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如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？

来源：www.45fan.com  2016-08-29 18:47:49

如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？

异步进程通信是面向服务架构(SOA)一个重要的组成部分，因为企业里很多系统通信，特别是与外部组织间的通信，实质上都是异步的。Java消息服务(JMS)是用于编写使用异步消息传递的JEE应用程序的API。传统的使用JMS API进行消息传递的实现包括多个步骤，例如JNDI查询队列连接工厂和Queue资源，在实际发送和接收消息前创建一个JMS会话。

Spring框架则简化了使用JEE组件(包括JMS)的任务。它提供的模板机制隐藏了典型的JMS实现的细节，这样开发人员可以集中精力放在处理消息的实际工作中，而不用担心如何去创建，访问或清除JMS资源。

本文将对Spring JMS API作一个概述，并通过一个运行在JBoss MQ服务器上的web例程来介绍如何使用Spring JMS API来异步处理（发送和接收）消息。我将通过传统JMS实现和Spring JMS实现两者间的比较，来展示使用Spring JMS处理消息是如何的简单和灵活。

异步消息传递和面向服务架构

在现实中，大多数web请求都是同步处理的。例如，当用户要登入一个网站，首先输入用户名和密码，然后服务器验证登录合法性。如果验证成功，程序将允许该用户进入网站。这里，登录请求在从客户端接收以后被即时处理了。信用卡验证是另一个同步处理的例子；只有服务器证实输入的信用卡号是有效的，同时客户在帐户上有足够的存款，客户才被允许继续操作。但是让我们思考一下在顺序处理系统上的支付结算步骤。一旦系统证实该用户信用卡的信息是准确的，并且在帐户上有足够的资金，就不必等到所有的支付细节落实、转账完成。支付结算可以异步方式进行，这样客户可以继续进行核查操作。

需要比典型同步请求耗费更长时间的请求，可以使用异步处理。另一个异步处理的例子是，在本地贷款处理程序中，提交至自动承销系统（AUS）的信用请求处理过程。当借方提交贷款申请后，抵押公司会向AUS发送请求，以获取信用历史记录。由于这个请求要求得到全面而又详细的信用报告，包括借方现今和过去的帐户，最近的付款和其他财务资料，服务器需要耗费较长的时间（几小时或着有时甚至是几天）来对这些请求作出响应。客户端程序（应用）要与服务器连接并耗费如此长的时间来等待结果，这是毫无意义的。因此通信应该是异步发生的；也就是，一旦请求被提交，它就被放置在队列中，同时客户端与服务器断开连接。然后 AUS服务从指定的队列中选出请求进行处理，并将处理得到的消息放置在另一个消息队列里。最后，客户端程序从这个队列中选出处理结果，紧接着处理这个信用历史数据。

JMS

如果您使用过JMS代码，您会发现它与JDBC或JCA很像。它所包含的样本代码创建或JMS资源对象回溯，使得每一次您需要写一个新类来发送和接收消息时，都具有更好的代码密集性和重复性。以下序列显示了传统JMS实现所包括的步骤：

  1. 创建JNDI初始上下文（context）。
  2. 从JNDI上下文获取一个队列连接工厂。
  3. 从队列连接工厂中获取一个Quene。
  4. 创建一个Session对象。
  5. 创建一个发送者（sender）或接收者（receiver）对象。
  6. 使用步骤5创建的发送者或接收者对象发送或接收消息。
  7. 处理完消息后，关闭所有JMS资源。
您可以看到，步骤6是处理消息的唯一地方。其他步骤都只是管理与实际业务要求无关的JMS资源，但是开发人员必须编写并维护这些额外步骤的代码。

Spring JMS

Spring框架提供了一个模板机制来隐藏Java APIs的细节。JEE开发人员可以使用JDBCTemplate和JNDITemplate类来分别访问后台数据库和JEE资源（数据源，连接池）。 JMS也不例外。Spring提供JMSTemplate类，因此开发人员不用为一个JMS实现去编写样本代码。接下来是在开发JMS应用程序时 Spring所具有一些的优势。

