关于MQ

MQ的基本概念:
1) 队列管理器
队列管理器是MQ系统中最上层的一个概念,由它为我们提供基于队列的消息服务。
2) 消息
在MQ中,我们把应用程序交由MQ传输的数据定义为消息,我们可以定义消息的内容并对消息进行广义的理解,比如:用户的各种类型的数据文件,某个应用向其它应用发出的处理请求等都可以作为消息。消息有两部分组成:
消息描述符(Message Discription或Message Header),描述消息的特征,如:消息的优先级、生命周期、消息Id等;
消 息体(Message Body),即用户数据部分。在MQ中,消息分为两种类型,非永久性(non-persistent)消息和永久性(persistent)消息,非永久 性消息是存储在内存中的,它是为了提高性能而设计的,当系统掉电或MQ队列管理器重新启动时,将不可恢复。当用户对消息的可靠性要求不高,而侧重系统的性 能表现时,可以采用该种类型的消息,如:当发布股票信息时,由于股票信息是不断更新的,我们可能每若干秒就会发布一次,新的消息会不断覆盖旧的消息。永久 性消息是存储在硬盘上,并且纪录数据日志的,它具有高可靠性,在网络和系统发生故障等情况下都能确保消息不丢、不重。
此外,在MQ中,还有逻辑消息和物理消息的概念。利用逻辑消息和物理消息,我们可以将大消息进行分段处理,也可以将若干个本身完整的消息在应用逻辑上归为一组进行处理。
3) 队列
队列是消息的安全存放地,队列存储消息直到它被应用程序处理。
消息队列以下述方式工作:
a) 程序A形成对消息队列系统的调用,此调用告知消息队列系统,消息准备好了投向程序B;
b) 消息队列系统发送此消息到程序B驻留处的系统,并将它放到程序B的队列中;
c) 适当时间后,程序B从它的队列中读此消息,并处理此信息。
由 于采用了先进的程序设计思想以及内部工作机制,MQ能够在各种网络条件下保证消息的可靠传递,可以克服网络线路质量差或不稳定的现状,在传输过程中,如果 通信线路出现故障或远端的主机发生故障,本地的应用程序都不会受到影响,可以继续发送数据,而无需等待网络故障恢复或远端主机正常后再重新运行。
在MQ中,队列分为很多种类型,其中包括:本地队列、远程队列、模板队列、动态队列、别名队列等。
本 地队列又分为普通本地队列和传输队列,普通本地队列是应用程序通过API对其进行读写操作的队列;传输队列可以理解为存储-转发队列,比如:我们将某个消 息交给MQ系统发送到远程主机,而此时网络发生故障,MQ将把消息放在传输队列中暂存,当网络恢复时,再发往远端目的地。
远程队列是目的队列在本地的定义,它类似一个地址指针,指向远程主机上的某个目的队列,它仅仅是个定义,不真正占用磁盘存储空间。
模 板队列和动态队列是MQ的一个特色,它的一个典型用途是用作系统的可扩展性考虑。我们可以创建一个模板队列,当今后需要新增队列时,每打开一个模板队列, MQ便会自动生成一个动态队列,我们还可以指定该动态队列为临时队列或者是永久队列,若为临时队列我们可以在关闭它的同时将它删除,相反,若为永久队列, 我们可以将它永久保留,为我所用。
4) 通道
通道是MQ系统中队列管理器之间传递消息的管道,它是建立在物理的网络连接之上的一个逻辑概念,也是MQ产品的精华。
在MQ 中,主要有三大类通道类型,即消息通道,MQI通道和Cluster通道。消息通道是用于在MQ的服务器和服务器之间传输消息的,需要强调指出的是,该通 道是单向的,它又有发送(sender), 接收(receive), 请求者(requestor), 服务者(server)等不同类型,供用户在不同情况下使用。MQI通道是MQ Client和MQ Server之间通讯和传输消息用的,与消息通道不同,它的传输是双向的。群集(Cluster)通道是位于同一个MQ 群集内部的队列管理器之间通讯使用的。

MQ的工作原理

如图所示:
首先来看本地通讯的情况,应用程序A和应用程序B运行于同一系统A,它们之间可以借助消息队列技术进行彼此的通讯:应用程序A向队列1发送一条信息,而当应用程序B需要时就可以得到该信息。
其 次是远程通讯的情况,如果信息传输的目标改为在系统B上的应用程序C,这种变化不会对应用程序A产生影响,应用程序A向队列2发送一条信息,系统A的MQ 发现Q2所指向的目的队列实际上位于系统B,它将信息放到本地的一个特殊队列-传输队列(Transmission Queue)。我们建立一条从系统A到系统B的消息通道,消息通道代理将从传输队列中读取消息,并传递这条信息到系统B,然后等待确认。只有MQ接到系统 B成功收到信息的确认之后,它才从传输队列中真正将该信息删除。如果通讯线路不通,或系统B不在运行,信息会留在传输队列中,直到被成功地传送到目的地。 这是MQ最基本而最重要的技术--确保信息传输,并且是一次且仅一次(once-and-only-once)的传递。
MQ提供了用于应用集成的松耦合的连接方法,因为共享信息的应用不需要知道彼此物理位置(网络地址);不需要知道彼此间怎样建立通信;不需要同时处于运行状态;不需要在同样的操作系统或网络环境下运行。

