（机械制造及其自动化专业论文）jms技术在协同工作中的应用与研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ew o r k ，c s c w ) 是以人们的群体工作方式为背景，研究在异地分布环境下，如何利用计算机网 络支持工作团队之间的信息交互和资源共享。网络化的协同设计是计算机支持 的协同工作的一个重要研究领域，也是利用分布在全球范围内的制造资源( 制造 设备、设计者的知识技巧和数据库等资源) 实现动态联盟的一项关键技术。 消息服务和消息中间件技术是当前基于网络环境下解决不同部门之间信息 交换和数据交换的有效技术手段。利用j m s ( j a v a m e s s a g es e r v i c e ) m o m ( m e s s a g e 0 r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 快捷地搭建一个信息发布平台，并在这个平台上实现消 息点对点的发送和接收，实现基于主题进行异步的订阅和发布，为分布式企业 应用系统中创建、发送、接收和阅读消息提供了一套可靠通用的方法。 本文对基于j m s 构建信息发布平台的技术进行了较深入的探讨，并根据实 际需求提出了一个最新的解决方案。然后进一步对相关技术进行了较全面的阐 述，对基于j m s 的信息发布平台进行系统分析和设计，给出了基于j m s 应用于 协同设计系统消息服务的实现方法。 具体来说，本文首先阐述了协同设计的概念、应用现状及研究领域，介绍 了j m s 研发的技术背景，并给出了删s 体系结构的模型，通过详细阐述j m s 应 用组成、管理对象、j m s 消息模型、消息传送模式以及标准j m s 接口等基本概念 说明了基于j m s 技术的协同设计消息服务平台的搭建。其次，从协同设计的应 用需求出发，本文还描述了j m s 应用服务器工具、j m s 服务的集成以及j 2 e e ( j a v a 2p 1 a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o n ) 应用服务器对j m s 系统的管理等的设计思想。 给出了基于j m s 规范的客户端和提供者之间通信数据结构的设计，阐述了j m s 系统连接池、消息的持久派送、消息的可靠性订阅，交易性的传输以及多会话 并发等关键技术的设计思想。通过这些具体阐述了基于消息服务的开发技术。 最后通过结合机械设计的具体应用，设计了使用j m s 消息服务系统的协同设计 模型，说明了应用j m s 技术在协同工作中进行信息交换和数据交换的方法及其 优点。 关键词：m o m ，j m s ，协同设计，j m s 消息模型 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h eb a c k g r o u n do fc o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ew o r k ( c s c w ) i sb a s e do n p e o p l e sm a s s w o r k ，r e s e a r c h i n gt h ec o m m u n i c a t i o na n dr e s o u r c es h a r i n ga m o n g w o r kt e a mw i t hi n t e r n e ti n s t e a do ft r a d i t i o n a lc o m m u n i c a t i o ni nd i s t r i b u t e dz o n e s t h en e t w o r kc o l l a b o r a t i v ed e s i g ni so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tr e s e a r c hf i e l di nt h e c o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ew o r k ，a n di sa l s oak e yt e c h n i q u et or e a l i z et h e v i r t u a le n t e r p r i s e st h a tm a k eu s eo ft h em a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s ( m a n u f a c t u r i n g e q u i p m e n t s ，t h ek n o w l e d g ea n dt e c h n i q u eo ft h ed e s i g n e ra n dd a t a b a s ee t c ) w