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JAVA消息服务JMS规范及原理详解

一、简介

​ JMS即Java消息服务(Java Message Service)应用程序接口,是一个Java平台中关于面向消息中间件(MOM)的API,用于在两个应用程序之间,或分布式系统中发送消息,进行异步通信。Java消息服务是一个与具体平台无关的API,绝大多数MOM提供商都对JMS提供支持。

JMS允许应用程序组件基于JavaEE平台创建、发送、接收和读取消息。它使分布式通信耦合度更低,消息服务更加可靠以及异步性。

二、常用术语介绍

 在提到JMS时,我们通常会说到一些术语,解释如下:

  1. 消息中间件(JMS Provider) : 指提供了对JMS协议的第三方组件,比如ActiveMQ就是一个消息中间件,另外比较知名的还有KFA, Rabbit MQ等。
  2. 消息模式分为点对点(Point to Point,即P2P)和发布/订阅(Pub/Sub),对应的数据结构分别是队列(Queue)和主题(Topic)
  3. 消息(Message): 通信内容的载体,其结构主要分为消息头,属性和消息体,并且根据存储结构的不同分为好几种,后面会详细提到。
  4. 消息生产者:产生消息的一方,在P2P模式下,指消息发送者(Sender),在P/S模式下指消息发布者(Publisher)
  5. 消息消费者:接收消息的一方,对应于两种模式分别是消息接收者(Receiver)和消息订阅者(Subscriber)

三、JMS基本概念及原理详解

1、基本概念

  JMS是java的消息服务,JMS的客户端之间可以通过JMS服务进行异步的消息传输。

2、体系架构

  JMS由以下元素组成。

  1.JMS提供者
  连接面向消息中间件的,JMS接口的一个实现。提供者可以是Java平台的JMS实现,也可以是非Java平台的面向消息中间件的适配器。

  2.JMS客户
  生产或消费消息的基于Java的应用程序或对象。

  3.JMS生产者
  创建并发送消息的JMS客户。

  4.JMS消费者
  接收消息的JMS客户。

  5.JMS消息
  包括可以在JMS客户之间传递的数据的对象

  6.JMS队列
  一个容纳那些被发送的等待阅读的消息的区域。队列暗示,这些消息将按照顺序发送。一旦一个消息被阅读,该消息将被从队列中移走。

  7.JMS主题
  一种支持发送消息给多个订阅者的机制。

3、JMS消息模型(即点对点和发布订阅模型)

    1、Point-to-Point(P2P)

    2、Publish/Subscribe(Pub/Sub)

4、P2P

 1、P2P模式图效果

img

2、涉及到的概念

    2.1、消息队列(Queue)

    2.2、提供者(Sender)

    2.3、消费者(Receiver)

    2.4、每个消息都被发送到一个特定的队列,接收者从队列中获取消息。队列保留着消息,直到他们被消费或超时。

3、P2P的特点    

    3.1、每个消息只有一个消费者(Consumer)(即一旦被消费,消息就不再在消息队列中)
    3.2、提供者和消费者之间在时间上没有依赖性,也就是说当提供者发送了消息之后,不管消费者有没有正在运行,它不会影响到消息被发送到队列
    3.3、每条消息仅会传送给一个消费者。可能会有多个消费者在一个队列中侦听,但是每个队列中的消息只能被队列中的一个消费者所消费。
    3.4、消息存在先后顺序。一个队列会按照消息服务器将消息放入队列中的顺序,把它们传送给消费者。当已被消费时,就会从队列头部将它们删除(除非使用了消息优先级)。
    3.5、消费者在成功接收消息之后需向队列应答成功
    PS:如果你希望发送的每个消息都应该被成功处理的话,那么你需要P2P模式。

5、Pub/Sub(发布/订阅模式)

1、Pub/Sub模式效果图

img

2、涉及到的概念

    2.1、主题(Topic)
    2.2、发布者(Publisher)
    2.3、订阅者(Subscriber)

    PS:客户端将消息发送到主题。多个发布者将消息发送到Topic,系统将这些消息传递给多个订阅者。

3、Pub/Sub(发布/订阅模式)的特点

    3.1、每个消息可以有多个消费者
    3.2、发布者和订阅者之间有时间上的依赖性。针对某个主题的订阅者,它必须创建一个订阅者之后,才能消费发布者的消息,而且为了消费消息,订阅者必须保持运行的状态。
    3.3、为了缓和这样严格的时间相关性,JMS允许订阅者创建一个可持久化的订阅。这样,即使订阅者没有被激活(运行),它也能接收到发布者的消息。
    3.4、每条消息都会传送给称为订阅者的多个消息消费者。订阅者有许多类型,包括持久型、非持久型和动态型。
    3.5、发布者通常不会知道、也意识不到哪一个订阅者正在接收主题消息。
    3.6、消息被推送给消费者,这意味着消息会传送给消费者,而无须请求。

