成小胖學習ActiveMQ·基礎篇

来源:http://www.cnblogs.com/cyfonly/archive/2017/02/10/6380860.html
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ActiveMQ 是 Apache 出品的、當前最流行的消息中間件之一。本文是《成小胖學習技術》系列的第二篇文章，通過對 JMS、ActiveMQ 的基本概念的講解，讓小白們快速認識 ActiveMQ，同時掌握其基本用法。不是所有的技術類文章都是枯燥無味的，不信你就點進來看看。 ...


過了個春節，回到公司的成小胖變成了成大胖。但是你們千萬別以為他那個大肚子裡面裝的都是肥肉，裡面的墨水也多了不少嘞，畢竟成小胖利用春節的半個月時間專心學習並研究了 ActiveMQ，嘿嘿……
這不，為了檢驗下自己的學習成果，上班的第一天成小胖就去找架構師老王交流 ActiveMQ 相關的知識，還順便向老王討了個紅包，可把成小胖給高興壞了。
“來，根據你的瞭解說下 ActiveMQ 是什麼。”

“這個簡單，ActiveMQ 是一個 MOM，具體來說是一個實現了 JMS 規範的系統間遠程通信的消息代理。它……”

“等等，先解釋下什麼是 MOM。”

“好。MOM 就是面向消息中間件（Message-oriented middleware），是用於以分散式應用或系統中的非同步、松耦合、可靠、可擴展和安全通信的一類軟體。MOM 的總體思想是它作為消息發送器和消息接收器之間的消息中介,這種中介提供了一個全新水平的松耦合。”

“JMS呢？”

成小胖是個追求極致的人，為瞭解釋得更通俗易懂，索性搬來一塊白板邊畫邊說。

“JMS 叫做 Java 消息服務（Java Message Service）,是 Java 平臺上有關面向 MOM 的技術規範，旨在通過提供標準的產生、發送、接收和處理消息的 API 簡化企業應用的開發，類似於 JDBC 和關係型資料庫通信方式的抽象。”


“嗯，很好。下麵的這些概念你也需要特別理解下”：

  • Provider：純 Java 語言編寫的 JMS 介面實現（比如 ActiveMQ 就是）
  • Domains：消息傳遞方式，包括點對點（P2P）、發佈/訂閱（Pub/Sub）兩種
  • Connection factory：客戶端使用連接工廠來創建與 JMS provider 的連接
  • Destination：消息被定址、發送以及接收的對象

“你來說說這其中 P2P 和 Pub/Sub 的區別吧”，老王給成小胖拋出了一個問題。

成小胖可不是吃素的，畢竟要是吃素的話他也吃不到這麼胖……這些基本概念對他來說都是小事一樁：

P2P （點對點）消息域使用 queue 作為 Destination，消息可以被同步或非同步的發送和接收，每個消息只會給一個 Consumer 傳送一次。

Consumer 可以使用 MessageConsumer.receive() 同步地接收消息，也可以通過使用MessageConsumer.setMessageListener() 註冊一個 MessageListener 實現非同步接收。

多個 Consumer 可以註冊到同一個 queue 上，但一個消息只能被一個 Consumer 所接收，然後由該 Consumer 來確認消息。並且在這種情況下，Provider 對所有註冊的 Consumer 以輪詢的方式發送消息。

Pub/Sub（發佈/訂閱，Publish/Subscribe）消息域使用 topic 作為 Destination，發佈者向 topic 發送消息，訂閱者註冊接收來自 topic 的消息。發送到 topic 的任何消息都將自動傳遞給所有訂閱者。接收方式（同步和非同步）與 P2P 域相同。
除非顯式指定，否則 topic 不會為訂閱者保留消息。當然，這可以通過持久化（Durable）訂閱來實現消息的保存。這種情況下，當訂閱者與 Provider 斷開時，Provider 會為它存儲消息。當持久化訂閱者重新連接時，將會受到所有的斷連期間未消費的消息。