h i c ha r e d i s t r i b u t e di nt h ew o r l d t h et e c h n o l o g yo fm e s s a g es e r v i c ea n dt h em e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r ei sa e f f e c t i v et e c h n i c a lm e a n st or e s o l v et h ei n f o r m a t i o nc h a n g ea n dt h ed a t ac h a n g e b e t w e e nt h ed i f f e r e n td e p a r t m e n tb a s e do nt h en e t w o r kc o n d i t i o n s ap l a t f o r mf o r i n f o r m a t i o ni s s u a n c ei se s t a b l i s h e dw h i c hi sb a s e do nt h ee x i s t i n gj a v am e s s a g e s e r v i c e ( j m s ) m e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e ( m o m ) ，a n dw i t ht h ep l a t f o r mt h e m e s s a g ec a nb es e n da n dr e c e i v e db e t w e e no n ep o i n ta n da n o t h e rp o i n t i tc a nr e a l i z e a s y n c h r o n o u ss u b s c r i p t i o na n di s s u a n c ew h i c hi sb a s e do nt o p i c , a n do f f e ra d e p e n d a b l ea n du n i v e r s a lm e t h o df o rt h em e s s a g ee s t a b l i s h i n g s e n d i n g , r e c e i v i n ga n d r e a d i n gi nt h ed i s t r i b u t e de n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ns y s t e m t h et h e s i si n t r o d u c e st h et e c h n o l o g yr e q u i r ea n dr e s o l v i n gm e a n so fi n f o r m a t i o n i s s u a n c ep l a t f o r mw h i c hi se s t a b l i s h e db a s e do nt h ej m s ，a n de x p l a i nt h ei n t e r r e l a t e d k n o w l e d g eo ft h eu l t e r i o rr e s o l v ew h i c ht h et h e s i si sa d o p t t h e ns y s t e m i ca n a l y s i s a n dd e s i g nt h ei n f o r m a t i o ni s s u a n c ep l a t f o r mb a s e do nt h ej m si sf i n i s h e da n dt h e r e a l i z em e t h o df o rt h ec o l l a b o r a t i v ed e s i g ns y s t e mm e s s a g es e r v i c e sw h i c hi sb a s e d o nt h ej m si sc o n c l u d e d c o n c r e t e l y ，t h et h e s i se x p a t i a t eo nt h ec o n c e p t i o n ，c u r r e n ta p p l i c a t i o ns t a t u sa n d r e s e a r c hf i e l do fc o l l a b o r a t i v ed e s i g n ，a n di n t r o d u c et h et e c h n o l o g yb a c k g r o u n do f