使用Spring JMS輕鬆實現異步消息傳遞

 

 

　　異步進程通訊是面向服務架構(SOA)一個重要的組成部分，由於企業裏不少系統通訊，特別是與外部組織間的通訊，實質上都是異步的。Java消息服務(JMS)是用於編寫使用異步消息傳遞的JEE應用程序的API。傳統的使用JMS API進行消息傳遞的實現包括多個步驟，例如JNDI查詢隊列鏈接工廠和Queue資源，在實際發送和接收消息前建立一個JMS會話。

　　 Spring框架則簡化了使用JEE組件(包括JMS)的任務。它提供的模板機制隱藏了典型的JMS實現的細節，這樣開發人員能夠集中精力放在處理消息的實際工做中，而不用擔憂如何去建立，訪問或清除JMS資源。

　　 本文將對Spring JMS API做一個概述，並經過一個運行在JBoss MQ服務器上的web例程來介紹如何使用Spring JMS API來異步處理（發送和接收）消息。我將經過傳統JMS實現和Spring JMS實現二者間的比較，來展現使用Spring JMS處理消息是如何的簡單和靈活。

異步消息傳遞和麪向服務架構

　　在現實中，大多數web請求都是同步處理的。例如，當用戶要登入一個網站，首先輸入用戶名和密碼，而後服務器驗證登陸合法性。若是驗證成功，程序將容許該用戶進入網站。這裏，登陸請求在從客戶端接收之後被即時處理了。信用卡驗證是另外一個同步處理的例子；只有服務器證明輸入的信用卡號是有效的，同時客戶在賬戶上有足夠的存款，客戶才被容許繼續操做。可是讓咱們思考一下在順序處理系統上的支付結算步驟。一旦系統證明該用戶信用卡的信息是準確的，而且在賬戶上有足夠的資金，就沒必要等到全部的支付細節落實、轉帳完成。支付結算能夠異步方式進行，這樣客戶能夠繼續進行覈查操做。

　　 須要比典型同步請求耗費更長時間的請求，可使用異步處理。另外一個異步處理的例子是，在本地貸款處理程序中，提交至自動承銷系統（AUS）的信用請求處理過程。當借方提交貸款申請後，抵押公司會向AUS發送請求，以獲取信用歷史記錄。因爲這個請求要求獲得全面而又詳細的信用報告，包括借方現今和過去的賬戶，最近的付款和其餘財務資料，服務器須要耗費較長的時間（幾小時或着有時甚至是幾天）來對這些請求做出響應。客戶端程序（應用）要與服務器鏈接並耗費如此長的時間來等待結果，這是毫無心義的。所以通訊應該是異步發生的；也就是，一旦請求被提交，它就被放置在隊列中，同時客戶端與服務器斷開鏈接。而後AUS服務從指定的隊列中選出請求進行處理，並將處理獲得的消息放置在另外一個消息隊列裏。最後，客戶端程序從這個隊列中選出處理結果，緊接着處理這個信用歷史數據。

JMS

　　 若是您使用過JMS代碼，您會發現它與JDBC或JCA很像。它所包含的樣本代碼建立或JMS資源對象回溯，使得每一次您須要寫一個新類來發送和接收消息時，都具備更好的代碼密集性和重複性。如下序列顯示了傳統JMS實現所包括的步驟：

建立JNDI初始上下文（context）。 
從JNDI上下文獲取一個隊列鏈接工廠。 
從隊列鏈接工廠中獲取一個Quene。 
建立一個Session對象。 
建立一個發送者（sender）或接收者（receiver）對象。 
使用步驟5建立的發送者或接收者對象發送或接收消息。 
處理完消息後，關閉全部JMS資源。

