MQ（ActiveMQ）原理及介绍

时间  2020-07-15 标签 activemq 原理 介绍

1、概述

ActiveMQ 是Apache出品，最流行的，能力强劲的开源消息总线。ActiveMQ 是一个彻底支持JMS1.1和J2EE 1.4规范的 JMS Provider实现，尽管JMS规范出台已是好久的事情了，可是JMS在当今的J2EE应用中间仍然扮演着特殊的地位。前端

在介绍activemq以前，先简单介绍JMS，它是J2EE的13个规范之一，提供的是消息中间件的规范。
１、JMS包括如下基本构件：java

  1. 链接工厂，
    是客户用来建立链接的对象，ActiveMQ提供的是ActiveMQConnectionFactory；
  2. 链接connection；
  3. 会话session，是发送和接收消息的上下文，用于建立消息生产者，消息消费者，相比rocketMQ会话session是提供事务性的；
  4. 目的地destination，指定生产消息的目的地和消费消息的来源对象；
  5. 生产者，由会话建立的对象。
  6. 消费者，由会话建立的对象。

２、消息通讯机制
点对点模式，每一个消息只有1个消费者，它的目的地称为queue队列；
发布/订阅模式，每一个消息能够有多个消费者，并且订阅一个主题的消费者，只能消费自它订阅以后发布的消息。
消息确认机制
Session.AUTO_ACKNOWLEDGE，直接使用receive方法。Session.CLIENT_ACKNOWLEDGE，经过消息的acknowledge 方法确认消息。Session.DUPS_ACKNOWLEDGE，该选择只是会话迟钝第确认消息的提交。若是JMS provider 失败，那么可能会致使一些重复的消息。若是是重复的消息，那么JMS provider 必须把消息头的JMSRedelivered 字段设置为true。web

2、特性

⒈ 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
⒉ 彻底支持JMS1.1和J2EE 1.4规范 （持久化，XA消息，事务)
⒊ 对Spring的支持，ActiveMQ能够很容易内嵌到使用Spring的系统里面去，并且也支持Spring2.0的特性
⒋ 经过了常见J2EE服务器（如 Geronimo,JBoss 4,GlassFish,WebLogic)的测试，其中经过JCA 1.5 resource adaptors的配置，可让ActiveMQ能够自动的部署到任何兼容J2EE 1.4 商业服务器上
⒌ 支持多种传送协议：in-VM,TCP,SSL,NIO,UDP,JGroups,JXTA
⒍ 支持经过JDBC和journal提供高速的消息持久化
⒎ 从设计上保证了高性能的集群，客户端-服务器，点对点
⒏ 支持Ajax
⒐ 支持与Axis的整合
⒑ 能够很容易的调用内嵌JMS provider，进行测试数据库

3、安装（先使用ActiveMQ，而后讲原理）

参考我之前文章MQ（message queue）使用 Spring整合 MQ下载 五分钟上手使用 注：文档连接为SpringBoot整合ActiveMQ教程　文章开头为安装教程附下载apache

4、实现（先使用ActiveMQ，而后讲原理）

使用JMS原生API编写测试类，向消息中间件写入消息的开发步骤：服务器

1 建立链接工厂
2 建立链接
3 启动链接
4 创建会话
5 建立队列
6 建立生产者
7 建立消息
8 发送消息
9 提交网络

  1. 导入依赖
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.activemq</groupId>
        <artifactId>activemq-all</artifactId>
        <version>5.14.0</version>
    </dependency>
</dependencies>
  • 编写生产者类
import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;

import javax.jms.*;

public class ActiveMQProducter {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 链接工厂
        // 使用默认用户名、密码、路径
        // 由于：底层实现：final String defaultURL = "tcp://" + DEFAULT_BROKER_HOST + ":" + DEFAULT_BROKER_PORT;
        // 因此：路径 tcp://host:61616
        //1 建立链接工厂
        ActiveMQConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory();
        //2 建立链接
        Connection connection = connectionFactory.createConnection();
        //3 打开链接
        connection.start();
        //4 建立会话
        //第一个参数：是否开启事务
        //第二个参数：消息是否自动确认
        Session session = connection.createSession(true, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
        //建立队列
        Queue queue = session.createQueue("hello20181119");
        //5 建立生产者
        MessageProducer producer = session.createProducer(queue);
        //6 建立消息
        Message message = session.createTextMessage("helloworld");
        //7 发送消息
        producer.send(message);