r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t t h e nt h em o l do ft h ej m ss y s t e mf r a m ei se s t a b l i s h e da n d t h et h e s i s e x p a t i a t e s o nt h ee s t a b l i s h m e n to f m e s s a g es e r v i c ep l a t f o r m o f c o l l a b o r a t i v ed e s i g nb a s e do nj m st e c h n o l o g yb yd e t a i l e de x p l a i n i n gt h ej m s a p p l i c a t i o ns t r u c t u r e ，m a n a g eo b j e c t ，j m sm e s s a g em o l d i n g ，p a t t e r no fm e s s a g e 武汉理工大学硕士学位论文 s e n d i n ga n ds t a n dj m si n t e r f a c e w h a ti sm o r e ，b a s e do nt h ea p p l i c a t i o nr e q u i r e m e n t o fc o l l a b o r a t i v ed e s i g n ，t h et h e s i s e x p a t i a t e so nt h ed e s i g ni d e ao nj m ss y s t e m m a n a g e m e mb yt h ej m sa p p l i c a t i o ns e r v e rt o o l s ，t h ej m ss e r v e ri n t e g r a t i o na n dt h e j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r me n t e r p r i s ee d i t i o i na p p l i c a t i o n t h ed e s i g no fc o m m u n i c a t i o n d a t as t r u c t u r e sb e t w e e nc l i e n t sa n dp r o v i d e r si sp r e s e n t e d t h ed e s i g no fc o n n e c t i o n p o o l ，p e r s i s t e n tm e s s a g ed e l i v e r y , d u r a b l es u b s c r i p t i o n ，t r a n s a c t i o n a ld e l i v e r ya n d c o n c u r r e n ts e s s i o n sa r ea l s od i s c u s s e di nt h et h e s i s d e v e l o p m e n tt e c h n o l o g yb a s e d o nm e s s a g es e r v i c e si sc o n c r e t e l ye x p a t i a t e d t h ec o l l a b o r a t i v ed e s i g nm o d e lw h i c h h a su s e dt h ej m sm e s s a g es e r v i c e ss y s t e mi s d e s i g n e da c c o r d i n gt oc o n c r e t e a p p l i c a t i o no fm a c h i n ed e s i g ni sg i v e ni nt h el a t e rp a r to ft h et h e s i s a tl a s t ，t h e m e t h o dt oe x c h a n g ei n f o r m a t i o na n dd a t ai nc o l l a b o r a t i v ew o r kb yu t i l i z i n gj m s t e c h n o l o g yi se x p l a i n e d ，a n di t sm e r i ti sa l s om e n t i o n e d k e yw o r d s ：m o m ，j m s ，c o l l a b o r a t i v ed e s i g n ，j m sm e s s a g em o l d i n g i l l 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 研究背景与意义 1 1 1 研究背景 第1 章绪论 制造业是国民经济和综合国力的支柱产业。