ActiveMQ从入门到精通——JMS核心概念和模型

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JMS基本概念

JMS是什么:

JMS(Java Message Service)是Java平台上有关面向消息中间件(MOM)的技术规范,它便于消息系统中的Java应用程序进行消息交换,并且通过提供标准的产生、发送、接收消息的接口简化企业应用的开发,翻译为Java消息服务,是JavaEE中的一个技术。

JMS规范:

JMS定义了Java中访问消息中间件的接口,并没给予实现,实现JMS接口的消息中间件称为JMS Provider,例如 ActiveMQ

JMS Provider:

实现JMS规范的消息中间件

JMS Message:

JMS消息主要由以下几部分组成

  1. 消息头:每个消息头字段都有相应的getter和setter方法
  2. 消息属性:除开消息头以外的字段,可以使用消息属性
  3. 消息体:封装具体消息数据

JMS Producer:

消息生产者,创建和发送JMS消息的客户端应用

JMS consumer:

消息消费者,接收和处理JMS消息的客户端应用
消息的消费可以分为以下两种方法:

  1. 同步消费:通过调用消费者的receive方法从目的地中显式的提取消息,receive方法可以一直阻塞到消息到达.
TextMessage message=(TextMessage)consumer.receive();//同步消费
  1. 异步消费:客户端可以为消费者注册一个消息监听器,以定义在消息到达时所采取的动作.
//异步消费
    MessageConsumer consumer = session.createConsumer(destination);
    consumer.setMessageListener(new MessageListener() {
        @Override
        public void onMessage(Message message) {
            TextMessage msg = (TextMessage) message;
            try {
                System.out.println(conSumerName + "Receiver Message >>" + msg.getText());
            } catch (JMSException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });

JMS传输模型

JMS domains:

消息传递域,JMS规范中定义了两种消息传输域,点对点(point-to-point,简写PTP)消息传递域和发布/订阅消息传递域(publish/subscribe,简写成pub/sub)

两种不同传递方式的特征

  1. 点对点消息传递域的特点如下:
  • 每个消息只能有一个消费者
  • 消息的生产者和消费者之间没有时间上的相关性。无论消费者在生产者发出消息的时候是否在线,它都可以提取消息。
  • 消息的目的地被称为队列(queue)

image.png 2. 发布/订阅消息传递域的特点如下:

  • 每条消息可以有多个消费者
  • 生产者和消费者有时间上的相关性.订阅一个主题的消费者只能消费他订阅之后发布的消息(JMS规范允许客户创建持久订阅,这在一定程度上放松了时间上的相关性要求)。持久订阅允许消费者消费它在未处于激活状态时发送的消息。
  • 消息的目的地被称为主题(topic)

image.png

JMS编程接口

  1. Connection Factory:连接工厂,用来创建连接对象,用来连接到JMS provider
  2. JMS Connection:封装了客户端与JMS提供者之间的一个虚拟的连接,由ConnectionFactory创建
  3. JMS Session:由Connection创建的用于操作消息的接口,本接口可以直接用来创建消息的生产者对象.是生产和消费消息的一个单线程上下文,会话用于创建消息生产者(producer)、消息消费者(Consumer)和消息(Message)等.会话提供了一个事务性的上下文,在这个上下文中,一组发送和接收被组合到了一个原子操作中。
  4. Destination:消息发送的目的地;消息存储的位置,发送者把消息发送到指定位置,消费者从指定位置取消息,那么这个指定位置可能是一个topic也可能是一个queue,由这个来表示。
  5. MessageProducer:消息的生产者,包括QueueSender和TopicPublisher
  6. MessageConsumer:消息的消费者, 包括QueueReceiver和TopicSubscriber
  7. MessageListener:消息监听器,这个是提供给消费者监听消息使用的,在添加了某个监听器之后,一旦消费到达,则会调用其onMessage方法。