“嗯，總結的很不錯，上面的這些知識是學習 ActiveMQ 的理論基礎，是必須要掌握的。”

“既然 JMS 是一個通用的規範，那麼使用它創建應用程式肯定也有一個通用的步驟吧？”老王追問道。

“有的有的。要不您來說說這個通用步驟？就當我考考您，哈哈！”成小胖故作聰明，自以為老王作為架構師不會關註這些太具體的實現細節。

然而老王平日里親力親為，至今還常常擼代碼，怎麼會被這種小 case 所難倒？於是老王分分鐘給出答案：

  • 獲取連接工廠
  • 使用連接工廠創建連接
  • 啟動連接
  • 從連接創建會話
  • 獲取 Destination
  • 創建 Producer，或
    • 創建 Producer
    • 創建 message
  • 創建 Consumer，或發送或接收message發送或接收 message
    • 創建 Consumer
    • 註冊消息監聽器（可選）
  • 發送或接收 message
  • 關閉資源（connection, session, producer, consumer 等)

“66666，厲害啊我的王哥！”成小胖的小聰明被老王擊得粉碎！

“你嘴皮子耍夠了吧，還是多動動手吧。現在你手寫上面步驟對應的代碼實現吧”，老王給了成小胖一個眼神，讓他自己慢慢體會……

成小胖也不是省油的燈，馬上擦乾凈白板，現場擼了起來（是擼代碼，擼代碼，擼代碼，重要的事情說三遍）：

public class JMSDemo {
        ConnectionFactory connectionFactory;
        Connection connection;
        Session session;
        Destination destination;
        MessageProducer producer;
        MessageConsumer consumer;
        Message message;
        boolean useTransaction = false;
        try {
                Context ctx = new InitialContext();
                connectionFactory = (ConnectionFactory) ctx.lookup("ConnectionFactoryName");
                //使用ActiveMQ時：connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory(user, password, getOptimizeBrokerUrl(broker));
                connection = connectionFactory.createConnection();
                connection.start();
                session = connection.createSession(useTransaction, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
                destination = session.createQueue("TEST.QUEUE");
                //生產者發送消息
                producer = session.createProducer(destination);
                message = session.createTextMessage("this is a test");

                //消費者同步接收
                consumer = session.createConsumer(destination);
                message = (TextMessage) consumer.receive(1000);
                System.out.println("Received message: " + message);
                //消費者非同步接收
                consumer.setMessageListener(new MessageListener() {
                        @Override
                        public void onMessage(Message message) {
                                if (message != null) {
                                        doMessageEvent(message);
                                }
                        }
                });
        } catch (JMSException e) {
                ...
        } finally {
                producer.close();
                session.close();
                connection.close();
        }
}

老王滿意的點點頭：“還算不賴哈~ JMS 通用的規範咱們都聊完了，下麵就來聊點 ActiveMQ 更具體點的東西咯。”

“好啊好啊。要不我先基於自己的學習講講 ActiveMQ 的存儲，您看看我哪裡講的不對或者遺漏的，可好？”成小胖發揮了他一貫的積極主動的作風，當然內心裡還是想得到老王的贊許。

“行，那就開始吧。”

ActiveMQ 在 queue 中存儲 Message 時，採用先進先出順序（FIFO）存儲。同一時間一個消息被分派給單個消費者，且只有當 Message 被消費並確認時，它才能從存儲中刪除。

對於持久化訂閱者來說，每個消費者獲得 Message 的副本。為了節省存儲空間，Provider 僅存儲消息的一個副本。持久化訂閱者維護了指向下一個 Message 的指針，並將其副本分派給消費者。以這種方式實現消息存儲，因為每個持久化訂閱者可能以不同的速率消費 Message，或者它們可能不是全部同時運行。此外，因每個 Message 可能存在多個消費者，所以在它被成功地傳遞給所有持久化訂閱者之前，不能從存儲中刪除。