随着信息技术、材料技术、新 能源技术等新技术与制造技术的相互交叉渗透融合，传统意义上的制造技术在 原有基础上得到质的飞跃，形成了当代先进制造技术。现代设计技术是先进制 造技术的主体技术之一，作为现代设计技术发展方向之一的网络化协同设计方 法及系统的研究已经成为制造业研究的热点。网络化协同设计是计算机支持的 协同工作的一个重要研究领域，也是利用分布在全球范围内的制造资源( 制造设 备、设计者的知识技巧和数据库等资源) 实现动态联盟的一项关键技术叫“3 。计 算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ew o r k ，c s c w ) 是以人 们的群体工作方式为背景，研究在异地分布环境下，如何利用计算机网络支持 工作团队之间的信息交互和资源共享。 消息服务和消息中间件技术是当前基于网络环境下解决工作团队之间信息 交换和数据交换的有效技术手段。消息服务的一般方法是使用c o r s a ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 和r m i ( r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n ) 等 技术来进行程序的开发，但是程序员必须花费大量时间和精力来开发和维护这 些代码。所以，面向消息的中间件得到了普遍的应用。但是以往面向消息的中 间件产品都依赖于各自所运行的操作平台，因而限制了其运行的范围。应用 j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ，j a v a 消息服务) 技术可以成功地解决这一问题，为 消息服务提供一个可运行于不同平台的、可靠安全和高效的解决方案。 1 1 2 研究意义 计算机协同工作技术给人们带来了协作方式的变革，协同设计是网络环境 下协同工作的具体应用。全球化计算机网络使得实时交互协同设计成为可能， 不同的设计人员之间、不同的设计组织之间、不同的部门工作人员之问，均可 实现资源共享、实时交互协同参与合作设计，避免不必要的重复工作，提高人 们协同工作的整体效率，有助于发挥员工的创造精神和主动精神，从而提高产 武汉理工大学硕士学位论文 品的设计质量，缩短产品的设计开发周期，降低产品的设计开发成本，达到提 高企业核心竞争力的目的。 本文对j m s 及其开发的相关技术进行了系统的分析和研究，在此基础上对 基于j m s 的信息发布平台进行系统分析和设计，提出了实现网络化协同工作的 理论和方法。最后给出了基于j m s 应用于协同设计系统消息服务的实现方法。 所以，本论文研究的成果具有重要的理论价值和实用价值。 1 2 协同设计 1 2 1 协同设计产生背景及概念 随着经济发展的全球化，市场的竞争越加激烈，加快产品的优质开发是企 业保持竞争优势的关键“3 。计算机网络和信息技术的发展使得产品设计者能够更 有效地进行通信、协作，能够获得并交换产品开发过程中的大量设计资源与信 息。协同设计是一个广义的概念，它体现了设计者( 企业或设计人员) 之间的一 种设计合作行为。协同设计的主要特征是不同的设计人员之间，不同的设计组 织之间，不同的部门工作人员之间，均可实现资源共享、实时交互、协同参与、 合作设计“”。协同设计突出强调支持跨学科科技人才之间的交互和合作。 c s c d ( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o l l a b o r a t i v ed e s i g n ) 是c s c w 在设计领域中 的应用，它继承了c s c w 的技术。c s c w 为同地或异地的参与者提供一种计算机网 络环境，在这种环境下，大家可以高效地实现信息的交换和共享，共同协作完 成项任务。c s c d 突出强调设计活动的协同性，它能够实现时空上分布的设计 活动的协调和信息的及时共享。协同行为发生在网络系统不同地点、不同时间 点上。它可定义为：两个或者两个以上来自不同专业领域的设计主体( 或称专 家) ，通过定的信息交换和相互协同机制，分别完成各自的协作任务，以实现 共同的设计目标”3 。协同设计的实质在于：通过交换，共享关于产品设计的信息 和知识，从而提高产品设计过程中决策的正确率，减少返工次数，加速决策的 过程，进而提高设计的效率。 1 2 2 协同设计基本特征 一个c s c d 系统要想能够提供高效、可靠的协同作业方式，具备以下特征 1 面向应用性：协同设计本身是+ 个涉及多学科领域的应用技术，要建立 武汉理工大学硕士学位论文 高效、可靠的协同工作方式必须对设计背景有深刻的了解，并且尽可能地获取 应用领域的知识。 