        您能夠看到，步驟6是處理消息的惟一地方。其餘步驟都只是管理與實際業務要求無關的JMS資源，可是開發人員必須編寫並維護這些額外步驟的代碼。

Spring JMS

　　 Spring框架提供了一個模板機制來隱藏Java APIs的細節。JEE開發人員可使用JDBCTemplate和JNDITemplate類來分別訪問後臺數據庫和JEE資源（數據源，鏈接池）。JMS也不例外。Spring提供JMSTemplate類，所以開發人員不用爲一個JMS實現去編寫樣本代碼。接下來是在開發JMS應用程序時Spring所具備一些的優點。

提供JMS抽象API，簡化了訪問目標（隊列或主題）和向指定目標發佈消息時JMS的使用。 
JEE開發人員不須要關心JMS不一樣版本（例如JMS 1.0.2與JMS 1.1）之間的差別。 
開發人員沒必要專門處理JMS異常，由於Spring爲全部JMS異常提供了一個未經檢查的異常，並在JMS代碼中從新拋出。

        一旦您在JMS應用程序中開始使用Spring，您將會欣賞到它在處理異步消息傳遞上的簡便。Spring JMS框架提供多種Java類，能夠輕鬆實現JMS應用。表1列出了這些類的一部分。

　　 表1. Spring JMS類

 

 

類名	包	功能
JmsException	org.springframework.jms	只要發生一個JMS異常，Spring框架就會拋出異常，這個類是這些所拋出的異常的基（抽象）類。
JmsTemplate, JmsTemplate102	org.springframework.jms.core	這些是輔助類，用於簡化JMS的使用，處理JMS資源（如鏈接工廠，目標和發送者/接收者對象）的建立和釋放。JmsTemplate102是JmsTemplate的子類，使用JMS1.0.2規範
MessageCreator	org.springframework.jms.core	這是JmsTemplate類使用的回叫接口，它爲指定的會話建立JMS消息。
MessageConverter	org.springframework. jms.support.converter	這個接口充當一個抽象，用來在Java對象與JMS消息之間進行轉換。
DestinationResolver	org.springframework. jms.support.destination	這是JmsTemplate用來解析目標名的接口。該接口的默認實現是DynamicDestinationResolver和JndiDestinationResolve

 

 

　　在接下來的部分，我將詳細解釋表1所列的一部分類（例如JmsTemplate，DestinationResolver和MessageConverter）。

JMSTemplate

　　JmsTemplate提供了幾種輔助方法，用來執行一些基本操做。要開始使用JmsTemplate前，您須要知道JMS供應商支持哪一個JMS規範，JBoss AS 4.0.2和WebLogic 8.1服務器支持JMS 1.0.2規範。WebLogic Server 9.0包括了對JMS 1.1規範的支持。JMS 1.1統一了點對點（PTP）和發佈/訂閱（Pub/Sub）域的編程接口。這種改變的結果就是，開發人員能夠建立一個事務會話，而後在這同一個JMS會話裏，能夠從一個Queue(PTP)中接收消息，同時發送另外一個消息到一個Topic(Pub/Sub)。JMS 1.1向後兼容JMS 1.0，應此根據JMS 1.0編寫的代碼仍能夠適用於JMS 1.1。

　　 JmsTemplate提供多種發送和接收消息的方法。表2列出了這些方法的一部分。

　　 表2. JMS template方法

 

 

方法名稱	功能
send	發送消息至默認或指定的目標。JmsTemplate包含send方法，它經過javax.jms.Destination或JNDI查詢來指定目標。
receive	從默認或指定的目標接收消息，但只會在指定的時間後傳遞消息。咱們能夠經過receiveTimeout屬性指定超時時間。
convertAndSend	這個方法委託MessageConverter接口實例處理轉換過程，而後發送消息至指定的目標。
receiveAndConvert	從默認或指定的目標接收消息。並將消息轉換爲Java對象。

 

　　目標能夠經過JNDI上下文保存和獲取。當配置Spring程序上下文（application context）時，咱們能夠用JndiObjectFactoryBean類取得對JMS的引用。DestinationResolver接口是用來把目標名稱解析成JMS目標，當應用程序存在大量目標時，這是很是有用的。DynamicDestinationResolver(DestinationResolver的默認實現)是用來解析動態目標的。

