JMS 简述

Java消息服务指的是两个应用程序之间进行异步通信的API，它为标准消息协议和消息服务提供了一组通用接口，包括创建、发送、读取消息等，用于支持JAVA应用程序开发。在J2EE中，当两个应用程序使用JMS进行通信时，它们之间并不是直接相连的，而是通过一个共同的消息收发服务连接起来，可以达到解耦的效果。

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使用场景

异步处理

场景说明：用户注册后，需要发注册邮件和注册短信。传统的做法有两种1.串行的方式；2.并行方式。

串行的方式 并行方式

假设三个业务节点每个使用50毫秒钟，不考虑网络等其他开销，则串行方式的时间是150毫秒，并行的时间可能是100毫秒。因为CPU在单位时间内处理的请求数是一定的，假设CPU1秒内吞吐量是100次。则串行方式1秒内CPU可处理的请求量是7次（1000/150）。并行方式处理的请求量是10次（1000/100）。
引入消息队列，将不是必须的业务逻辑，异步处理。改造后的架构如下：

按照以上约定，用户的响应时间相当于是注册信息写入数据库的时间，也就是50毫秒。注册邮件，发送短信写入消息队列后，直接返回，因此写入消息队列的速度很快，基本可以忽略，因此用户的响应时间可能是50毫秒。因此架构改变后，系统的吞吐量提高到每秒20 QPS。比串行提高了3倍，比并行提高了两倍。

应用解耦

场景说明：用户下单后，订单系统需要通知库存系统。

传统模式 应用消息队列 假如库存系统无法访问，则订单减库存将失败，从而导致订单失败；
订单系统与库存系统耦合； 订单系统：用户下单后，订单系统完成持久化处理，将消息写入消息队列，返回用户订单下单成功。
库存系统：订阅下单的消息，采用拉/推的方式，获取下单信息，库存系统根据下单信息，进行库存操作。
假如：在下单时库存系统不能正常使用。也不影响正常下单，因为下单后，订单系统写入消息队列就不再关心其他的后续操作了。实现订单系统与库存系统的应用解耦。

流量削锋

流量削锋也是消息队列中的常用场景，一般在秒杀或团抢活动中使用广泛。
应用场景：秒杀活动，一般会因为流量过大，导致流量暴增，应用挂掉。为解决这个问题，一般需要在应用前端加入消息队列。

• 可以控制活动的人数；
• 可以缓解短时间内高流量压垮应用；

• 用户的请求，服务器接收后，首先写入消息队列。假如消息队列长度超过最大数量，则直接抛弃用户请求或跳转到错误页面；
• 秒杀业务根据消息队列中的请求信息，再做后续处理。

日志处理

日志处理是指将消息队列用在日志处理中，比如Kafka的应用，解决大量日志传输的问题。

• 日志采集客户端，负责日志数据采集，定时写受写入Kafka队列；
• Kafka消息队列，负责日志数据的接收，存储和转发；
• 日志处理应用：订阅并消费kafka队列中的日志数据；

消息模型

在JMS API出现之前，大部分产品使用“点对点”和“发布/订阅”中的任一方式来进行消息通讯。JMS定义了这两种消息发送模型的规范，它们相互独立。任何JMS的提供者可以实现其中的一种或两种模型，这是它们自己的选择。JMS规范提供了通用接口保证我们基于JMS API编写的程序适用于任何一种模型。

点对点消息传送模型

在点对点消息传送模型中，应用程序由消息队列，发送者，接收者组成。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。
特性：

• 每个消息只有一个接收者；
• 消息发送者和接收者并没有时间依赖性；
• 当消息发送者发送消息的时候，无论接收者程序在不在运行，都能获取到消息；
• 当接收者收到消息的时候，会发送确认收到通知（acknowledgement）。

发布/订阅消息传递模型

在发布/订阅消息模型中，发布者发布一个消息，该消息通过topic传递给所有的客户端。在这种模型中，发布者和订阅者彼此不知道对方，是匿名的且可以动态发布和订阅topic。topic主要用于保存和传递消息，且会一直保存消息直到消息被传递给客户端。
特性：

• 一个消息可以传递给多个订阅者
• 发布者和订阅者有时间依赖性，只有当客户端创建订阅后才能接受消息，且订阅者需一直保持活动状态以接收消息。
• 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。