2 分布性：协同设计系统是一个分布式的系统，协同设计是在分布式环境 下完成的，确定任务群的工作模式要考虑分布式的特点，使任务群与分布式系 统的结构有效地结合起来。 3 异构性：协同设计系统经常是跨部门、跨企业、跨行业的，因此它们工 作的平台具有异构性，主要体现在共享的数据源、求解知识的表达方式以及使 用的操作系统、硬件结构等方面。 4 动态性：在分布式环境下，协同方式可能是动态变化的，即在不同的任 务下，任务群体的组成是不同的，一个任务群可以是另一个任务的子任务。因 而，在建立工作模式时应保持任务在分布式环境中的可装卸性。 5 共享性：信息的共享是协同的基础，在异构分布式系统中，多知识源之 间的交流互补是协同求解的本质。通过数据库、网络提供有效的协同设计管理 与信息交换，这就要求有相同的产品信息体系结构，协同设计开发产品的中心 任务是进行协同设计决策，提供协同设计问题求解的支持和对低层详细设计产 品数据、功能函数的访问和调用。 1 2 3 协同设计的分类 支持工作团队之间的交互是协同设计必不可少的功能，而任何一种形式的 信息交换和数据交换总是涉及到时间和空间两个因素，所以一般按交互形式协 同设计大致分为同步交互系统和异步交互系统“”。 1 同步交互系统。同步交互系统为用户提供实时的信息交换和数据交换。 同步协同设计是一种紧密耦合的协同工作，多个协作者在相同的时间内，通过 共享工作空间进行设计活动，并且任何一个协作者都可以迅速地从其他协作者 处得到反馈信息。 2 异步交互系统。异步交互系统是一种基于存储转发方式的数据通信服务。 由于异步协同设计通常不能指望迅速地从其他合作者处得到反馈信息，因此异 步协同设计必须解决共享数据管理、协作信息管理、协作过程中的数据流和工 作流管理等问题。 本文研究中所实现的协同设计系统即可以支持工作团队之间同步交互也可 以支持工作团队之间异步交互，是两种交互系统的结合使用。 3 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 4 协同设计技术的研究及应用现状 协同设计是计算机支持的协同工作与先进制造技术相结合对产品设计过程 进行有效支持的研究领域，从总体上看，对协同设计的研究可以分成协同设计 的支持环境、及协同设计实施理论与技术两个主要部分“2 “3 。 1 协同设计的计算机支持环境 协同设计是实现并行工程的有利手段，也是实现并行工程的关键。开发支持 协同设计过程的计算机环境目前在国外是一个研究热点。美国西弗吉尼亚大学 并行工程研究中心的d i c e 计划开发了一个支持环境，重点研究支持分布式协同 设计的计算机技术和信息管理方法：美国斯坦福大学的p a c t 系统是由该大学的 知识系统实验室、设计研究中心、计算机科学系及l o c k h e e d 信息与计算科学中 心联合开发的支持并行工程中的协同工作的计算机环境，其核心思想是通过不 同的知识转换器支持分散的成员之间的协同工作；d i d e 是法国国家科学研究中 心复杂系统诊断实验室开发的用于机械协同设计的环境。其它的协同设计系统 还有a c e i c m ，d o m e ，n e l b u il d e r 等；但这些系统在实现从数据到信息的多层次 协同方面还有待进一步完善的地方。 目前国内也开始对协同设计支持环境的研究。吴柞宝和吴澄对基于过程管理 系统的异地协同设计与制造集成机制进行研究，突出了可行的企业间的快速产 品与过程实现技术的体系结构“。宛西原和刘飞等对基于客户的大规模定制产 品的协同设计进行了研究，提出了面向在客户参与机制下大规模定劁产品协同 设计的系统模型、设计原则和相关技术“；李伯虎等对复杂产品协同制造支撑 环境技术进行研究，开发了多学科复杂产品虚拟样机工程支撑平台“；杨海成 等对协同设计环境进行了广泛的研究，提出了相关的支持这种体系结构的工作 流过程模型及其描述方法“；范玉顺在网络化制造的内涵与关键技术问题一文 中对网络化制造系统的层次和主要功能进行阐述，给出的网络化制造系统的结 构1 。 2 协同设计实施的理论与技术 协同设计实施理论与技术包括的内容比较广泛，根据本文的研究内容，主 要介绍协同设计的体系结构、协同设计中的产品信息交换和协同设计系统的安 全管理。 ( 1 1 协同设计的体系结构：体系结构是软件的组织和系统的构建机制，其好 坏直接影响系统的功能、效率和柔性等”1 ，是协同设计系统开发首先需要考虑的 4 武汉理工大学硕士学位论文 问题。随着计算机、软件和网络等相关技术的进步，协同工作环境也经历了从 客户机服务器到分布式结构，从独立的应用系统到基于w e b 的全球化网络结构， 从基于过程的系统、面向对象的系统到智能系统等多角度的改进和发展。而 i n t e r n e t 、分布式计算及人工智能技术的发展为新型系统的构建提供了有效的手 段。目前，分布式、w e b 和多a g e n t 结构是最为引人注目的方向。分布式结构 利用组件技术构建面向对象的分布式信息共享框架，其分布性与协同设计地理 分散性形成自然的映射，便于描述协同设计系统。