　　 MessageConverter接口定義了將Java對象轉換爲JMS消息的約定。經過這個轉換器，應用程序代碼能夠集中於處理事務對象，而不用爲對象如何表示爲JMS消息這樣的內部細節所困饒。SimpleMessageConverter(和SimpleMessageConverter102)是MessageConverter的默認實現。可以使用它們分別將String轉換爲JMS TextMessage，字節數組(byte[])轉換爲JMS BytesMessage，Map轉換爲JMS MapMessage，和Serializable對象轉換爲JMS ObjectMessage。您也能夠編寫自定義的MessageConverter實例，經過XML綁定框架（例如JAXB， Castor，Commons Digester，XMLBeans或XStream），來實現XML文檔到TextMessage對象的轉換。

示例程序

　　我將用一個貸款申請處理系統（命名爲LoanProc）示例來演示如何在JMS應用程序中使用Spring。做爲貸款申請的一部分，LoanProc經過發送貸款詳情（貸款ID，借方名字，借方的SSN，貸款期限和貸款數額），從AUS系統得到信用歷史詳情。爲了簡便起見，咱們基於兩個基本參數來表示信用歷史詳情：信用分數（又名FICO得分）和貸款數額。讓咱們假設處理信用檢查請求是按如下業務規則進行的：

若是貸款數額等於或低於,000，借方必須至少有一個"好"的信用（也就是，借方的FICO得分在680到699之間）。 
若是貸款數額高於,000，借方必須至少有"很好"的信用，意味着借方的信用得分要高於700。

貸款申請使用案例

　　信用請求處理使用案例包括如下幾個步驟：

用戶在貸款申請頁面輸入貸款詳情並提交貸款申請。 
發送請求到一個名爲CreditRequestSendQueue的消息隊列。而後程序發送貸款詳情到AUS系統，獲取信用歷史詳情。 
AUS系統從隊列中挑出貸款詳情，並使用貸款參數從它的數據庫中獲取信用歷史信息。 
而後AUS將找到的借方的信用歷史信息建立一個新的消息，發送到一個新的名爲CreditRequestReceiveQueue的消息隊列。 
最後，LoanProc從接收隊列中選出響應消息，處理貸款申請來決定是否批准或否決申請。

　　在這個例程中，兩個消息隊列都配置在同一個JBoss MQ server上。使用案例用圖1的序列圖（SequenceDiagram）表示

圖1.貸款處理程序的序列圖

　　 下面的表3顯示了在例程中我所使用的不一樣技術和開源框架，並按應用邏輯層排列。

　　 表3. 在JMS應用程序中使用的框架

 

 

邏輯層	技術/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設置JMS資源

　　爲了異步處理消息，首先咱們須要消息隊列發送和接收消息。咱們能夠用Jboss裏的配置XML文件建立一個新的消息隊列，而後使用JMS控制檯瀏覽隊列的詳細狀況。清單1顯示了配置JMS的XML配置代碼片段（這個應該加入到jbossmq-destinations-service.xml文件，位於%JBOSS_HOME%serverlldeploy-hasingletonjm文件夾下。）

　　 清單1.JBoss MQ Server上JMS隊列的配置

 

 

<!--  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>

 

 

　　如今，讓咱們看看如何使用一個名爲Hermes的JMS工具來瀏覽消息隊列。Hermes是一個Java Swing應用程序，它能夠建立、管理和監視JMS提供商（例如JBossMQ，WebSphereMQ，ActiveMQ和Arjuna服務器）裏的JMS目標。從它的網站上下載Hermes，解壓縮.zip文件到本地目錄（例如，c:dev oolshermes）。一旦安裝完成，雙擊文件hermes.bat（位於bin文件夾下）啓動程序。

　　 要在Hermes裏配置JBossMQ服務器，請參考Hermes網站上的這個演示。它有着出色的step-by-step可視化指示來配置JBoss MQ。當配置一個新的JNDI初始上下文時，請輸入下面的信息。