“很好，上面這段知識非常重要。其實我們可以通過表格來更清晰地展示”，老王補充道，併在白板上畫了以下表格：

消息類型 是否持久化 是否有Durable訂閱者 消費者延遲啟動時，消息是否保留 Broker重啟時，消息是否保留
Queue N - Y N
Queue Y - Y Y
Topic N N N N
Topic N Y Y N
Topic Y N N N
Topic Y Y Y Y

成小胖雖然對以上特性做過實踐對比，但是並沒有想到去畫一個表格出來使對比更加清晰易懂。特別是當他看到老王隨時就畫出這個表格時便驚嘆不已，大聲喊道：“老王你太牛了，真是愛死你了！”

周圍的同事聽到後，都齊刷刷的往這邊看過來。

此情此景，老王也不好意思了：“誒誒誒，說話註意哈，不要讓人覺得我們在搞基。回歸正題，你再說說 ActiveMQ 常用的存儲方式吧。”

成小胖羞澀的點點頭，迅速地回歸原態，一五一十地說起來。

1.KahaDB

ActiveMQ 5.3 版本起的預設存儲方式。KahaDB存儲是一個基於文件的快速存儲消息，設計目標是易於使用且儘可能快。它使用基於文件的消息資料庫意味著沒有第三方資料庫的先決條件。

要啟用 KahaDB 存儲，需要在 activemq.xml 中進行以下配置：

<broker brokerName="broker" persistent="true" useShutdownHook="false">
        <persistenceAdapter>
                <kahaDB directory="${activemq.data}/kahadb" journalMaxFileLength="16mb"/>
        </persistenceAdapter>
</broker>

2.AMQ

與 KahaDB 存儲一樣，AMQ存儲使用戶能夠快速啟動和運行，因為它不依賴於第三方資料庫。AMQ 消息存儲庫是可靠持久性和高性能索引的事務日誌組合，當消息吞吐量是應用程式的主要需求時，該存儲是最佳選擇。但因為它為每個索引使用兩個分開的文件，並且每個 Destination 都有一個索引，所以當你打算在代理中使用數千個隊列的時候，不應該使用它。

<persistenceAdapter>
        <amqPersistenceAdapter
                directory="${activemq.data}/kahadb"
                syncOnWrite="true"
                indexPageSize="16kb"
                indexMaxBinSize="100"
                maxFileLength="10mb" />
</persistenceAdapter>

 3.JDBC

選擇關係型資料庫，通常的原因是企業已經具備了管理關係型數據的專長，但是它在性能上絕對不優於上述消息存儲實現。事實是，許多企業使用關係資料庫作為存儲，是因為他們更願意充分利用這些資料庫資源。

<beans>
        <broker brokerName="test-broker" persistent="true" xmlns="http://activemq.apache.org/schema/core">
                <persistenceAdapter>
                        <jdbcPersistenceAdapter dataSource="#mysql-ds"/>
                </persistenceAdapter>
        </broker>
        <bean id="mysql-ds" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
                <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver"/>
                <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost/activemq?relaxAutoCommit=true"/>
                <property name="username" value="activemq"/>
                <property name="password" value="activemq"/>
                <property name="maxActive" value="200"/>
                <property name="poolPreparedStatements" value="true"/>
        </bean>
</beans>

 4.記憶體存儲

記憶體消息存儲器將所有持久消息保存在記憶體中。在僅存儲有限數量 Message 的情況下，記憶體消息存儲會很有用，因為 Message 通常會被快速消耗。在 activema.xml 中將 broker 元素上的 persistent 屬性設置為 false 即可。

<broker brokerName="test-broker" persistent="false" xmlns="http://activemq.apache.org/schema/core">
        <transportConnectors>
                <transportConnector uri="tcp://localhost:61635"/>
        </transportConnectors>
</broker>