  1. 提供JMS抽象API，简化了访问目标（队列或主题）和向指定目标发布消息时JMS的使用。
  2. JEE开发人员不需要关心JMS不同版本（例如JMS 1.0.2与JMS 1.1）之间的差异。
  3. 开发人员不必专门处理JMS异常，因为Spring为所有JMS异常提供了一个未经检查的异常，并在JMS代码中重新抛出。
一旦您在JMS应用程序中开始使用Spring，您将会欣赏到它在处理异步消息传递上的简便。Spring JMS框架提供多种Java类，可以轻松实现JMS应用。表1列出了这些类的一部分。

表1. Spring JMS类

类名 包 功能
JmsException org.springframework.jms 只要发生一个JMS异常，Spring框架就会抛出异常，这个类是这些所抛出的异常的基（抽象）类。
JmsTemplate, JmsTemplate102 org.springframework.jms.core 这些是辅助类，用于简化JMS的使用，处理JMS资源（如连接工厂，目标和发送者/接收者对象）的创建和释放。JmsTemplate102是JmsTemplate的子类，使用JMS1.0.2规范
MessageCreator org.springframework.jms.core 这是JmsTemplate类使用的回叫接口，它为指定的会话创建JMS消息。
MessageConverter org.springframework.jms.support.converter 这个接口充当一个抽象，用来在Java对象与JMS消息之间进行转换。
DestinationResolver org.springframework.jms.support.destination 这是JmsTemplate用来解析目标名的接口。该接口的默认实现是DynamicDestinationResolver和JndiDestinationResolve

在接下来的部分，我将详细解释表1所列的一部分类（例如JmsTemplate，DestinationResolver和MessageConverter）。

JMSTemplate

JmsTemplate提供了几种辅助方法，用来执行一些基本操作。要开始使用JmsTemplate前，您需要知道JMS供应商支持哪个JMS规范，JBoss AS 4.0.2和WebLogic 8.1服务器支持JMS 1.0.2规范。WebLogic Server 9.0包括了对JMS 1.1规范的支持。JMS 1.1统一了点对点（PTP）和发布/订阅（Pub/Sub）域的编程接口。这种改变的结果就是，开发人员可以创建一个事务会话，然后在这同一个JMS会话里，可以从一个Queue(PTP)中接收消息，同时发送另一个消息到一个Topic(Pub/Sub)。JMS 1.1向后兼容JMS 1.0，应此根据JMS 1.0编写的代码仍可以适用于JMS 1.1。

JmsTemplate提供多种发送和接收消息的方法。表2列出了这些方法的一部分。

表2. JMS template方法

方法名称 功能
send 发送消息至默认或指定的目标。JmsTemplate包含send方法，它通过javax.jms.Destination或JNDI查询来指定目标。
receive 从默认或指定的目标接收消息，但只会在指定的时间后传递消息。我们可以通过receiveTimeout属性指定超时时间。
convertAndSend 这个方法委托MessageConverter接口实例处理转换过程，然后发送消息至指定的目标。
receiveAndConvert 从默认或指定的目标接收消息。并将消息转换为Java对象。

目标可以通过JNDI上下文保存和获龋当配置Spring程序上下文（application context）时，我们可以用JndiObjectFactoryBean类取得对JMS的引用。DestinationResolver接口是用来把目标名称解析成JMS目标，当应用程序存在大量目标时，这是非常有用的。DynamicDestinationResolver (DestinationResolver的默认实现)是用来解析动态目标的。

MessageConverter接口定义了将Java对象转换为JMS消息的约定。通过这个转换器，应用程序代码可以集中于处理事务对象，而不用为对象如何表示为JMS消息这样的内部细节所困饶。 SimpleMessageConverter(和SimpleMessageConverter102)是MessageConverter的默认实现。可使用它们分别将String转换为JMS TextMessage，字节数组(byte[])转换为JMS BytesMessage，Map转换为JMS MapMessage，和Serializable对象转换为JMS ObjectMessage。您也可以编写自定义的MessageConverter实例，通过XML绑定框架（例如JAXB， Castor，Commons Digester，XMLBeans或XStream），来实现XML文档到TextMessage对象的转换。