基本模块

管理对象（Administered objects）

管理对象（Administered objects）是预先配置的JMS对象，由系统管理员为使用JMS的客户端创建，主要有两个被管理的对象：连接工厂（ConnectionFactory）、目的地（Destination）。这两个管理对象由JMS系统管理员通过使用Application Server管理控制台创建，存储在应用程序服务器的JNDI名字空间或JNDI注册表。

连接工厂（ConnectionFactory）

客户端使用一个连接工厂对象连接到JMS服务提供者，它创建了JMS服务提供者和客户端之间的连接。JMS客户端（如发送者或接受者）会在JNDI名字空间中搜索并获取该连接。使用该连接，客户端能够与目的地通讯，往队列或话题发送/接收消息。

QueueConnectionFactory queueConnFactory = (QueueConnectionFactory) initialCtx.lookup ("primaryQCF");Queue purchaseQueue = (Queue) initialCtx.lookup ("Purchase_Queue");Queue returnQueue = (Queue) initialCtx.lookup ("Return_Queue");

目的地（Destination）

目的地指明消息被发送的目的地以及客户端接收消息的来源。JMS使用两种目的地，队列和话题。

//创建一个队列SessionQueueSession ses = con.createQueueSession (false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);  //get the Queue object  Queue t = (Queue) ctx.lookup ("myQueue");  //create QueueReceiver  QueueReceiver receiver = ses.createReceiver(t); //创建一个话题SessionTopicSession ses = con.createTopicSession (false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE); // get the Topic object  Topic t = (Topic) ctx.lookup ("myTopic");  //create TopicSubscriber  TopicSubscriber receiver = ses.createSubscriber(t);  

JMS连接

//连接对象封装了与JMS提供者之间的虚拟连接，如果我们有一个ConnectionFactory对象，可以使用它来创建一个连接。Connection connection = connectionFactory.createConnection();//创建完连接后，需要在程序使用结束后关闭它connection.close();

JMS 会话（Session）

Session是一个单线程上下文，用于生产和消费消息，可以创建出消息生产者和消息消费者。
Session对象实现了Session接口，在创建完连接后，我们可以使用它创建Session。

Session session = connection.createSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);

JMS消息生产者

消息生产者由Session创建，用于往目的地发送消息。生产者实现MessageProducer接口，我们可以为目的地、队列或话题创建生产者；

MessageProducer producer = session.createProducer(dest);MessageProducer producer = session.createProducer(queue);MessageProducer producer = session.createProducer(topic);//创建完消息生产者后，可以使用send方法发送消息：producer.send(message);

JMS消息消费者

消息消费者由Session创建，用于接受目的地发送的消息。消费者实现MessageConsumer接口，，我们可以为目的地、队列或话题创建消费者；

MessageConsumer consumer = session.createConsumer(dest);MessageConsumer consumer = session.createConsumer(queue);MessageConsumer consumer = session.createConsumer(topic);

JMS消息监听器

JMS消息监听器是消息的默认事件处理者，他实现了MessageListener接口，该接口包含一个onMessage方法，在该方法中需要定义消息达到后的具体动作。通过调用setMessageListener方法我们给指定消费者定义了消息监听器

Listener myListener = new Listener();consumer.setMessageListener(myListener);

消息结构

消息头

JMS消息头预定义了若干字段用于客户端与JMS提供者之间识别和发送消息，预编译头如下：

• JMSDestination
• JMSDeliveryMode
• JMSMessageID
• JMSTimestamp
• JMSCorrelationID
• JMSReplyTo
• JMSRedelivered
• JMSType
• JMSExpiration
• JMSPriority

消息属性

我们可以给消息设置自定义属性，这些属性主要是提供给应用程序的。对于实现消息过滤功能，消息属性非常有用，JMS API定义了一些标准属性，JMS服务提供者可以选择性的提供部分标准属性。

消息体

在消息体中，JMS API定义了五种类型的消息格式，让我们可以以不同的形式发送和接受消息，并提供了对已有消息格式的兼容。不同的消息类型如下：

• Text message : javax.jms.TextMessage，表示一个文本对象。
• Object message : javax.jms.ObjectMessage，表示一个JAVA对象。
• Bytes message : javax.jms.BytesMessage，表示字节数据。
• Stream message :javax.jms.StreamMessage，表示java原始值数据流。
• Map message : javax.jms.MapMessage，表示键值对。