目前的分布式组件技术主要 有微软的d c o m c o m + 、o m g 组织的c o r b a 规范标准、s u n 的r m i e j b 等， 重点在于如何划分和开发各种功能组件，减小各功能的耦合程度，以及实现异 种组件系统的互联等。w w w ( w o d dw i d ew e b ) 可以提供异构平台的统一访问， 为时间、空间上各异的项目组之间的协同信息共享提供了极大的潜力，是目前 研究的一个重点。 ( 2 ) 协同设计中的产品信息交换：协同设计过程中，用户之间需要频繁的交 换设计信息，因而信息传输的媒介、组织和交换方法直接影响设计的效率及设 计能否顺利进行。和传统串行集成方式不同，协同设计采用并行设计方式，需 要支持同步和异步两种数据交换方式。异步方式的数据交换主要采用标准交换 文件实现，而同步协同设计数据交换方法主要有：专用格式交换法、标准格式 交换法和基于消息的数据交换法。基于消息的数据交换方法通过将设计的操作 过程转化成相应的文本命令( 消息) ，并结合相应的传输协议实现同步及异步协同 设计。其优点是能有效地减少网络传输量。本文研究所实现的协同设计系统主 要是应用基于消息的数据交换方法来解决协同设计中的信息交换和数据交换 i o j ( 3 ) 协同设计系统的安全管理：为保证劳动成果不被窃取、篡改，企业应用 必须安全可靠，协同设计是一种网络异构环境下的多用户分布式系统，具有界 线模糊、用户众多和设计内容复杂等特点，使得其安全问题较普通网络应用更 难以控制和管理，因此需要针对协同设计的特点进行更全面的考虑，主要体现 在成员权限控制、产品数据的加密传输和存储、设计结果的签字审核等方面。 对于支持群组工作的协同设计来说，权限控制不仅是成员对系统资源的权限， 而且涉及到成员相互之间的共享和限制，如成员相互之间对共享对象的操作和 控制程度等。所以作为企业应用协同设计的权限控制在方便协作的进行的同时 必须要考虑系统安全的需要。 3 协同设计存在的问题 武汉理工大学硕士学位论文 i n t e r n e t 的飞速发展是最近1 0 余年的事情。因此，在网上进行协同设计制 造起步比较晚。无论在国内还是国外，都存在一系列问题。 ( 1 ) 我国有能力进行新知识设计的资源是分散的，必须结合自身的特点进 行协同设计制造。目前，这些能进行新知识设计的资源大多数存在于科研院所、 大专院校、国家和部门的重点实验室、工程研究中心等机构中。1 。这与国外公司 有自己的研发中心存在很大的不同。因此我们的产品设计必须与企业进行紧密 合作，由企业提出产品设计要求，联合不同的研究和设计单位共同完成产品的 设计。在网络化时代，我们的目标是通过因特网将企业和众多的设计研究单位 联系起来，实现分布式、智能化、基于知识的协同数字设计。 ( 2 ) 网络方面的局限性：目前，不论是国内、国外，将i n t e r n e t 与机械行 业相结合进行的协同设计制造在网络化方面都还存在很多不足：部分协同设计 制造还限于局域网；当前基于i n t e r n e t 的协同设计仍是孤立的；下一代i n t e r n e t 技术还处于发展阶段，机械行业涉足甚少。 ( 3 ) 信息共享的局限性：从研究对象而言，基于i n t e r n e t 的信息共享仍局 限于各自领域的产品信息，是对传统的工程信息管理功能在i n t e r n e t 上的扩展 和延伸。它们均未考虑到或者解决这些不同领域的异构产品信息之间如何在网 上实现统一的交换与共享，即多样化异构产品信息的网上统一表达；从实现方 法而言，虽然在用户与企业系统间采用w 朗浏览器，提供了w e b 访问途径，但 是对于客户端而言并不具有自治的数据处理和管理能力，数据仍然需要服务器 端进行处理分析，它继承了传统的客户机n 务器模式的软件体系结构。这种方 式不能满足和适应企业成员之间的动态的快速的协作要求，需要一种真正与系 统无关的分布式异构信息共享功能，能够构建真正的、由开放标准和自描述数 据控制的多层分布式系统；从信息传递方式而言，依靠简单h t m l 语言传递信息。 由于h t m l 仅仅是信息显示语言，无法实现信息的理解和描述，使得信息传递过 程中信息所包含的原有语义的损失，从而导致信息交换的单向不可逆性；从系 统运作而占，目前大多数在应用系统间采用c o r b a 等分布式技术实现，但是这 种分布式技术仅仅实现了代码层的分布式运行，而未能实现逻辑层的分布式运 行，其运作与企业运作流程( 逻辑层) 紧密相关，依然未完全解决平台异构性、 系统异构性、信息异构性的问题。 武汉理工大学硕士学位论文 1 3 主要研究内容及创新点 1 3 1 研究内容 1 协同设计过程建模阶段：它实际是对协作的流程进行定义，系统设计过程 会因为不同的业务领域而不同； 2 协同设计执行阶段：它按照建模定义的过程，执行并完成协同设计活动实 例。它的互操作性体现在各个流程之间的接口、对服务的请求调用等需求上。 这些也是协同设计管理的一个重要内容； 3 协作结果的管理阶段：它实际上是系统对协作结果的归档整理以备后用 的后期处理。 