    PS:如果你希望发送的消息可以不被做任何处理、或者被一个消息者处理、或者可以被多个消费者处理的话,那么可以采用Pub/Sub模型

6、关于消息的消费

  在JMS中,消息的产生和消息是异步的。对于消费来说,JMS的消息者可以通过两种方式来消费消息。   

  6.1、同步

    订阅者或消费者调用receive方法来接收消息,receive方法在能够接收到消息之前(或超时之前)将一直阻塞
  6.2、异步

    订阅者或消费者可以注册为一个消息监听器。当消息到达之后,系统自动调用监听器的onMessage方法。

7、JMS应用程序接口

  7.1、ConnectionFactory 接口(连接工厂)
    创建Connection对象的工厂,根据消息类型的不同,用户将使用队列连接工厂,或者主题连接工厂分,
    别有QueueConnectionFactory和TopicConnectionFactory两种。可以通过JNDI来查找ConnectionFactory对象。
  7.2、Destination 接口(目标)
    Destination是一个包装了消息目标标识符的被管对象,消息目标是指消息发布和接收的地点,或者是队列,或者是主题。
    是消息生产者的消息发送目标或者说消息消费者的消息来源。对于消息生产者来说,它的Destination是某个队列(Queue)或某个主题(Topic);
    对于消息消费者来说,它的Destination也是某个队列或主题(即消息来源)。
    所以,Destination实际上就是两种类型的对象:Queue、Topic可以通过JNDI来查找Destination。

  7.3、Connection 接口(连接)
    Connection表示在客户端和JMS系统之间建立的链接(对TCP/IP socket的包装)。
    Connection可以产生一个或多个Session。跟ConnectionFactory一样,Connection也有两种类型:QueueConnection和TopicConnection。
  7.4、Session 接口(会话)
    Session是我们操作消息的接口。表示一个单线程的上下文,用于发送和接收消息。
    由于会话是单线程的,所以消息是连续的,就是说消息是按照发送的顺序一个一个接收的。
    可以通过session创建生产者、消费者、消息等。Session提供了事务的功能。当我们需要使用session发送/接收多个消息时,可以将这些发送/接收动作放到一个事务中。
    同样,也分QueueSession和TopicSession。
  7.5、MessageProducer 接口(消息的生产者)
    消息生产者由Session创建,并用于将消息发送到Destination。消费者可以同步地(阻塞模式),或异步(非阻塞)接收队列和主题类型的消息。
    同样,消息生产者分两种类型:QueueSender和TopicPublisher。可以调用消息生产者的方法(send或publish方法)发送消息。

  7.6、MessageConsumer 接口(消息消费者)    消息消费者由Session创建,用于接收被发送到Destination的消息。两种类型:QueueReceiver和TopicSubscriber。
    可分别通过session的createReceiver(Queue)或createSubscriber(Topic)来创建。
    当然,也可以session的creatDurableSubscriber方法来创建持久化的订阅者。

  7.7、Message 接口(消息)
    是在消费者和生产者之间传送的对象,也就是说从一个应用程序创送到另一个应用程序。一个消息有三个主要部分:
    1、消息头(必须):包含用于识别和为消息寻找路由的操作设置。
    2、一组消息属性(可选):包含额外的属性,支持其他提供者和用户的兼容。可以创建定制的字段和过滤器(消息选择器)。
    3、一个消息体(可选):允许用户创建五种类型的消息(文本消息,映射消息,字节消息,流消息和对象消息)。消息接口非常灵活,并提供了许多方式来定制消息的内容。

    消息接口非常灵活,并提供了许多方式来定制消息的内容。

  7.8、MessageListener
    消息监听器。如果注册了消息监听器,一旦消息到达,将自动调用监听器的onMessage方法。
    EJB中的MDB(Message-Driven Bean)就是一种MessageListener。

四、JMS提供者实现

要使用Java消息服务,你必须要有一个JMS提供者,管理会话和队列。现在既有开源的提供者也有专有的提供者。 开源的提供者包括:Apache ActiveMQ、Kafka、WebMethods、阿里的RocketMQ等.

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