常用消息队列

一般商用的容器，比如WebLogic，JBoss，都支持JMS标准，开发上很方便。但免费的比如Tomcat，Jetty等则需要使用第三方的消息中间件。本部分内容介绍常用的消息中间件（Active MQ,Rabbit MQ，Zero MQ,Kafka）以及他们的特点。

ActiveMQ

ActiveMQ 是Apache出品，最流行的，能力强劲的开源消息总线。ActiveMQ 是一个完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范的 JMS Provider实现，尽管JMS规范出台已经是很久的事情了，但是JMS在当今的J2EE应用中间仍然扮演着特殊的地位。ActiveMQ特性如下：

• 多种语言和协议编写客户端。语言: Java,C,C++,C#,Ruby,Perl,Python,PHP。应用协议： OpenWire,Stomp REST,WS Notification,XMPP,AMQP
• 完全支持JMS1.1和J2EE 1.4规范 （持久化，XA消息，事务)
• 对spring的支持，ActiveMQ可以很容易内嵌到使用spring的系统里面去，而且也支持Spring2.0的特性
• 通过了常见J2EE服务器（如 Geronimo,JBoss 4,GlassFish,WebLogic)的测试，其中通过JCA 1.5 resource adaptors的配置，可以让ActiveMQ可以自动的部署到任何兼容J2EE 1.4 商业服务器上
• 支持多种传送协议：in-VM,TCP,SSL,NIO,UDP,JGroups,JXTA
• 支持通过JDBC和journal提供高速的消息持久化
• 从设计上保证了高性能的集群，客户端-服务器，点对点
• 支持Ajax
• 支持与Axis的整合
• 可以很容易得调用内嵌JMS provider，进行测试

RabbitMQ

RabbitMQ是流行的开源消息队列系统，用erlang语言开发。RabbitMQ是AMQP（高级消息队列协议）的标准实现。支持多种客户端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX，持久化。用于在分布式系统中存储转发消息，在易用性、扩展性、高可用性等方面表现不俗。

ZeroMQ

号称史上最快的消息队列，它实际类似于Socket的一系列接口，他跟Socket的区别是：普通的socket是端到端的（1:1的关系），而ZMQ却是可以N：M 的关系，人们对BSD套接字的了解较多的是点对点的连接，点对点连接需要显式地建立连接、销毁连接、选择协议（TCP/UDP）和处理错误等，而ZMQ屏蔽了这些细节，让你的网络编程更为简单。ZMQ用于node与node间的通信，node可以是主机或者是进程。

引用官方的说法： “ZMQ(以下ZeroMQ简称ZMQ)是一个简单好用的传输层，像框架一样的一个socket library，他使得Socket编程更加简单、简洁和性能更高。是一个消息处理队列库，可在多个线程、内核和主机盒之间弹性伸缩。ZMQ的明确目标是“成为标准网络协议栈的一部分，之后进入Linux内核”。现在还未看到它们的成功。但是，它无疑是极具前景的、并且是人们更加需要的“传统”BSD套接字之上的一 层封装。ZMQ让编写高性能网络应用程序极为简单和有趣。”

• 高性能，非持久化；
• 跨平台：支持Linux、Windows、OS X等。
• 多语言支持； C、C++、Java、.NET、Python等30多种开发语言。
• 可单独部署或集成到应用中使用；
• 可作为Socket通信库使用。

Kafka

Kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。 这种动作（网页浏览，搜索和其他用户的行动）是在现代网络上的许多社会功能的一个关键因素。 这些数据通常是由于吞吐量的要求而通过处理日志和日志聚合来解决。 对于像Hadoop的一样的日志数据和离线分析系统，但又要求实时处理的限制，这是一个可行的解决方案。Kafka的目的是通过Hadoop的并行加载机制来统一线上和离线的消息处理，也是为了通过集群机来提供实时的消费。有如下特性：

• 通过O(1)的磁盘数据结构提供消息的持久化，这种结构对于即使数以TB的消息存储也能够保持长时间的稳定性能。（文件追加的方式写入数据，过期的数据定期删除）
• 高吞吐量：即使是非常普通的硬件Kafka也可以支持每秒数百万的消息。
• 支持通过Kafka服务器和消费机集群来分区消息。
• 支持Hadoop并行数据加载。