1 3 2 创新点 计算机支持的协同工作是研究在异地分布环境下，如何利用计算机网络支 持工作团队之间的信息交互和资源共享。网络化的协同设计是计算机支持的协 同工作的一个重要研究领域，消息服务和消息中间件技术是当前基于网络环境 下解决不同部门之问信息交换和数据交换的有效技术手段。本文利用j m sm o m 快捷地搭建一个信息发布平台，并在这个平台上实现消息点对点的发送和接收， 实现基于主题进行异步的订阅和发布，为协同设计系统中创建、发送、接收和 阅读消息提供了一套可靠通用的方法。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章技术基础 2 1 j a v a 消息服务概述 2 1 1j m s 基本概念 j a v a 消息服务( j a v am e s s a g es e r v i c e ，j m s ) ，定义了j a v a 中访问消息中 间件( m e s s a g eo r i e n t e d m i d d l e w a r e ，m o m ) 的接口标准，是j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r m e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 体系结构中定义的标准服务之一。“”删j m s 为j a v a 程序 提供了一种创建、发送、接收和读取企业级消息系统消息的一般方法，其目的 是提供给消息系统客户一个固定的接口，而且与底层的消息提供者无关。这样， 客户端的应用程序可以在不同的机器和操作系统中移植，而且能在不同的消息 系统产品之间转移。j m s 客户端都是建立在j a v a 技术上的，从而也能使用其它 j a v aa p i ，如j d b c ( 庙v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 数据库连接，使用j a v ab e a n 组件模型，j d n i ( j a v an a m i n ga n dd i r e c t o r yi n t e r f a c e ) 名字服务，j t a ( j a v a t r a n s a c t i o na p i ) 客户端交易处理控制以及j 2 e ea p i 来实现企业级应用服务程 序。1 j m s 定义的消息可以是请求、报告或包含了两个不同应用间需要协调信息的 事件。消息机制提供了一个抽象层，使应用代码与目标系统实现细节分离。j m s 规定了m o m 的一个相对丰富的形式。它支持多种单向( 异步) 消息发送方式和双 向( 请求应答) 方式。消息发送可以是快速的但是没有那么可靠，或是慢一点但 是更可靠。j m s 甚至引入了一种以前非同寻常的特点一“可靠订阅”，它允许一个 应用程序暂时离线一段时间而后在它再次上线的时候继续后来的消息发送循 环。使用j m s 标准真正的好处在于：提高开发者的技能( 减少培训费用) ：允许 对一个m o m 的开发和对另一个m o m 的复用；允许一个应用程序包能够相对容易 的在一个拥有广泛种类的m o m 环境中被使用。 2 1 2j m s 和其它企业级j a v aa p i 的关系 1 j d b c ：j m s 客户端可以使用j d b c 接口，可以将j d b c 和j m s 包含在一个 交易罩。这种包含可以在e j b ( e n t e r p r i s ej a v ab e a n s ) 里，也可以直接调用j t a 接口实现。 2 j a v ab e a n s ：j a v ab e a n s 可以用j m ss e s s i o n 发送接收消息 8 武汉理工大学硕士学位论文 3 e j b ：对于e j b 组件来说，j m s 和j d b c 等其它j a v aa p i 一样，是一个很 重要的企业级服务资源。e j b l 1 规范定义客户端只能同步调用e j b ，而2 0 版 本的规范定义消息驱动b e a n ( m e s s a g ed r i v e rb e a n ，m d b ) ，通过一个j m s 客户 端发消息异步调用e j b 组件。 4 j t a ：j m s 客户端可以用j t a 启动交易。j m sp r o v i d e r 可以选择是否支 持分布式交易。 5 j t s ( j a v at r a n s a c t i o i ls e r v i c e ) ：j m s 可以和j t s 一起组成一个分布 式交易，如将发送接收消息和更新数据库包含在个交易里。当j m s 客户运行 在一个应用服务器中时( 如在e j b 服务器中) ，分布式交易就应当被自动地处理。 6 j n d i ：j m s 客户端通过j n d i 查找或调用j m s 中的管理对象。 