消息中間件之ActiveMQ

1、JMS（Java Message Service，Java消息服務(wù)）

1.1 定義

Java消息服務(wù)（Java Message Service,即JMS）應(yīng)用程序接口是一個(gè)Java平臺(tái)中關(guān)于面向消息中間件(MOM) 的API, 用于在兩個(gè)應(yīng)用程序之間，或分布式系統(tǒng)中發(fā)送消息，進(jìn)行異步通信。Java消息服務(wù)是一個(gè)與具體平臺(tái)無(wú)關(guān)的APl。

1.2 JMS的對(duì)象模型

名稱 描述
ConnectionFactory 連接工廠
Connection 連接
Session 會(huì)話
Destination 目的
MessageProducer 生產(chǎn)者
MessageConsumer 消費(fèi)者
Message 消息
Broker 消息中間件的實(shí)例(ActiveMQ)

1.3 JMS消息模型

  1. Point-to-Point (P2P) /點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

    image-20220220224711788

  2. Publish/Subscribe (Pub/Sub) /主題(發(fā)布訂閱)

    image-20220220230555126

1.4 JMS的消息結(jié)構(gòu)

消息頭、消息屬性、消息體

  1. 消息頭

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  2. 消息屬性：可以理解為消息的附加消息頭，屬性名可以自定義

    image-20220220230935372

  3. 消息體

    image-20220220231010881

2、ActiveMQ概念

2.1 定義

ActiveMQ是Apache出品，最流行的，能力強(qiáng)勁的開(kāi)源消息總線。

ActiveMQ是一個(gè)完全支持JMS1.1和J2EE 1.4規(guī)范的JMS Provider實(shí)現(xiàn)，盡管JMS規(guī)范出臺(tái)已經(jīng)是很久的事情了，但是JMS在當(dāng)今的J2EE應(yīng)用中間仍然扮演著特殊的地位。

2.2 特性

  1. 支持多種編程語(yǔ)言
  2. 支持多種傳輸協(xié)議
  3. 有多種持久化方式

2.3 ActiveMQ支持哪些協(xié)議

  1. ActiveMQ支持多種協(xié)議傳輸和傳輸方式，允許客戶端使用多種協(xié)議連接。
  2. ActiveMQ支持的協(xié)議: AUTO、 OpenWire、 AMQP、Stomp、 MQTT等。
  3. ActiveMQ支持的基礎(chǔ)傳輸方式: VM、 TCP、SSL、 UDP 、Peer、 Multicast、 HTTP(S)等，以及更高級(jí)的Failover、Fanout、 Discovery、 ZeroConf方式。

2.4 OpenWire協(xié)議

2.4.1 OpenWire協(xié)議是什么

OpenWire是Apache的一種跨語(yǔ)言的協(xié)議，允許從不同的語(yǔ)言和平臺(tái)訪問(wèn)ActiveMQ,是ActiveMQ 4.x以后的版本默認(rèn)的傳輸協(xié)議。

2.4.2 OpenWire協(xié)議如何使用

OpenWire 支持TCP、SSL、 NIO、UDP、VM等傳輸方式，直接配置這些連接，就是使用的OpenWire協(xié)議，OpenWire有 自己的配置參數(shù)，客戶端和服務(wù)器端配置的參數(shù)名都通過(guò)綴“wireFormat.” 表示。

示例

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OpenWire的配置參數(shù)說(shuō)明

屬性 默認(rèn)值 描述
stackTraceEnabled true 是否應(yīng)該把已經(jīng)發(fā)生并且跟蹤到的堆棧異常,通過(guò)Broker發(fā)送到客戶端
tcpNoDelayEnabled true socket的NoDelay參數(shù)
cacheEnabled true 如果不斷重復(fù)的值進(jìn)行緩存，以便少編組(馬上要進(jìn)行的發(fā)送)發(fā)生
tightEncodingEnabled true 根據(jù)CPU使用情況，自動(dòng)調(diào)整傳輸內(nèi)容大小(壓縮比例)
prefixPacketSize true 在每個(gè)包被編組前(馬上要被發(fā)送)，每個(gè)包的大小是否應(yīng)該作為前綴連接的最大空閑時(shí)間,以毫秒為單位。
maxInactivityDuration 30000 broker服務(wù)會(huì)根據(jù)配置關(guān)閉超時(shí)的連接。同時(shí)也可以通過(guò)心跳機(jī)制來(lái)保持連接。值<=0則禁用活動(dòng)連接的監(jiān)測(cè)。
maxlnactivityDurationInitalDelay 10000 連接建立之后，多久開(kāi)始進(jìn)行超時(shí)檢測(cè)
cacheSize 1024 如果能被緩存，那么這個(gè)規(guī)定了緩存的最大數(shù)量。此屬性中在ActiveMQ的4.1中開(kāi)始添加使用可發(fā)送最大幀大小
maxFrameSize MAX_ LONG 可以幫助防止OOM DOS攻擊

2.5 為什么使用MQTT協(xié)議

MQTT的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)于其它消息協(xié)議，它更加輕量級(jí)。適合在計(jì)算能力有限、低帶寬、不可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使用。

2.5.1 MQTT的發(fā)布訂閱模型

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2.5.2 MQTT服務(wù)質(zhì)量

服務(wù)質(zhì)量(QoS) 級(jí)別是一種關(guān)于發(fā)送者和接收者之間信息投遞的保證協(xié)議。MQTT中有三種QoS級(jí)別:

  1. 至多一次(0)
  2. 至少一次(1)
  3. 只有一次(2)

QoS是MQTT的一個(gè)主要功能，它使得在不可靠的網(wǎng)絡(luò)下進(jìn)行通信變得更為簡(jiǎn)單，因?yàn)榧幢闶窃诜浅２豢煽康木W(wǎng)絡(luò)下，協(xié)議也可以掌控是否需要重發(fā)消息并保證消息到達(dá)。它也能幫助客戶端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和程序邏輯來(lái)自由選擇QoS.