老王聽完後露出贊許的笑容：“連配置都能寫的這麼詳細，看來你確實是做了不少功課，給你點個贊。”老王終究不會吝嗇自己的贊美，他也明白這些贊美對成小胖意味著什麼。

成小胖得到了老王的贊賞，心裡也是吃了蜜一般。

沒等成小胖說話，老王拿起筆走到白板前，說：“下麵就根據我在工作中的經歷，給你講講 ActiveMQ 的部署模式。”

1.單例模式

這個就不啰嗦了，略過。

2.無共用主從模式

這是最簡單的 Provider 高可用性的方案，主從節點分別存儲 Message。從節點需要配置為連接到主節點，並且需要特殊配置其狀態。

所有消息命令（消息，確認，訂閱，事務等）都從主節點複製到從節點，這種複製發生在主節點對其接收的任何命令生效之前。並且，當主節點收到持久消息，會等待從節點完成消息的處理（通常是持久化到存儲），然後再自己完成消息的處理（如持久化到存儲）後，再返回對 Producer 的回執。

從節點不啟動任何傳輸，也不能接受任何客戶端或網路連接，除非主節點失效。當主節點失效後，從節點自動成為主節點，並且開啟傳輸並接受連接。這是，使用 failover 傳輸的客戶端就會連接到該新主節點。

Broker 連接配置如下： 

failover://(tcp://masterhost:61616,tcp://slavehost:61616)?randomize=false

但是，這種部署模式有一些限制，

  • 主節點只會在從節點連接到主節點時複製其活動狀態，因此當從節點沒有連接上主節點之前，任何主節點處理的 Message 或者消息確認都會在主節點失效後丟失。不過你可以通過在主節點設置 waitForSlave 來避免，這樣就強制主節點在沒有任何一個從節點連接上的情況下接受連接。
  • 就是主節點只能有一個從節點，並且從節點不允許再有其他從節點。
  • 把正在運行的單例配置成無共用主從，或者配置新的從節點時，你都要停止當前服務，修改配置後再重啟才能生效。

在可以接受一些故障停機時間的情況下，可以使用該模式。

從節點配置：

<services>
        <masterConnector remoteURI="tcp://remotehost:62001" userName="Rob" password="Davies"/>
</services>

此外，可以配置 shutdownOnMasterFailure 項，表示主節點失效後安全關閉，保證沒有消息丟失，允許管理員維護一個新的從節點。

3.共用存儲主從模式

允許多個代理共用存儲，但任意時刻只有一個是活動的。這種情況下，當主節點失效時，無需人工干預來維護應用的完整性。另外一個好處就是沒有從節點數的限制。

有兩種細分模式：

（1）基於資料庫

它會獲取一個表上的排它鎖，以確保沒有其他 ActiveMQ 代理可以同時訪問資料庫。其他未獲得鎖的代理則處於輪詢狀態，就會被當做是從節點，不會開啟傳輸也不會接受連接。


（2）基於文件系統

需要獲取分散式共用文件鎖，linux 系統下推薦用 GFS2。

看到這些乾貨，成小胖欣喜若狂一邊聽一邊記，等老王講完後他還沒記完。而老王則趁機喝了杯鐵觀音潤潤嗓子。

在記錄完老王所講的部署模式後，成小胖也不好意思再讓老王繼續講下去了，畢竟他知道老王常年加班腰間盤突出，不能長時間站著。

“王哥您坐著休息下，我再給您講講我所理解的 ActiveMQ 的網路連接，中不中？”

“中。沒事兒，我身體好著呢~”老王知道成小胖擔心他的腰，但他還是那個倔脾氣。成小胖也不敢多耽誤時間，立馬開講。

1.代理網路

支持將 ActiveMQ 消息代理鏈接到不同拓撲，這就是被人們熟知的代理網路。

ActiveMQ 網路使用存儲和轉發的概念，其中消息總是存儲在本地代理中，然後通過網路轉發到另一個代理。


當連接建立後，遠程代理將把包含其所有持久和活動消費者目的地的信息傳遞給本地代理，本地代理根據信息決定遠程代理感興趣的 Message 並將它發送給遠程代理。

如果希望網路是雙向的，您可以使用網路連接器將遠程代理配置為指向本地代理，或將網路連接器配置為雙工，以便雙向發送消息。 

<networkConnectors>
        <networkConnector uri="static://(tcp://backoffice:61617)"
                              name="bridge"
                              duplex="true"
                              conduitSubscriptions="true"
                              decreaseNetworkConsumerPriority="false">
        </networkConnector>
</networkConnectors>