        //8 关闭消息
        session.commit();
        producer.close();
        session.close();
        connection.close();
        System.out.println("消息生产成功");
    }
}

运行后结果 默认tcp链接activeMQ端口 61616 ！！！ 程序链接端口
在这里插入图片描述
查看网页 网页使用端口8161访问session

访问：http://localhost:8161/ 点击：Manage ActiveMQ broker
用户名和密码 都是　admin架构

在这里插入图片描述
消费前：表示没有消费 有一个消息在队列中
在这里插入图片描述并发

  • 编写消费者
import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;

import javax.jms.*;

public class ActiveMQConsumer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //建立链接工厂
        ActiveMQConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory();
        //建立链接
        Connection connection = connectionFactory.createConnection();
        //开启链接
        connection.start();
        //建立会话
        /** 第一个参数，是否使用事务
         若是设置true，操做消息队列后，必须使用 session.commit();
         若是设置false，操做消息队列后，不使用session.commit();
         */
        Session session = connection.createSession(true, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
        //建立队列
        Queue queue = session.createQueue("hello20181119");
        //建立消费者
        MessageConsumer consumer = session.createConsumer(queue);
        while(true){
            //失效时间，若是10秒内没有收到新的消息，说明没有消息存在，此时能够退出当前循环
            TextMessage message = (TextMessage) consumer.receive(10000);
            if(message!=null){
                System.out.println(message.getText());
            }else {
                break;
            }
        }

        //关闭链接
        session.commit();
        session.close();
        connection.close();

        System.out.println("消费结束0");
    }
}

注意：测试的时候必定先启动消费者，而后再启动生产者（Ｑueue队列）
查看控制台，发现信息已经被消费
在这里插入图片描述
查看网页
在这里插入图片描述

  • 监听器消费消息
// 使用监听器消费
public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 链接工厂
    // 使用默认用户名、密码、路径
    // 路径 tcp://host:61616
    ConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory();
    // 获取一个链接
    Connection connection = connectionFactory.createConnection();
    // 开启链接
    connection.start();
    // 创建会话
    // 第一个参数，是否使用事务，若是设置true，操做消息队列后，必须使用 session.commit();
    Session session = connection.createSession(false,Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
    // 建立队列或者话题对象
    Queue queue = session.createQueue("hello20181119");
    // 建立消费者
    MessageConsumer messageConsumer = session.createConsumer(queue);

    messageConsumer.setMessageListener(new MessageListener() {
        // 每次接收消息，自动调用 onMessage
        public void onMessage(Message message) {
            TextMessage textMessage = (TextMessage) message;
            try {
                System.out.println(textMessage.getText());
            } catch (JMSException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    });
    //此时，不能让程序结束，若是结束，监听就结束了
    while (true) {
        // 目的：不能让程序死掉
    }
}

5、一、消息队列应用场景

如下介绍消息队列在实际应用中经常使用的使用场景。

异步处理，应用解耦，流量削锋和消息通信四个场景

异步处理

场景说明：用户注册后，须要发注册邮件和注册短信。传统的作法有两种:

1.串行的方式；2.并行方式

（1）串行方式：将注册信息写入数据库成功后，发送注册邮件，再发送注册短信。以上三个任务所有完成后，返回给客户端
在这里插入图片描述

（2）并行方式：将注册信息写入数据库成功后，发送注册邮件的同时，发送注册短信。以上三个任务完成后，返回给客户端。与串行的差异是，并行的方式能够提升处理的时间
在这里插入图片描述
假设三个业务节点每一个使用50毫秒钟，不考虑网络等其余开销，则串行方式的时间是150毫秒，并行的时间多是100毫秒。

由于CPU在单位时间内处理的请求数是必定的，假设CPU在1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）

小结：如以上案例描述，传统的方式系统的性能（并发量，吞吐量，响应时间）会有瓶颈。如何解决这个问题呢？

引入消息队列，将不是必须的业务逻辑，异步处理。改造后的架构以下：

在这里插入图片描述

按照以上约定，用户的响应时间至关因而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，所以写入消息队列的速度很快，基本能够忽略，所以用户的响应时间多是50毫秒。所以架构改变后，系统的吞吐量提升到每秒20 QPS。比串行提升了3倍，比并行提升了2倍

