Kapitola 1. Přednáška 10 - Systémy řízení zpráv, Java Messaging Service (JMS) API

Obsah

Systémy řízení zpráv, Java Messaging Service (JMS) API
Systémy řízení zpráv - motivace
Systémy řízení zpráv - výhody
Systémy řízení zpráv - principy
Systémy řízení zpráv - standardy
JMS - kdy použít?
JMS - co nabízí
JMS - architektura
JMS - domény
Point-to-point Messaging
Publish/Subscribe
Komponenty JMS API
Zpracování zprávy
Demo JMS s použitím Sun Java System Message Queue
Použití Sun Java System Message Queue
Co je třeba pro překlad klienta
Spuštění serveru (Message Brokeru)
Test běhu SJSMQ
Kostra jednoduché aplikace

Systémy řízení zpráv, Java Messaging Service (JMS) API

Systémy řízení zpráv - motivace

Svět podnikových (ale i jiných) IS často vyžaduje integrovat stávající systémy.

Možností, jak integrovat je více, liší se např. v míře/těsnosti vazby mezi jednotlivými systémy. Extrémy jsou:

  • těsná vazba (tight coupling) - systémy "o sobě ví všechno" (API), jsou na sobě závislé, často se musí výrazně modifikovat, aby mohly spolupracovat

  • volná vazba (loose coupling) - systémy "o sobě neví skoro nic", jsou nezávislé

Systémy řízení zpráv - výhody

Typickým příkladem a jedním směrem moderních integrujících technologií jsou systémy řízení zpráv.

Oproti jiným integračním technologiím mají tyto přednosti:

  • nevyžadují přiliš přebudovávat stávající aplikace proto, aby mohly spolupracovat;

  • nezpůsobují úzkou vazbu integrovaných systémů (systémy jsou tzv. loosely coupled);

  • jako odesílatelé zprávy nemusíme vůbec tušit, jak ji příjemce zpracuje, stačí dohodnout:

    • dohodnout formát

    • znát cílovou adresu zprávy

Systémy řízení zpráv - principy

Systémy řízení zpráv slouží ke správě výměny zpráv mezi softwarovými systémy nebo komponentami.

  • komunikace je peer-to-peer, systém řízení zpráv zajišťuje infrastrukturu

  • komponenty (systémy), které chtějí zasílat/přijímat zprávy, k tomu využívají služeb agentů (kteří jsou součástí API systémů řízení zpráv)

Systémy řízení zpráv - standardy

Javovou podobou rozhraní k systému řízení zpráv je Java Messaging Service (JMS) API, jehož historie sahá do roku 1998, současná verze je 1.1. (z r. 2002).

JMS je poměrně malé rozhraní, které nenutí programátora studovat příliš mnoho konceptů - je jednoduché.

JMS umožňuje komunikaci, která je:

asynchronní

zpráva je odeslána konzumentovi, který nemusí být stále "on-line"; vybere si zprávu, až se připojí

spolehlivá

systém zajistí perzistentní ukládání zpráv do doby, než jsou příjemcem přečteny; zajistí, že jsou přečteny právě jednou

JMS - kdy použít?

Možné důvody, proč JMS:

  • chceme propojovat komponenty bez znalostí jejich API

  • chceme robustní systém: je možný nezávislý souběžný provoz komponent

  • zasílání zpráv a čekání na odpověď je asynchronní - proces čekat nemusí (není to tedy request/response výměna)

JMS - co nabízí

Současná verze JMS nabízí:

  • rozhraní pro tvorbu klientů k (i jiným) systémům řízení zpráv

  • rozhraní Message-driven Beans

JMS - architektura

Aplikace JMS sestává z těchto relevantních entit:

JMS Provider

poskytovatel infrastruktury zasílání zpráv vč. administrace

JMS Clients

klienti produkující nebo konzumující zprávy

Messages

objekty - zprávy

Administered objects

typickými reprezentanty jsou předkonfigurované tovární objekty (factories) na vytváření objektů destinations a connections.

Vyhledání a zpřístupnění těchto servisních objektů je zajištěno přes JNDI.

Obrázek 1.1. Spolupráce JMS a JNDI (z tutoriálu J2EE Sun)

Spolupráce JMS a JNDI (z tutoriálu J2EE Sun)

JMS - domény

Většina implementací JMS umožňuje:

point-to-point messaging

zasílání zpráv od jednoho odesílatele k jednomu příjemci

publish-subscribe

více odesílatelů může zprávu "vystavit" na místo, kam se odběratel ("předplatitel") může zapsat a zprávy odebírat

Point-to-point Messaging

Proces P-to-P zasílání zpráv zahrnuje tři základní participující objekty:

klient-odesílatel

vytvoří a pošle zprávu do fronty zpráv

fronta zpráv

zprávu přijme a zajistí její "přežítí" než je zkonzumována nebo zastará (time-out)

klient-příjemce

odebírá zprávy z fronty

Vztah producent:konzument je 1:1.

Obrázek 1.2. Mechanizmus Point-to-Point (z tutoriálu J2EE Sun)

Mechanizmus Point-to-Point (z tutoriálu J2EE Sun)

Publish/Subscribe

Producent adresuje zprávu tzv. tématu (topic).

Konzument se může přihlásit k odběru zpráv k tomuto tématu.

Vztah producent:konzument tak není obecně 1:1.

Systém zabezpečí uchování zprávy na tak dlouho, dokud ji všichni odběratelé nepřečtou.

