淺談消息中間件IBM WebSphere MQ

王 建，江 婷

(1.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 蘇州軟件學(xué)院，江蘇 蘇州 215123；2.上海南洋高科技有限公司，上海 201400)

1 WebSphere MQ出現(xiàn)的背景

許多企業(yè)隨著自身規(guī)模不斷壯大和信息化建設(shè)的加快，會(huì)出現(xiàn)不同部門有不同的應(yīng)用系統(tǒng)，不同子系統(tǒng)完成不同的功能，但各個(gè)系統(tǒng)之間往往互不相連或聯(lián)系很少，而形成諸多內(nèi)部“信息孤島”的現(xiàn)象。因此，每次互聯(lián)都需要單獨(dú)設(shè)立1個(gè)項(xiàng)目，將雙方的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行改造。浪費(fèi)了許多人力物力，直接影響企業(yè)內(nèi)部整個(gè)運(yùn)作，影響企業(yè)的快速?zèng)Q策，對(duì)企業(yè)長期的發(fā)展形成瓶頸。面對(duì)這種情況，如何使企業(yè)像是一個(gè)有機(jī)的生物體，有能力進(jìn)行自身的新陳代謝，自我更新，各個(gè)子系統(tǒng)分工明確，互相之間又具備有機(jī)的聯(lián)系。系統(tǒng)的整合是個(gè)好辦法，換句話說，就是不需要改造各個(gè)子系統(tǒng)，而是借助某種中間件來加強(qiáng)子系統(tǒng)間的聯(lián)系。

IBM WebSphere MQ就是這樣一個(gè)優(yōu)秀的用于應(yīng)用系統(tǒng)間聯(lián)系的軟件。它是IBM的商業(yè)通信中間件，由1個(gè)消息傳輸系統(tǒng)和1個(gè)應(yīng)用程序接口組成，其資源是消息和隊(duì)列。它提供一個(gè)具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠的消息傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制和管理集成的商業(yè)應(yīng)用，使得組成這個(gè)商業(yè)應(yīng)用的多個(gè)子系統(tǒng)之間通過傳遞消息完成整個(gè)工作流程。通過消息傳遞，將不同子系統(tǒng)有效地聯(lián)系起來，每個(gè)子系統(tǒng)都可以對(duì)外提供自身的功能，其中消息是應(yīng)用系統(tǒng)之間請求、應(yīng)答和中間結(jié)果的載體。不斷流動(dòng)的消息將松耦合關(guān)系的應(yīng)用系統(tǒng)串起來，使它們之間的關(guān)系變成了功能疊加。WebSphere MQ可以屏蔽不同的通信協(xié)議之間的差別，可以最大限度地簡化網(wǎng)絡(luò)編程的復(fù)雜性；同時(shí)，它支持多種平臺(tái)，對(duì)消息支持交易式的提交和回滾。

2 WebSphere MQ的基本概念[1]

2.1 消息

消息是WebSphere MQ中最小的概念，是一段數(shù)據(jù)，是應(yīng)用程序之間傳遞的信息載體。消息分為持久和非持久消息；可以是1個(gè)請求、1個(gè)應(yīng)答、1個(gè)報(bào)告或 1份報(bào)文等。1個(gè)消息大致分成兩部分：消息數(shù)據(jù)頭和應(yīng)用數(shù)據(jù)體。前者是對(duì)消息屬性的描述，后者是應(yīng)用間傳送的數(shù)據(jù)消息，可以是字串、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)甚至二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

2.2 隊(duì)列

隊(duì)列可以看作是用于存儲(chǔ)消息的容器，并且存儲(chǔ)是有順序的。隊(duì)列可分為本地隊(duì)列、遠(yuǎn)程隊(duì)列、模型隊(duì)列、別名隊(duì)列等，其中只有本地隊(duì)列是真正意義上的隊(duì)列實(shí)體，可以存放消息；遠(yuǎn)程隊(duì)列和別名隊(duì)列只是一種隊(duì)列定義，指向另一個(gè)隊(duì)列實(shí)體，即遠(yuǎn)程隊(duì)列指向的是其他隊(duì)列管理器中的隊(duì)列，別名隊(duì)列指向的是本地隊(duì)列管理器中的隊(duì)列；模型隊(duì)列描述了模型的屬性，當(dāng)打開模型隊(duì)列的時(shí)候，隊(duì)列管理器會(huì)以這個(gè)定義為模型，創(chuàng)建1個(gè)本地隊(duì)列，即動(dòng)態(tài)隊(duì)列。