MQ的基本配置举例
在上图中,要实现网络上两台主机上的通讯,若采用点对点的通讯方式,我们至少要建立如下MQ的对象:
在发送方A:
1) 建立队列管理器QMA: crtmqm -q QMA
2) 定义本地传输队列: define qlocal (QMB) usage (xmitq) defpsist(yes)
3) 创建远程队列: define qremote (QR.TOB) rname (LQB) rqmname (QMB) xmitq (QMB)
4) 定义发送通道: define channel (A.TO.B) chltype (sdr) conname ('IP of B') xmitq (QMB) + trptype (tcp)
在接收方B:
1) 建立队列管理器QMB: crtmqm -q QMB
2) 定义本地队列QLB: define qlocal (LQB)
3) 创建接收通道: define channel (A.TO.B) chltype (rcvr) trptype (tcp)
经过上述配置,我们就可以实现从主机A到B的单向通讯,若要实现二者之间的双向通讯,可参考此例创建所需要的MQ对象。

MQ的通讯模式
1) 点对点通讯:点对点方式是最为传统和常见的通讯方式,它支持一对一、一对多、多对多、多对一等多种配置方式,支持树状、网状等多种拓扑结构。
2) 多点广播:MQ适用于不同类型的应用。其中重要的,也是正在发展中的是"多点广播"应用,即能够将消息发送到多个目标站点(Destination List)。可以使用一条MQ指令将单一消息发送到多个目标站点,并确保为每一站点可靠地提供信息。MQ不仅提供了多点广播的功能,而且还拥有智能消息分 发功能,在将一条消息发送到同一系统上的多个用户时,MQ将消息的一个复制版本和该系统上接收者的名单发送到目标MQ系统。目标MQ系统在本地复制这些消 息,并将它们发送到名单上的队列,从而尽可能减少网络的传输量。
3) 发布/订阅(Publish/Subscribe)模式:发布/订阅功能使消息的分发可以突破目的队列地理指向的限制,使消息按照特定的主题甚至内容进行 分发,用户或应用程序可以根据主题或内容接收到所需要的消息。发布/订阅功能使得发送者和接收者之间的耦合关系变得更为松散,发送者不必关心接收者的目的 地址,而接收者也不必关心消息的发送地址,而只是根据消息的主题进行消息的收发。在MQ家族产品中,MQ Event Broker是专门用于使用发布/订阅技术进行数据通讯的产品,它支持基于队列和直接基于TCP/IP两种方式的发布和订阅。
4) 群集(Cluster):为了简化点对点通讯模式中的系统配置,MQ提供Cluster(群集)的解决方案。群集类似于一个域(Domain),群集内部 的队列管理器之间通讯时,不需要两两之间建立消息通道,而是采用群集(Cluster)通道与其它成员通讯,从而大大简化了系统配置。此外,群集中的队列 管理器之间能够自动进行负载均衡,当某一队列管理器出现故障时,其它队列管理器可以接管它的工作,从而大大提高系统的高可靠性。

MQ Server和MQ Client
MQ 产品分为Server和Client 两种版本,在MQ服务器的运行环境下,有队列管理器、队列、消息通道等对象,它提供全面的消息服务;MQ Client为我们提供了一个MQ应用程序的开发和运行环境,它是MQ API的Client实现。在客户端环境下,没有队列管理器、队列等对象,它通过MQI通道与服务器之间建立通讯,并将消息从客户端发往服务器端的队列, 或从Server端的队列中取得消息,它比较适合于网络条件较好或实时通讯的情况。同时要指出的是:采用MQ Client并不会导致数据的丢失或不完整性。MQ Client提供下列好处:适合同步处理的工作模式;减少系统负担;减少系统管理开销;减少磁盘空间要求等。

MQ的API
MQ 支持多种编程语言,其中包括:C、C++、Java、VisualBasic、COBOL、PL/1、RPG等,同时也支持多种流行的开发工具,如: WebSphere Studio Application Developer, PowerBuiler、Microsoft Visual C++、Visual Basic、Delphi等。并且,MQ在不同平台上提供统一的编程接口,仅需重新编译就可完成不同平台间程序的移植。MQ的API接口十分简单易学,用 户仅需利用MQ的13个常用而又功能强大的函数调用,便可以以最快的速度,写出各种复杂的应用程序。用户可以将主要精力集中于应用业务逻辑的实现,而不是 底层通讯、例外处理等方面。
以C语言为例,一个MQ应用的开发流程如下:
MQCONN()  /*建立与队列管理器的连接*/
MQOPEN() /*打开要进行读写操作的队列*/
MQPUT() /*将消息放入队列*/
MQGET() /*从队列中读取消息*/
MQINQ() /*查询队列的属性*/
MQSET() /*设置队列的属性*/
MQCLOSE() /*在读写等操作进行完之后,将队列关闭*/
MQDISC() /*断开与队列管理器的连接,释放相关的资源*/

WebSphere MQ 提供了处理大消息的两种方法:消息分片和消息分组。

消息分片和消息分组是在 WebSphere MQ 的编程中处理大消息的常用手段,到底采用哪种方式比较合适,需要根据实际的需求而定。如果大消息需要分割成有实际业务意义的一批小消息,那么采用消息分组比较合适;反之,如果大消息无法分割成有实际业务意义的小消息,那么就采用消息分片。

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