JMS消息结构

JMS消息由以下几部分组成:消息头、消息属性和消息体。

消息头-head

消息头包含消息的识别信息和路由信息,消息头包含的一些标准属性如下 image.png

消息体-body

消息体,JMS API定义了5中消息格式,也叫消息类型,可以试用不同形式发送和接收数据,并可以兼容现有的消息格式。包括TextMessage、MapMessage、ByteMessage、StreamMessage和ObjectMessage 消息属性:主要包含以下三种属性

  1. 应用程序设置或添加的属性,例如:Message.setStringProperty("appParam","应用参数");
  2. JMS定义的属性:使用"JMSX"作为前缀的属性名,例如(connection.getMetaData().getJMSXPropertyNames(),返回所有连接支持的JMSX属性的名字)
  3. 供应商特定的属性(尽量少用)

消息属性-properties

JMS定义的属性如下 image.png

JMS可靠机制

消息接收确认

`JMS只有在确认之后,才认为被成功的消费了。消息的成功消费通畅包含三个阶段:接收消息、处理消息和消息确认。`
  • 事务会话:在事务性会话中,当一个事务被提交的时候,确认自动发生
  • 非事务会话:消息何时被确认取决于创建会话时的应答模式。该参数有三个可选值
  1. Session.AUTO_ACKNOWLEDGE: 自动确认,需要执行 session.commit();
  2. Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE:由客户端在会话层,通过调用acknowlege方法手动确认(是针对整个会话message之前的消息)
  3. Session.DUPS_ACKNOWLEDGE: 是会话迟钝的确认消息的提交。如果JMS Provider失败,那么可能会导致一些重复的消息。如果是重复的消息,那么JMS provider必须把消息头的JMSRedelivered字段设置为true

消息持久性

  • PERSISTENT: 指示JMS provider持久保存消息,以保证消息不会因为JMS provider的失败而丢失
  • NON_PERSISTENT: 不要求JMS provider持久保存消息

消息优先级

通过设置message.setJMSPriority();确定优先级,有0-9级,默认为4级别

消息过期

通过message.setJMSExpiration()设置消息过期时间,默认永不过期

消息的临时目的地

可以通过会话上的createTemporaryQueue方法和createTemporaryTopic方法来创建临时目的地。它们的存在时间只限于创建它们的连接所保存的时间。只有创建该临时的地方的连接上的消息消费者才能够从临时目的地中提取消息

本地事务

在JMS客户端,可以使用本地事务来组合消息的发送和接收.JMS Session提供了commit和rollback方法.事务提交意味着生产的所有消息被发送,消费的所有消息被接收确认,事务回滚意味着生产的所有消息被销毁,消费的所有消息被恢复重新提交,除非它已经过期。

消息的持久订阅

首先消息生产者必须使用PERSISTENT提交消息。客户可以通过会话上的createDurableSubscriber方法来创建一个持久订阅,该方法的第一个参数必须是一个topic,第二个参数是订阅的名称。

JMS provider会存储发布到持久订阅对应的topic上的消息。如果最初创建持久订阅的客户或者任何其它客户,使用相同的连接工厂和连接的客户ID,相同的主题和相同的订阅名,再次调用会话上的createDurableSubscriber方法,那么该持久订阅就会被激活。JMS provider会向客户发送客户处于非激活状态时所发布的消息。

持久订阅在某个时刻只能有一个激活的订阅者。持久订阅在创建之后会一直保留,直到应用程序调用会话上的unsubscribe方法.

JMS的PTP模型

JMS PTP(point-to-point)模型定义了客户端如何向队列发送消息,从队列接收消息,以及浏览队列的消息。

PTP模型是基于队列的,生产者发送消息到队列,消费者从队列接收消息,队列的存在使得消息的异步传输成为可能。JMS Provider提供工具管理队列的创建和删除。

PTP的一些特点:

  1. 如果在Session关闭时,有一些消息已经被收到,但是还没有签收(acknowledged),那么,当消费者下次连接到相同的队列时,这些消息还会被再次接收。
  2. 如果用户在receive方法中设定了消息选择条件,那么不符合条件的消息会留在队列中,不会被接收到。
  3. 队列可以长久地保存消息直到消费者收到消息。消费者不需要因为担心消息会丢失而时刻和队列保持激活的连接状态,充分体现了异步传输模式的优势。