2.3 隊(duì)列管理器

隊(duì)列管理器是MQ系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的一個(gè)概念，是消息隊(duì)列的管理者，用來維護(hù)和管理消息隊(duì)列，負(fù)責(zé)向應(yīng)用程序提供消息服務(wù)的機(jī)構(gòu)。如果把隊(duì)列管理器比作是數(shù)據(jù)庫，那么隊(duì)列就是其中的1張表，消息就是表中的1條記錄。

2.4 通道

通道是WebSphere MQ系統(tǒng)中隊(duì)列管理器通信雙方建立起來的通信連接，是MQ產(chǎn)品的精華?？梢栽诓煌耐ǖ郎吓渲貌煌耐ㄐ艆f(xié)議，使得編程接口與通信協(xié)議無關(guān)，通道是架設(shè)在通信協(xié)議之上的對(duì)象。

在WebSphere MQ中，主要有兩大通道類型：消息通道和MQI通道。

消息通道是通過消息代理(MCA)把2個(gè)隊(duì)列管理器連接起來的單向連接，因此，要實(shí)現(xiàn)把分布式的隊(duì)列中的消息從源隊(duì)列管理器發(fā)送到目的隊(duì)列管理器，必需在源隊(duì)列管理器中定義1個(gè)發(fā)送通道，在目的隊(duì)列管理器中定義1個(gè)接收通道。當(dāng)要傳輸消息時(shí)，源系統(tǒng)的發(fā)送通道啟動(dòng)通道，向接收通道發(fā)送啟動(dòng)請求，然后從傳輸隊(duì)列發(fā)送消息到接收通道；接收通道把消息放到目標(biāo)隊(duì)列，如圖1所示。消息通道分為發(fā)送通道、接收通道、服務(wù)器通道、請求器通道、群集發(fā)送通道、群集接收通道等不同類型，供用戶在不同情況下使用。

圖1 發(fā)送通道-接收通道

MQI通道是WebSphere MQ客戶端和服務(wù)器上的隊(duì)列管理器的通信通道，是雙向而且是同步的，這點(diǎn)不同于消息通道。

3 WebSphere MQ的工作原理

WebSphere MQ的工作原理如圖2所示。

圖2 WebSphere MQ的工作原理

(1)本地通信：程序A、B運(yùn)行于同一系統(tǒng)1中，程序A向隊(duì)列1發(fā)送1條信息后，程序B需要時(shí)就可以獲取該信息。

(2)遠(yuǎn)程通信：若信息傳輸?shù)哪繕?biāo)改為程序C，程序A向隊(duì)列2發(fā)送1條信息后，系統(tǒng)1中的隊(duì)列管理器1發(fā)現(xiàn)隊(duì)列2實(shí)際上位于系統(tǒng)2中，它會(huì)將信息放到本地的1個(gè)特殊隊(duì)列——傳輸隊(duì)列；接著消息通道代理(MCA)將從傳輸隊(duì)列中讀取該消息，并傳遞到系統(tǒng)2，然后等待確認(rèn)。只有MQ接到系統(tǒng)2成功收到信息的確認(rèn)之后，它才從傳輸隊(duì)列中真正將該信息刪除。如果遇到通信線路不通或系統(tǒng)2不在運(yùn)行等故障時(shí)，信息會(huì)留在傳輸隊(duì)列中，直到被成功地傳送到目的地。這是MQ最基本也是最重要的技術(shù)，即確保信息傳輸，并且是1次且僅 1次的傳遞[2]。

4 WebSphere MQ的雙向通信配置應(yīng)用舉例

根據(jù)WebSphere MQ的工作原理，配置2個(gè)隊(duì)列管理器，實(shí)現(xiàn)兩者雙向通信，如圖3所示。

圖3 2個(gè)隊(duì)列管理器雙向通信

腳本如下：

5 WebSphere MQ的通信方式

WebSphere MQ的通信方式分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和訂閱/發(fā)布的方式[3]。