Obrázek 1.3. Mechanizmus Publlish/Subcscribe (z tutoriálu J2EE Sun)

Mechanizmus Publlish/Subcscribe (z tutoriálu J2EE Sun)

Komponenty JMS API

Komponenty (třídy, rozhraní):

  • Administered objects

  • Connections

  • Sessions

  • Message Producers

  • Message Consumers

  • Messages

Obrázek 1.4. Programovací model JMS API (z tutoriálu J2EE Sun)

Programovací model JMS API (z tutoriálu J2EE Sun)

Zpracování zprávy

Klient přijímající zprávu (konzument) ji může přečíst v režimu:

synchronním

řekne si o ni metodou receive

asynchronním

klient je posluchačem události "přijetí zprávy" (metoda onMessage); systém událost vyvolá

takovým typickým klientem je Message-driven Bean (EJB komponenta)

Demo JMS s použitím Sun Java System Message Queue

Použití Sun Java System Message Queue

Sun nabízí podrobný tutoriál k použití jeho implementace systému řízení zasílání zpráv: Sun Java System Message Queue

Součástí tutoriálu je Quick Start Tutorial s praktickým návodem jak nainstalovat, přeložit a spustit server a jednoduchého klienta.

Co je třeba pro překlad klienta

Pro překlad klienta musíme mít v CLASSPATH tyto soubory:

jar soubory (z adresáře IMQ_HOME\lib\)

jms.jar imq.jar jndi.jar (u Javy 1.4 je to automaticky, není třeba přidávat do CLASSPATH)

Spuštění serveru (Message Brokeru)

Provedeme spustitelným souborem z IMQ_HOME/bin/

  • imqbrokerd -tty

Server SJS MQ se rozběhne s hláškami:

Obrázek 1.5. Spuštění SJS Message Queue

Spuštění SJS Message Queue

Test běhu SJSMQ

Zda MQ běží v pořádku lze zjistit dotazem:

  • imqcmd query bkr -u admin -p admin

MQ odpoví:

Obrázek 1.6. Test běhu SJS MQ

Test běhu SJS MQ

Kostra jednoduché aplikace

Demo HelloWorldMessage z adresáře IMQ_HOME/demo/helloworld/helloworldmessage má tyto hlavní prvky (viz tutoriál):

  1. Import the interfaces and Message Queue implementation classes for the JMS API.

    The javax.jms package defines all the JMS interfaces necessary to develop a JMS client.

    import javax.jms.*; 
  2. Instantiate a Message Queue QueueConnectionFactory administered object. A QueueConnectionFactory object encapsulates all the Message Queue-specific configuration properties for creating QueueConnection connections to a Message Queue server.

    QueueConnectionFactory myQConnFactory = 
      new com.sun.messaging.QueueConnectionFactory(); 

    ConnectionFactory administered objects can also be accessed through a JNDI lookup (see Looking Up ConnectionFactory Objects). This approach makes the client code JMS-provider independent and also allows for a centrally administered messaging system.

  3. Create a connection to the message server. A QueueConnection object is the active connection to the message server in the Point-To-Point programming domain.

    QueueConnection myQConn =
      myQConnFactory.createQueueConnection();
    
  4. Create a session within the connection. A QueueSession object is a single-threaded context for producing and consuming messages. It enables clients to create producers and consumers of messages for a queue destination.

    QueueSession myQSess = myQConn.createQueueSession(false,
      Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
    

    The myQSess object created above is non-transacted and automatically acknowledges messages upon consumption by a consumer.

  5. Instantiate a Message Queue queue administered object that corresponds to a queue destination in the message server. Destination administered objects encapsulate provider-specific destination naming syntax and behavior. The code below instantiates a queue administered object for a physical queue destination named “world”.

    Queue myQueue = new.com.sun.messaging.Queue("world"); 
    

    Destination administered objects can also be accessed through a JNDI lookup (see Looking Up Destination Objects). This approach makes the client code JMS-provider independent and also allows for a centrally administered messaging system.

  6. Create a QueueSender message producer. This message producer, associated with myQueue, is used to send messages to the queue destination named “world”.

    QueueSender myQueueSender = myQSess.createSender(myQueue);
     
    
  7. Create and send a message to the queue. You create a TextMessage object using the QueueSession object and populate it with a string representing the data of the message. Then you use the QueueSender object to send the message to the “world” queue destination.

    TextMessage myTextMsg = myQSess.createTextMessage(); 
    myTextMsg.setText("Hello World"); 
    System.out.println(“Sending Message: “ + myTextMsg.getText()); 
    myQueueSender.send(myTextMsg);
    
  8. Create a QueueReceiver message consumer. This message consumer, associated with myQueue, is used to receive messages from the queue destination named “world”.

    QueueReceiver myQueueReceiver = 
      myQSess.createReceiver(myQueue);
    
  9. Start the QueueConnection you created in Step 3. Messages for consumption by a client can only be delivered over a connection that has been started (while messages produced by a client can be delivered to a destination without starting a connection, as in Step 7.

    myQConn.start();
    
  10. Receive a message from the queue. You receive a message from the “world” queue destination using the QueueReceiver object. The code, below, is an example of a synchronous consumption of messages (see Message Consumption: Synchronous and Asynchronous).

    Message msg = myQueueReceiver.receive();
    
  11. Retrieve the contents of the message. Once the message is received successfully, its contents can be retrieved.

    if (msg instanceof TextMessage) {
      TextMessage txtMsg = (TextMessage) msg; 
      System.out.println("Read Message: " + txtMsg.getText()); 
    }
  12. Close the session and connection resources.

    myQSess.close(); 
    myQConn.close();