示例程序

我将用一个贷款申请处理系统（命名为LoanProc）示例来演示如何在JMS应用程序中使用Spring。作为贷款申请的一部分， LoanProc通过发送贷款详情（贷款ID，借方名字，借方的SSN，贷款期限和贷款数额），从AUS系统获得信用历史详情。为了简便起见，我们基于两个基本参数来表示信用历史详情：信用分数（又名FICO得分）和贷款数额。让我们假设处理信用检查请求是按以下业务规则进行的：

  1. 如果贷款数额等于或低于$500,000，借方必须至少有一个"好"的信用（也就是，借方的FICO得分在680到699之间）。
  2. 如果贷款数额高于$500,000，借方必须至少有"很好"的信用，意味着借方的信用得分要高于700。

贷款申请使用案例

信用请求处理使用案例包括以下几个步骤：

  1. 用户在贷款申请页面输入贷款详情并提交贷款申请。
  2. 发送请求到一个名为CreditRequestSendQueue的消息队列。然后程序发送贷款详情到AUS系统，获取信用历史详情。
  3. AUS系统从队列中挑出贷款详情，并使用贷款参数从它的数据库中获取信用历史信息。
  4. 然后AUS将找到的借方的信用历史信息创建一个新的消息，发送到一个新的名为CreditRequestReceiveQueue的消息队列。
  5. 最后，LoanProc从接收队列中选出响应消息，处理贷款申请来决定是否批准或否决申请。

在这个例程中，两个消息队列都配置在同一个JBoss MQ server上。使用案例用图1的序列图（SequenceDiagram）表示

如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？

图1.贷款处理程序的序列图 (单击截图来查看完整视图)

下面的表3显示了在例程中我所使用的不同技术和开源框架，并按应用逻辑层排列。

表3. 在JMS应用程序中使用的框架

逻辑层 技术/框架
MVC Spring MVC
Service Spring Framework (version 2.1)
JMS API Spring JMS
JMS Provider JBoss MQ (version 4.0.2)
JMS Console Hermes
IDE Eclipse 3.1

使用Hermes设置JMS资源

为了异步处理消息，首先我们需要消息队列发送和接收消息。我们可以用Jboss里的配置XML文件创建一个新的消息队列，然后使用JMS控制台浏览队列的详细情况。清单1显示了配置JMS的XML配置代码片断（这个应该加入到jbossmq- destinations-service.xml文件，位于%JBOSS_HOME%/server/all/deploy-hasingleton/ jm文件夹下。）

清单1.JBoss MQ Server上JMS队列的配置

<!-- Credit Request Send Queue -->
<mbean code="org.jboss.mq.server.jmx.Queue"
 name="jboss.mq.destination:service=Queue,name=CreditRequestSendQueue">
 <depends optional-attribute-name="DestinationManager">
 jboss.mq:service=DestinationManager
 </depends>
</mbean>

<!-- Credit Request Receive Queue -->
<mbean code="org.jboss.mq.server.jmx.Queue"
 name="jboss.mq.destination:service=Queue,name=CreditRequestReceiveQueue">
 <depends optional-attribute-name="DestinationManager">
 jboss.mq:service=DestinationManager
 </depends>
</mbean>

现在，让我们看看如何使用一个名为Hermes的JMS工具来浏览消息队列。Hermes是一个Java Swing应用程序，它可以创建、管理和监视JMS提供商（例如JBossMQ，WebSphereMQ，ActiveMQ和Arjuna服务器）里的JMS目标。从它的网站上下载Hermes，解压缩.zip文件到本地目录（例如，c:/dev/tools/hermes）。一旦安装完成，双击文件hermes.bat（位于bin文件夹下）启动程序。

要在Hermes里配置JBossMQ服务器，请参考Hermes网站上的这个演示。它有着出色的step-by-step可视化指示来配置JBoss MQ。当配置一个新的JNDI初始上下文时，请输入下面的信息。

  • providerURL = jnp://localhost:1099
  • initialContextFactory = org.jnp.interfaces.NamingContextFactory
  • urlPkgPrefixes = org.jnp.interfaces:org.jboss.naming
  • securityCredentials = admin
  • securityPrincipal = admin