 

 

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

 

 

　　當您建立新的目標時，請輸入queue/CreditRequestSendQueue和queue/CreditRequestReceiveQueue。圖2顯示了JMS控制檯的主窗口，其中有爲JMS例程建立的新的消息隊列。

圖 2. Hermes中全部目標的截圖

　　 下面的圖3顯示了在從消息發送者類發送消息到CreditRequestSendQueue後，Hermes JMS控制檯及消息隊列的截圖。您能夠看見有5個消息在隊列中，控制檯顯示了消息詳情，例如消息ID，消息目標，時間戳和實際的消息內容。

圖 3. Hermes中全部隊列的截圖

　　 在例程中使用的隊列名稱和其餘JMS和JNDI參數見表 4。

　　 表4. Spring JMS配置參數

 

 

參數名稱	參數值
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

　　既然咱們已經有了運行例程所須要的JMS目標，如今該瞭解用XML Spring配置文件（名爲spring-jms.xml）來組配JMS組件的具體細節了。這些組件是根據Inversion of Controller (IOC)設計模式裏的設置方式注入原則（setter injection principle），用JMS對象實例類組配的。讓咱們詳細查看這些組件，併爲每個JMS組件演示一段XML配置代碼。

　　 JNDI上下文是取得JMS資源的起始位置，所以首先咱們要配置JNDI模板。清單2顯示了名爲jndiTemplate的Spring bean，其中列有JNDI初始上下文所必需的經常使用參數。

　　 清單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，咱們配置隊列鏈接工廠。清單3顯示了隊列鏈接工廠的配置。

　 清單3. JMS隊列鏈接工廠配置

 

 

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

 

 

　　咱們定義2個JMS目標來發送和接收消息。詳情見清單4和5。

　　 清單4. 發送隊列配置

 

 

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

 

 

　　清單5. 接收隊列配置

 

 

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

 

　　而後咱們再來配置JmsTemplate組件。在例程中咱們使用JmsTemplate102。同時使用defaultDestination屬性來指定JMS目標。

　　 清單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>

 

 

　　最後咱們配置發送者和接收者組件。清單7和8分別是Sender 和 Receiver對象的配置。

　　 清單7. JMS Sender配置

 

 

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

 

 

　　清單8. JMS Receiver配置

 

 

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

 

 

測試及監視

　　我寫了一個測試類，命名爲LoanApplicationControllerTest，用來測試LoanProc程序。咱們可使用這個類來設定貸款參數以及調用信用請求服務類。

　　 讓咱們看一下不使用Spring JMS API而使用傳統JMS開發途徑的消息發送者實例。清單9顯示了MessageSenderJMS類裏的sendMessage方法，其中包含了使用JMS API處理消息的全部必需步驟。

　　 清單9. 傳統JMS實例

 

 

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) {}          }      }  }

 

 

　　如今，咱們來看看使用了Spring的消息發送者實例。清單10顯示了MessageSenderSpringJMS類中send方法的代碼。

　　 清單10. 使用Spring API的JMS實例

 

 

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();      }  }

 

 

　　如您所見，經過使用配置文件，全部與管理JMS資源有關的步驟都將交由Spring容器處理。咱們只需引用一個JMSSender對象，而後調用對象裏的sendMessage方法。

結束語

　　在本文中，咱們看到Spring框架是如何使用JMS API簡化異步消息傳遞。Spring去掉了全部使用JMS處理消息所必需的樣本代碼（例如獲得一個隊列鏈接工廠，從Java代碼裏建立隊列和會話對象，在運行時使用配置文件對它們進行組配）。咱們能夠動態的交換JMS資源對象，而沒必要修改任何Java代碼，這要感謝Inversion of Control (IOC) 原則的力量。

　　既然異步消息傳遞是SOA框架的總體構成部分，Spring很適合歸入到SOA工具集。此外，JMS管理工具（如Hermes）使得建立、管理和監督JMS資源變得容易，特別是對於系統管理員來講。

 

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