应用解耦

场景说明：用户下单后，订单系统须要通知库存系统。传统的作法是，订单系统调用库存系统的接口。以下图 以我作的项目举例

在这里插入图片描述

传统模式的缺点：

l 假如库存系统没法访问，则订单减库存将失败，从而致使订单失败

l 订单系统与库存系统耦合

如何解决以上问题呢？引入应用消息队列后的方案，以下图：

在这里插入图片描述

  • 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pub/sub(发布/订阅)的方式，获取下单信息，库存系统根据下单信息，进行库存操做

  • 假如：在下单时库存系统不能正常使用。也不影响正常下单，由于下单后，订单系统写入消息队列就再也不关心其余的后续操做了。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经常使用场景，通常在秒杀或团抢活动中使用普遍

应用场景：秒杀活动，通常会由于流量过大，致使流量暴增，应用挂掉。为解决这个问题，通常须要在应用前端加入消息队列。

  • 能够控制活动的人数
  • 能够缓解短期内高流量压垮应用

在这里插入图片描述

  • 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，再作后续处理

日志处理

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

在这里插入图片描述

  • 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
    在这里插入图片描述
    (1)Kafka：接收用户日志的消息队列

(2)Logstash：作日志解析，统一成JSON输出给Elasticsearch

(3)Elasticsearch：实时日志分析服务的核心技术，一个schemaless，实时的数据存储服务，经过index组织数据，兼具强大的搜索和统计功能

(4)Kibana：基于Elasticsearch的数据可视化组件，超强的数据可视化能力是众多公司选择ELK stack的重要缘由

消息通信

消息通信是指，消息队列通常都内置了高效的通讯机制，所以也能够用在纯的消息通信。好比实现点对点消息队列，或者聊天室等

点对点通信：

在这里插入图片描述

客户端A和客户端B使用同一队列，进行消息通信。

聊天室通信：

在这里插入图片描述

客户端A，客户端B，客户端N订阅同一主题，进行消息发布和接收。实现相似聊天室效果。

以上实际是消息队列的两种消息模式，点对点或发布订阅模式。模型为示意图，供参考。

二、JMS消息服务

消息队列的JAVAEE规范JMS 。JMS（Java Message Service,java消息服务）API是一个消息服务的标准/规范，容许应用程序组件基于JavaEE平台建立、发送、接收和读取消息。它使分布式通讯耦合度更低，消息服务更加可靠以及异步性。

2.1 消息模型

在JMS标准中，有两种消息模型P2P（Point to Point）,Publish/Subscribe(Pub/Sub)。

2.2 P2P模式-队列模式

在这里插入图片描述

P2P模式包含三个角色：消息队列（Queue），发送者(Sender)，接收者(Receiver)。每一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。

P2P的特色

l 每一个消息只能被一个消费者（Consumer）消费(即一旦被消费，消息就再也不存在于消息队列中)

l 发送者和接收者之间在时间上没有依赖性，也就是说当发送者发送了消息以后，无论接收者有没有正在运行，它不会影响到消息被发送到队列

l 接收者在成功接收消息以后需向队列应答成功

若是但愿发送的每一个消息都会被成功处理的话，那么须要P2P模式。

2.3 Pub/Sub模式–广播/主题模式

在这里插入图片描述

包含三个角色主题（Topic），发布者（Publisher），订阅者（Subscriber） 多个发布者将消息发送到Topic,系统将这些消息传递给多个订阅者。

Pub/Sub的特色

  • 每一个消息能够有多个消费者
  • 发布者和订阅者之间有时间上的依赖性。针对某个主题（Topic）的订阅者，它必须建立一个订阅者以后，才能消费发布者的消息
  • 为了消费消息，订阅者必须保持运行的状态

为了缓和这样严格的时间相关性，JMS容许订阅者建立一个可持久化的订阅。这样，即便订阅者没有被激活（运行），它也能接收到发布者的消息。

若是但愿发送的消息能够被多个消费者处理的话，那么能够采用Pub/Sub模型。

3.消息消费方式

在JMS中，消息的产生和消费都是异步的。对于消费来讲，JMS的消息者能够经过两种方式来消费消息。

（1）同步
订阅者或接收者经过receive方法来接收消息，receive方法在接收到消息以前（或超时以前）将一直阻塞；

（2）异步
订阅者或接收者能够注册为一个消息监听器。当消息到达以后，系统自动调用监听器的onMessage方法。

祝你幸福
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附图 QQ空间看到的一句话
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