当您创建新的目标时，请输入queue/CreditRequestSendQueue和queue/CreditRequestReceiveQueue。图2显示了JMS控制台的主窗口，其中有为JMS例程创建的新的消息队列。

如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？

图 2. Hermes中所有目标的截图.（单击截图来查看完整视图）

下面的图3显示了在从消息发送者类发送消息到CreditRequestSendQueue后，Hermes JMS控制台及消息队列的截图。您可以看见有5个消息在队列中，控制台显示了消息详情，例如消息ID，消息目标，时间戳和实际的消息内容。

如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？

图 3. Hermes中所有队列的截图.（单击截图来查看完整视图）

在例程中使用的队列名称和其他JMS和JNDI参数见表 4。

表4. Spring JMS配置参数

参数名称 参数值
Initial Context Factory org.jnp.interfaces.NamingContextFactory
Provider URL localhost:8080
Initial Context Factory URL Packages org.jnp.interfaces:org.jboss.naming
Queue Connection Factory UIL2ConnectionFactory
Queue Name queue/CreditRequestSendQueue, queue/CreditRequestReceiveQueue

Spring配置

既然我们已经有了运行例程所需要的JMS目标，现在该了解用XML Spring配置文件（名为spring-jms.xml）来组配JMS组件的具体细节了。这些组件是根据Inversion of Controller (IOC)设计模式里的设置方式注入原则（setter injection principle），用JMS对象实例类组配的。让我们详细查看这些组件，并为每一个JMS组件演示一段XML配置代码。

JNDI上下文是取得JMS资源的起始位置，因此首先我们要配置JNDI模板。清单2显示了名为jndiTemplate的Spring bean，其中列有JNDI初始上下文所必需的常用参数。

清单2. JNDI上下文模板

<bean id="jndiTemplate" class="org.springframework.jndi.JndiTemplate">
  <property name="environment">
    <props>
      <prop key="java.naming.factory.initial">
        org.jnp.interfaces.NamingContextFactory
      </prop>
      <prop key="java.naming.provider.url">
        localhost
      </prop>
      <prop key="java.naming.factory.url.pkgs">
        org.jnp.interfaces:org.jboss.naming
      </prop>
    </props>
  </property>
</bean>

接着，我们配置队列连接工厂。清单3显示了队列连接工厂的配置。

清单3. JMS队列连接工厂配置

<bean id="jmsQueueConnectionFactory"
   class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
  <property name="jndiTemplate">
    <ref bean="jndiTemplate"/>
  </property>
  <property name="jndiName">
    <value>UIL2ConnectionFactory</value>
  </property>
</bean>

我们定义2个JMS目标来发送和接收消息。详情见清单4和5。

清单4. 发送队列配置

<bean id="sendDestination"
  class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
  <property name="jndiTemplate">
    <ref bean="jndiTemplate"/>
  </property>
  <property name="jndiName">
    <value>queue/CreditRequestSendQueue</value>
  </property>
</bean>

清单5. 接收队列配置

<bean id="receiveDestination"
  class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
  <property name="jndiTemplate">
    <ref bean="jndiTemplate"/>
  </property>
  <property name="jndiName">
    <value>queue/CreditReqeustReceiveQueue</value>
  </property>
</bean>

然后我们再来配置JmsTemplate组件。在例程中我们使用JmsTemplate102。同时使用defaultDestination属性来指定JMS目标。

清单6. JMS模板配置

<bean id="jmsTemplate" 
   class="org.springframework.jms.core.JmsTemplate102">
  <property name="connectionFactory">
    <ref bean="jmsQueueConnectionFactory"/>
  </property>
  <property name="defaultDestination">
    <ref bean="destination"/>
  </property>
  <property name="receiveTimeout">
    <value>30000</value>
  </property>
</bean>

最后我们配置发送者和接收者组件。清单7和8分别是Sender 和 Receiver对象的配置。

清单7. JMS Sender配置

<bean id="jmsSender" class="springexample.client.JMSSender">
  <property name="jmsTemplate">
    <ref bean="jmsTemplate"/>
  </property>
</bean>

