基于 JMS 消息中间件的研究与设计

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3.0 朱铭铭 2024-09-30 6 4 1.87MB 91 页 15积分

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摘要

消息中间件是当前多层、分布式应用中间层软件的重要组成部

分，它不仅能为分布式系统提供创建、发送、接收消息可靠通用的

方法，而且有利于实现可靠、高效、跨平台数据传输和分布异构数

据集成，对多层、分布式系统构建具有举足轻重的作用。

本文将在系统分析和研究消息中间件技术，特别是JMS规范及

技术的基础上，设计和实现了一套符合JMS规范的消息中间件系

统。本文的主要工作内容和贡献如下：

1. 系统研究了消息中间件的理论基础，分析研究消息中间件

的规范 JMS，总结了 JMS 的消息结构、消息分类、消息的传输方式

和API 规范。在此基础上设计一套自有的消息中间件消息协议。

2. 基于自有的消息中间件消息协议，设计一套符合 JMS 规范

的消息中间件系统，并加以实现。

该系统实现了 PTP 和Sub/Pub 两种消息传输模式，在客户端:

实现方便、快速接入；在消息服务器端:实现服务器的集群管理、

消息监听、消息多队列管理、多线程并行工作、日志记录、消息的

事务、消息的流量控制、消息的持久化等功能。

3. 对已实现消息中间件产品系统的进行消息处理能力，进行

了测试和验证。

关键词：消息中间件；JMS 中间件规范；JAVA 消息服务

Abstract

The current, messaging middleware is multi-tier, middletier dis

tributed software applications an important part,which not only provi

de reliable general methods of creating, sending,receiving messages f

or distributed systems, but also help to achieve reliable, efficient, cro

ss-platform datatransmission and distribution of heterogeneous data

integration, it plays an important role for building multi-layer and

distributed system.

This article will analyze and study the messaging middleware tec

hnology, in particular, on the basis of the JMS specification n, design

and implementation of a set of norms in line with Specification of J

MS messaging middleware systems.The main content of this work an

d contributions are as follows:

1. Studied the theoretical basis for messaging middleware, mess

aging middleware specificationanalysis JMS. Summed up the JMS

message structure, message classification, the message transmission a

nd API specifications, On this basis, designed a proprietary messagin

g middleware messaging protocol.

2. Based on proprietary messaging middleware messaging proto

col, a set of messaging middleware systems was designed to meet th

e JMS specification, and achieved.

The system implements the PTP and Sub/Pub two message tran

sfer mode, in the client: for easy, quick access; in the message serve

r: a server-cluster management, news monitoring, more queue of

news management, multi-threaded parallel , logging, message transac

tions, message persistence capabilities.

3. The capabilities of messaging processing for the messagi

g middleware system have been tested and verified.

Keywords: Messaging middleware; JMS middleware specificati

on; JAVA Message Service

Ⅲ

第1章绪论................................................................................... 1

1.1 研究背景和选题意义............................................................ 1

1.2 消息中间件技术发展的现状与趋势.................................... 2

1.3 论文主要工作内容................................................................ 3

1.4 论文的组织结构安排............................................................ 3

第2章消息中间件的相关技术................................................ 5

2.1 JMS 概述................................................................................. 5

2.2 JMS 消息传输模型................................................................. 5

2.2.1 点对点消息模式......................................................... 5

2.2.2 发布/订阅消息模式................................................... 6

2.2.3 持久/非持久订阅....................................................... 7

2.3 JMS 消息结构......................................................................... 8

2.3.1 消息头......................................................................... 8

2.3.2 消息属性..................................................................... 9

2.3.3 消息体 ..................................................................................... 10

2.4 JMS API ........................................................................................... 11

2.4.1 JMS 消息类 .............................................................................. 11

2.4.2 JMS 主要控制类 ...................................................................... 11

2.4.3 JMS 异常类 .............................................................................. 13

2.5 基于 JMS 的消息通信协议 ......................................................... 13

2.5.1 TCP 协议 .................................................................................. 13

2.5.2 系统消息协议 .......................................................................... 16

2.5.2.1 消息协议头 .................................................................. 17

2.5.2.2 协议头字段 .................................................................. 18

2.6 本章小结 .......................................................................................... 20

第3章 MSwap 系统设计 ...................................................................... 21

3.1 MSwap 系统简介 ............................................................................. 21

3.2 MSwap 系统主要性能指标........................................................... 21

3.3 MSwap 系统功能 ............................................................................. 23

3.4 技术难点和技术路线 .................................................................... 24