2.5.3 ActiveMQ中如何使用MQTT協(xié)議

ActiveMQ 服務(wù)器端配置

<transportConnectors>
    <!-- DOS protection, limit concurrent connections to 1000 and frame size to 100MB -->
    <transportConnector name="mqtt" uri="mqtt://0.0.0.0:1883?maximumConnections=1000&wireFormat.maxFrameSize= 104857600"/>
</transportConnectors>

MQTT配置參數(shù)說(shuō)明

屬性 默認(rèn)值 描述
maxFrameSize 268435456 (v5.12.0)可以發(fā)送的最大幀大小。協(xié)議限制為256MB,其值不能設(shè)置得更高?？梢詭椭乐筄OM DOS攻擊

配置示例

<transportConnector name="mqtt" uri="mtt://localhost:1883?wireFormat.maxFrameSize=100000"/>

MQTT使用NIO

<transportConnector name="mgtt+nio" uri="mtt+nio://localhost:1883"/>

MQTT使用NIO + SSL

<transportConnector name="mqtt+nio" uri="mqtt+niossl://localhost:1883"/>

2.5.4 Spring使用MQTT

Spring Integration提供了MQTT協(xié)議的支持，通過(guò)Maven添加依賴即可使用。

<dependency>
    <groupld>org.springframework.integration</groupld>
    <artifactld>spring-integration-mqtt</artifactld>
    <version>5.1.1.RELEASE</version>
</dependency>

2.6 AUTO協(xié)議是什么

AUTO自動(dòng)檢測(cè)協(xié)議從ActiveMQ 5.13.0開(kāi)始，ActiveMQ 開(kāi)始支持協(xié)議格式檢測(cè)，可以自動(dòng)檢測(cè)OpenWire、STOMP、 AMQP和MQTT。允許這4種類型的客戶端共享一個(gè)傳輸

AUTO使用TCP

<transportConnector name="auto" uri="auto://localhost:5671"/>

AUTO使用SSL

<transportConnector name="auto+ssl" uri="autssl://localhost:5671"/>

AUTO使用NIO

<transportConnector name="auto+nio" uri="auto+nio://localhost:5671"/>

AUTO使用NIO+SSL

<transportConnector name="auto+nio+ssl" uri="auto+nioss://localhost:5671"/>

3、ActiveMQ高可用集群方案

3.1 ActiveMQ有哪些集群部署方式

Master-Slave部署方式 Broker-Cluster部署方式 Master-Slave與Broker-Cluster相結(jié)合的部署方式

3.2 Master-Slave部署方式

共享同一個(gè)文件系統(tǒng)

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共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)

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3.3 Broker-Cluster部署方式

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3.4 Master-Slave與Broker-Cluster相結(jié)合的部署方式

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4、ActiveMQ持久化機(jī)制

4.1 Queue類型的持久化機(jī)制

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4.2 Topic類型的持久化機(jī)制

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4.3 存儲(chǔ)方式

4.3.1 JDBC方式

將消息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，例如: Mysql、 SQL Server、Oracle、 DB2等

優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
方便管理 性能低
可以支持強(qiáng)一致性 /

4.3.2 AMQ方式

基于文件的存儲(chǔ)方式，它具有寫(xiě)入速度快和容易恢復(fù)的特點(diǎn)，但是由于其重建索引時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而且索引文件占用磁盤(pán)空間過(guò)大，所以已經(jīng)不推薦使用。

優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
性能高于JDBC 索引占用磁盤(pán)空間量大
/ 重建索引速度非常慢

4.3.3 LevelDB方式

LevelDB是Google開(kāi)發(fā)的一套用于持久化數(shù)據(jù)的高性能類庫(kù).LevelDB并不是一-種服務(wù)，用戶需要自行實(shí)現(xiàn)Server。是單進(jìn)程的服務(wù)，能夠處理十億級(jí)別規(guī)模Key-Value型數(shù)據(jù)，占用內(nèi)存小。

特點(diǎn)

  1. 基于K-V存儲(chǔ)
  2. Key值有序存儲(chǔ)
  3. 操作接口簡(jiǎn)單
  4. 支持?jǐn)?shù)據(jù)快照
  5. 支持?jǐn)?shù)據(jù)壓縮

L evelDB的結(jié)構(gòu)

image-20220220235840522

ActiveMQ配置LevelDB：修改配置文件${ACTIVEMQ_ HOME}/conf/activemq.xml

<persistenceAdapter>
    <levelDB directory="${activemq.data}/activemq-data"/>
</persistenceAdapter>

5、ActiveMQ事務(wù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制

ActiveMQ事務(wù)實(shí)現(xiàn)的是最終一致性

生產(chǎn)者端實(shí)現(xiàn)機(jī)制如下：

image

消費(fèi)者端實(shí)現(xiàn)機(jī)制如下：

2
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