註意，配置的順序很重要：

    1.網路連接——需要在消息存儲前建立好連接，對應 networkConnectors 元素
    2.消息存儲——需要在傳輸前配置好，對應 persistenceAdapter 元素
    3.消息傳輸——最後配置，對應 transportConnectors 元素

2.網路發現

（1）動態發現

使用多播來支持網路動態發現。配置如下： 

<networkConnectors>
　　　　<networkConnector uri="multicast://default"/>
</networkConnectors>

其中，multicast:// 中的預設名稱表示該代理所屬的組。因此使用此方式時，強烈推薦你使用一個獨特的組名，避免你的代理連接到其他不相關代理。

（2）靜態發現

靜態發現接受代理 URI 列表，並將嘗試按列表中確定的順序連接到遠程代理。

<networkConnectors>
　　　　<networkConnector uri="static:(tcp://remote-master:61617,tcp://remote-slave:61617)"/>
</networkConnectors>

相關配置如下：

  • initialReconnectDelay：預設值1000，表示嘗試連接前的時延。
  • maxReconnectDelay：預設值30000，表示連接失敗後到重新建立連接之間的時延，僅在 useExponentialBackOff 啟用時生效。
  • useExponentialBackOff：預設值 true，如果啟用，表示每次失敗後增加重建連接的時延。
  • backOffMultiplier：預設值2，表示啟用 useExponentialBackOff 後每次的時延增量需要註意的是，網路連接將始終嘗試建立到遠程代理的連接。

需要註意的是，網路連接將始終嘗試建立到遠程代理的連接。

（3）多連接場景


當網路負載高時，使用多連接很有意義。但是你需要確保不會重覆傳遞消息，這可以通過過濾器來實現。

<networkConnectors>
　　　　<networkConnector uri="static://(tcp://remotehost:61617)"
                              name="queues_only"
                              duplex="true"
　　　　　　　　<excludedDestinations>
　　　　　　　　　　　　<topic physicalName=">"/>
　　　　　　　　</excludedDestinations>
　　　　</networkConnector>
　　　　<networkConnector uri="static://(tcp://remotehost:61617)"
                              name="topics_only"
                              duplex="true"
　　　　　　　　<excludedDestinations>
　　　　　　　　　　　　<queue physicalName=">"/>
　　　　　　　　</excludedDestinations>
　　　　</networkConnector>
</networkConnectors>

講完後成小胖如釋重負，因為上面這些知識點雖然看起來很少，但他卻花了很多時間看了很多英文資料，同時反覆實踐才理解透的呢。

在成小胖講的這段時間，老王一直坐在轉椅上，這會兒他的腰也舒服了很多。老王站起來拍了拍成小胖的肩膀：“這個知識點雖然理解起來有點晦澀，但是你解釋得還是挺不錯的。通過今天的交流，可以看出你對 ActiveMQ 的基礎知識有了不錯的掌握，今後呢還是要多加深入實踐，這樣才能使用它提供高質量的服務。”

老王的手機突然響了，是要去開會了：“今天就到這兒吧，我有個會議要參加。”

“好，謝謝王哥的耐心指導。希望你多註意身體。”

老王鬼魅的一笑：“嗯，放心吧，隔壁有對年輕人剛結婚，聽Ta們說最近想要個小baby，所以我肯定會保養好自己的身體的。”

成小胖：“……”

“哈哈，開玩笑的！”

“……”

 


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