3.5 MSwap 系统概要设计 .................................................................... 26

Ⅳ

3.5.1 MSwap 系统体系结构 .............................................................. 26

3.5.2 MSwap 系统客户端设计 .......................................................... 28

3.5.3 MSwap 系统服务器设计 .......................................................... 32

3.5.3.1 接收投递队列模块 ...................................................... 35

3.5.3.2 数据库操作模块 .......................................................... 36

3.5.3.3 流量控制 ...................................................................... 39

3.5.3.4 事务控制 ...................................................................... 41

3.6 本章小结 .......................................................................................... 42

第4章 MSwap 系统实现 ...................................................................... 43

4.1 通信协议消息实现 ....................................................................... 43

4.2 客户端系统实现 ............................................................................ 47

4.2.1 文件解析 ................................................................................. 48

4.2.2 JNDI 管理器 ............................................................................ 49

4.2.3 消息协议类 ............................................................................. 50

4.2.3.1 请求协议类 ................................................................. 51

4.2.3.2 响应协议类 ................................................................. 53

4.2.4 API 使用 .................................................................................. 54

4.2.4.1 消息发送 ...................................................................... 54

4.2.4.2 消息接收 ..................................................................... 55

4.3 服务器系统实现 ............................................................................ 58

4.3.1 JNDI 服务 ................................................................................ 58

4.3.2 消息服务器 ............................................................................. 59

4.3.2.1 消息接收模块 ............................................................. 59

4.3.2.2 消息队列模块 ............................................................. 61

4.3.2.3 消息投递模块 ............................................................. 63

4.3.2.4 数据库操作模块 ......................................................... 65

4.3.2.5 公共功能模块 ............................................................. 72

4.4 系统负载均衡及其实现 .............................................................. 73

4.5 本章小结 ......................................................................................... 75

第5章系统测试 ..................................................................................... 76

5.1 测试环境 ......................................................................................... 76

5.2 测试解析 ......................................................................................... 76

5.3 测试总结 ......................................................................................... 80

第6章论文工作总结 .......................................................................... 81

6.1 论文总结 ......................................................................................... 81

Ⅴ

6.2 下一步工作展望 ............................................................................ 82

致谢 ............................................................................................................... 83

参考文献 ....................................................................................................... 84

第1章绪论

1.1 研究背景和选题意义

因特网的迅猛发展和应用系统规模的不断扩大，极大的促进了

企业信息系统发展。传统的、基于客户/服务器模式的企业信息管

理系统，早已不能满足当今企业信息化发展的需求。为了适应信息

的全球化发展，面向企业的信息系统正不断向着具有多层体系结构

的、分布式方向发展。而作为大型分布式系统中间层主体的中间件

及其相关技术，对多层、分布式系统的构建具有举足轻重的作用[1]。

同时，中间件也已经与操作系统和数据库管理系统并驾齐驱，成为

基础软件的三驾马车之一。特别是最近几年来，绝大多数的分布式

软件系统几乎都是在中间件的基础上开发的。可以说，中间件已成

为构建现代软件系统必不可少的利器。因此，中间件的研究具有非

常重要的研究意义和市场价值[2]。

中间件是位于平台(硬件和操作系统)和应用之间的通用服务，

这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件

平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现[3]。我国的中间

件发展比较早，起步阶段正是整个世界范围内中间件的初创时期，

东方通科技早在1992年就开始中间件的研究与开发，并于1993年推

出第一个产品TongLINK/Q。随着理论的深入和技术的累积，国内中

间件的产品早已进入了商品化阶段，金蝶的Apusic和中创软件的

Inforbus都是比较成功的中间件产品。国外的中间件产品较国内发

展更早也更成熟，IBM的MQSeries、Oracle的WebLgoic和微软的MSMQ

等中间件产品，都是世界范围内较为流行的中间件产品。这些中间

件产品已被广泛的应用于银行、电信、政府、电子商务等行业，可

谓无处不在[4,5]。

中间件按完成功能的不同，可分为消息中间件、数据访问中间

件、对象中间件、远程过程调用中间件等[6]，这些中间件大多基于

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摘要：

摘要I摘要消息中间件是当前多层、分布式应用中间层软件的重要组成部分，它不仅能为分布式系统提供创建、发送、接收消息可靠通用的方法，而且有利于实现可靠、高效、跨平台数据传输和分布异构数据集成，对多层、分布式系统构建具有举足轻重的作用。本文将在系统分析和研究消息中间件技术，特别是JMS规范及技术的基础上，设计和实现了一套符合JMS规范的消息中间件系统。本文的主要工作内容和贡献如下：1.系统研究了消息中间件的理论基础，分析研究消息中间件的规范JMS，总结了JMS的消息结构、消息分类、消息的传输方式和API规范。在此基础上设计一套自有的消息中间件消息协议。2.基于自有的消息中间件消息协议，设计一套符合J...

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