清单8. JMS Receiver配置

<bean id="jmsReceiver" class="springexample.client.JMSReceiver">
  <property name="jmsTemplate">
    <ref bean="jmsTemplate"/>
  </property>
</bean>

测试及监视

我写了一个测试类，命名为LoanApplicationControllerTest，用来测试LoanProc程序。我们可以使用这个类来设定贷款参数以及调用信用请求服务类。

让我们看一下不使用Spring JMS API而使用传统JMS开发途径的消息发送者实例。清单9显示了MessageSenderJMS类里的sendMessage方法，其中包含了使用JMS API处理消息的所有必需步骤。

清单9. 传统JMS实例

public void sendMessage() {

  queueName = "queue/CreditRequestSendQueue";
  System.out.println("Queue name is " + queueName);

  /*
   * Create JNDI Initial Context
   */
  try {
    Hashtable env = new Hashtable();
    env.put("java.naming.factory.initial",
      "org.jnp.interfaces.NamingContextFactory");
    env.put("java.naming.provider.url","localhost");
    env.put("java.naming.factory.url.pkgs",
      "org.jnp.interfaces:org.jboss.naming");

    jndiContext = new InitialContext(env);
  } catch (NamingException e) {
    System.out.println("Could not create JNDI API " +
      "context: " + e.toString());
  }

  /*
   * Get queue connection factory and queue objects from JNDI context.
   */
  try {
    queueConnectionFactory = (QueueConnectionFactory)
    jndiContext.lookup("UIL2ConnectionFactory");

    queue = (Queue) jndiContext.lookup(queueName);
  } catch (NamingException e) {
    System.out.println("JNDI API lookup failed: " +
      e.toString());
  }

  /*
   * Create connection, session, sender objects.
   * Send the message.
   * Cleanup JMS connection.
   */
  try {
    queueConnection =
      queueConnectionFactory.createQueueConnection();
    queueSession = queueConnection.createQueueSession(false,
        Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
    queueSender = queueSession.createSender(queue);
    message = queueSession.createTextMessage();
    message.setText("This is a sample JMS message.");
    System.out.println("Sending message: " + message.getText());
    queueSender.send(message);

  } catch (JMSException e) {
    System.out.println("Exception occurred: " + e.toString());
  } finally {
    if (queueConnection != null) {
      try {
        queueConnection.close();
      } catch (JMSException e) {}
    }
  }
}

现在，我们来看看使用了Spring的消息发送者实例。清单10显示了MessageSenderSpringJMS类中send方法的代码。

清单10. 使用Spring API的JMS实例

public void send() {
  try {
    ClassPathXmlApplicationContext appContext = new ClassPathXmlApplicationContext(new String[] {
        "spring-jms.xml"});

    System.out.println("Classpath loaded");

    JMSSender jmsSender = (JMSSender)appContext.getBean("jmsSender");

    jmsSender.sendMesage();

    System.out.println("Message sent using Spring JMS.");
  } catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
  }
}

如您所见，通过使用配置文件，所有与管理JMS资源有关的步骤都将交由Spring容器处理。我们只需引用一个JMSSender对象，然后调用对象里的sendMessage方法。

结束语

在本文中，我们看到Spring框架是如何使用JMS API简化异步消息传递。Spring去掉了所有使用JMS处理消息所必需的样本代码（例如得到一个队列连接工厂，从Java代码里创建队列和会话对象，在运行时使用配置文件对它们进行组配）。我们可以动态的交换JMS资源对象，而不必修改任何Java代码，这要感谢Inversion of Control (IOC) 原则的力量。

既然异步消息传递是SOA框架的整体构成部分，Spring很适合纳入到SOA工具集。此外，JMS管理工具（如Hermes）使得创建、管理和监督JMS资源变得容易，特别是对于系统管理员来说。

参考资料

  • 本文配套的示例代码
  • Spring JMS documentation
  • "1-2-3 Messaging with Spring JMS"
  • JBoss MQ wiki

原文出处:http://www.onjava.com/pub/a/onjava/2006/02/22/asynchronous-messaging-with-spring-jms.html

如何使用Spring JMS实现异步消息传递功能？
作者简介
  Srini Penchikala 是一位在Flagstar银行工作的信息系统学科问题专家。
 
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