JMS的Pub/Sub模型

JMS Pub/Sub 模型定义了如何向一个内容节点发布和订阅消息,这些节点被称作主题(topic)

  主题可以被认为是消息的传输中介,发布者(publisher)发布消息到主题,订阅者(subscribe)从主题订阅消息。主题使得消息订阅者和消息发布者保持互相独立,不需要接触即可保证消息的传送。

Pub/Sub的一些特点:

  1. 消息订阅分为非持久订阅和持久订阅
  • 非持久订阅只有当客户端处于激活状态,也就是和JMS Provider保持连接状态才能收到发送的某个主题的消息,而当客户端处于离线状态,这个时间段发到主题的消息将会丢失,永远不会收到。
  • 持久订阅时,客户端向JMS注册一个识别自己身份的ID,当这个客户端处于离线时,JMS Provider会为这个ID保存所有发送到主题的消息,当客户端再次连接到JMS Provider时,会根据自己的ID得到所有当自己处于离线时发送的主题的消息.
  1. 如果用户在receive方法中设定了消息的选择条件,那么不符合条件的消息不会被接收
  2. 非持久订阅状态下,不能恢复或重新派送一个未签收的消息。只有持久订阅才能恢复或重新派送一个未签收的消息
  3. 当所有的消息必须被接收,则用持久订阅。当丢失消息能够被容忍,则用非持久订阅。

JMS的API接口和开发步骤

JMS的API接口

JMS官网文档是最好的参照指南,整体结构如下: image.png

开发步䠫

具体开发步䠫如下示例

//1、创建连接工厂
ConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory(Constant.BROKER_URL);
Connection connection = null;
try {
    //2、通过工厂获取一个连接
    connection = connectionFactory.createConnection();
    //3、启动连接
    connection.start();
    //4、通过连接创建一个会话,并默认设开启事务,自动确认消息
    Session session = connection.createSession(Boolean.TRUE, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);    //5、通过会话构建一个目的地
    Destination destination = session.createQueue("my-test-queue");
   // Destination destination = session.createTopic("my-test-topic"); 
   //6、再通过session创建一个消息发送者,并设定发送目的地对象
   MessageProducer messageProducer = session.createProducer(destination);
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
       TextMessage message = session.createTextMessage("This is TextMessage >>" + i);
       //7、发送JMS消息
       messageProducer.send(message);
   }
   session.commit();
   //8、关闭所有资源
   session.close();
   connection.close();
} catch (JMSException e) {
}

非持久化Topic消息发送和接收示例

非持久化消息的发送

与前面发送queue消息类似,无非就是目的地创建的类型不一样

Destination destination = session.createTopic("no_persistent_topic");

非持久化消息的接收

  • 必须接收方的客户端在线才能收到发送端发过去的消息
  • 同样将创建Destination的queue改为topic,同发送的一样
  • 与前面发送queue消息类似,无非就是目的地创建的类型不一样
  • 可以通过阻塞+循环的方式不断的去获取消息

持久化Topic消息发送和接收示例

持久消息的发送

producer.setDeliveryMode(DeliveryMode.PERSISTENT);connection.start();

或:

send(Message message, int deliveryMode, int priority, long timeToLive);

注意:要使用持久化订阅,消息发送者需要使用DeliveryMode.PERSISTENT模式来发送消息,在连接启动之前设置

持久消息的接收

connection = connectionFactory.createConnection(); //通过工厂获取一个连接
connection.setClientID("topic_persistent_client01"); //设置客户端
Session session=connection.createSession(Boolean.TRUE,Session.AUTO_ACKNOWLEDGE); //通过连接创建一个会话,并默认设开启事务,自动确认消息
Topic destination=session.createTopic("persistent_topic"); //通过会话构建一个目的地
session.createDurabeSubscriber(destination,"");
connection.start(); //启动连接

注意:1、需要在连接中设置连接ID,用来识别消费者;2、需要创建DurableSubscriber来订阅;3、要设置好之后才能start()这个连接;4、一定要先运行一次让客户端在消息中间件中注册,这样才能获取离线消息