法。
    EJB中的MDB(Message-Driven Bean)就是一種MessageListener。

 

 

四、JMS提供者實現

  要使用Java消息服務,你必須要有一個JMS提供者,管理會話和隊列。現在既有開源的提供者也有專有的提供者。
  開源的提供者包括:Apache ActiveMQ、Kafka、WebMethods、阿里的RocketMQ等





 


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