5.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式是最為傳統(tǒng)和常見的通信方式，它是通過定義遠(yuǎn)程隊(duì)列、傳輸隊(duì)列和通道的方式將隊(duì)列管理器聯(lián)系起來，可實(shí)現(xiàn)2個(gè)單點(diǎn)系統(tǒng)之間的直接互連或者多點(diǎn)系統(tǒng)鏈?zhǔn)降拈g接互聯(lián)。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的另一種擴(kuò)展通信方式：分發(fā)列表，類似廣播。該方式可以使用1條MQ指令將單一消息發(fā)送到多個(gè)目標(biāo)隊(duì)列，這些多個(gè)目標(biāo)隊(duì)列放在分發(fā)列表中。MQ不僅提供了多點(diǎn)廣播的功能，而且還擁有智能消息分發(fā)功能，在將1條消息發(fā)送到同一系統(tǒng)上的多個(gè)用戶時(shí)，MQ將消息的一個(gè)復(fù)制版本和該系統(tǒng)上接收者的名單發(fā)送到目標(biāo)MQ系統(tǒng)。目標(biāo)MQ系統(tǒng)在本地復(fù)制這些消息，并將它們發(fā)送到名單上的隊(duì)列，從而盡可能減少網(wǎng)絡(luò)的傳輸量。如圖4所示。

5.2 發(fā)布/訂閱方式

在該通信方式中發(fā)布者和訂閱者要到代理中注冊，分別告訴代理將要發(fā)布的消息主題和需要訂閱的主題。當(dāng)發(fā)布者發(fā)布被訂主題的消息時(shí)，代理會(huì)將其發(fā)送給所有的訂閱者以及向其訂閱該主題的相鄰代理，由相鄰代理再進(jìn)一步廣播，直至到達(dá)目的地；若代理找到訂閱者要訂的主題，則自動(dòng)地向相鄰的代理訂閱，從而形成訂閱鏈。發(fā)布者和訂閱者可以隨時(shí)向代理注銷，退出消息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)，如圖5所示。

圖4 利用分發(fā)列表實(shí)現(xiàn)廣播通信

圖5 發(fā)布/訂閱

發(fā)布/訂閱方式使消息的分發(fā)突破目的隊(duì)列地理位置的限制，使得發(fā)送者和接收者之間的耦合關(guān)系變得更為松散，消息的接收者和發(fā)送者都不必關(guān)心對(duì)方的地址，而只是根據(jù)消息的主題甚至內(nèi)容進(jìn)行消息的收發(fā)。

6 前景展望

憑借WebSphere MQ的超強(qiáng)的底層通信能力，結(jié)合IBM的企業(yè)總線產(chǎn)品WebSphere Message Broker構(gòu)造面向服務(wù)的架構(gòu)可以成功地集成來自多個(gè)部門和機(jī)構(gòu)跨不同平臺(tái)的產(chǎn)品和應(yīng)用系統(tǒng)，以滿足業(yè)務(wù)上靈活多變的需求。

目前，在國外，美國大通銀行、意大利米蘭大眾銀行、阿根廷BPBA銀行都有成功的應(yīng)用；在國內(nèi)，人民銀行TIPS系統(tǒng)、中國移動(dòng)、中國長航南京長江油運(yùn)公司等已取得了初步的成效?？梢姡虚g件產(chǎn)品未來的應(yīng)用前景是非常廣闊的。

本文從當(dāng)前許多企業(yè)內(nèi)部的不同應(yīng)用系統(tǒng)很難互聯(lián)的問題出發(fā)提出IBM的中間件產(chǎn)品WebSphere MQ，較詳細(xì)闡述了WebSphere MQ的基本概念及對(duì)象、工作原理以及通信方式，通過配置2個(gè)隊(duì)列管理器實(shí)現(xiàn)雙向通信例子加深理解，并對(duì)WebSphere MQ的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

[1]甘荃，婁麗軍.IBM Websphere MQ基礎(chǔ)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]婁麗軍.消息中間件及WebSphere MQ入門[M].DeveloperWorks(中 國 ).http：//www.ibm.com/developerworks/cn/websphere/.2003.

[3]陳宇翔.精通 WebSphere MQ[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2004.