2 1 3 主要j m s 产品分析与比较 1 j m q1 1 ：j m q ( j a v am e s s a g eq u e u e ) 是s u n 公司实现j m s 产品，由纯 j a v a 语言开发而成，支持点到点和发布订阅两种消息模式。j m q 提供了一套简 单、有效、灵活的企业级消息解决方案，有以下些基本特征：支持w i n d o w s 操作系统( n t 和2 0 0 0 ) 和u n i x 操作系统( s o l a r i ss p a r c ) ，支持j d k l 3 ；兼容 j m s 规范1 o 2 版本，支持点到点消息模式、发布订阅消息模式以及连接认证 模式；艄提供者使用j n d i 访问j m s 管理对象，它支持l d a p 和文件系统服务提 供者，j m q 使用命令行方式配置管理对象：j m q 提供远程管理消息路由的工具以 及调试、监控客户应用程序的工具。 2 i b m m q s e r i e sj m s ：i b m m q 系列产品提供的服务使得应用程序可以使用消 息和队列进行相互交流；i b m 系列产品通过一系列基于j a v a 的a p i ，提供了 m q s e r i e s 在j a v a 中应用开发的方法；m q s e r i e s 支持点到点消息模式和发布订 阅消息模式，具有以下一些基本特点：m q s e r i e sj m s 类在基本消息服务的基础 上增加了异步消息派送、消息选择器和结构化消息类等内容；通过工作单元提 供数据整合。 3 w e b l o g i cj m s ：w e b l o g i c 是b e a 公司实现的基于工业标准的j 2 e e 应用 服务器，支持大多数企业级j a v aa p i ，如e j b ，j s p ，j n d i 等。w e b l o g i c 完全 兼容j m s 规范1 0 2 版本，w e b l o g i cv 6 0 以后的版本都实现了e j b 2 0 规范， 支持由j m s 消息激活的消息驱动b e a n ( m d b ) 。w e b l o g i ej m s 支持点到点消息 模式和发布订阅发布模式，能够和其它w e b l o g i c 组件，如e j b 、s e r v l e t 、j d b c 连接池、j t a 等，协调工作。 武汉理工大学硕士学位论文 w e b l o g i cj m s 具有以下一些基本特征：通过使用管理控制台设置j m s 配置 信息；w e b l o g i cj m s 应用能够整合其它使用f f t a 的资源服务器，j 淞应用能够 与其它一些使用j t a 的j a v aa p i 参与到交易系统中；支持消息的多点广播；支 持持久消息存储的文件和数据库；w e b l o g i c 提供服务器集群功能，确保了集群 内的负载均衡：w e b l o g i c 支持以下一些7 m s 的特点：创建x m l 消息，动态创建持 久队列和主题。乜6 3 2 2 中间件技术 2 2 1 中间件的基本概念 中间件是泛指能够屏蔽操作系统和网络协议的差异，能够为异构系统之间提供 通讯服务的软件。”7 3 如图2 - i 所示，中间件位于应用程序层与平台层( 操作系 统和底层网络服务) 之间。 盟b 拦羞多 1 审0口 ul jl 】 图2 一l 中间件工作原理图 分布于不同网络节点上的应用程序使用应用程序接口进行通信，而不必关 心托管其他应用程序的操作环境的细节，也不必关心将它们连接到这些应用程 序的服务。此外，通过提供管理接口，可以使这个新的互连应用程序虚拟系统 安全可靠。可以对性能进行度量和调整，也可以在不丢失任何功能的情况下进 行扩展。 2 2 2 中间件分类 中间件可分为以下几类： 1 基于远程过程调用( r e m o t ep r o c e d u r ec a l 】，r p c ) 的中间件，允许一 个应用程序中的过程调用远程应用程序中的过程，就好像它们是本地调用一样。 该中削件实现一个查找远程过程的链接机制并使调用方能够以透明方式使用这 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 些过程n 以前，这种类型的中间件处理基于过程的程序。现在，它还包括基于 对象的组件。 2 基于对象请求代理( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r ，o r b ) 的中间件，使应用 程序的对象能够在异类网络之间分布和共享。 3 基于面向消息的中间件( m 叫) 的中脚彳牛使分布式应用程序可以通过发 送和接收消息来进行通信和交换数据。 所有这些模型都使一个软i 牛组件可以通过网络影响另一个组件的行为。它 们的区别在于基于r p c 和o r b 的中间件会创建紧密耦合组件系统，而基于 m o m 的系统允许组件迸行更松教的藕合。 22 3 消息中间件 消息中问件作为一个中间软件，为分布式企业应用系统中创建、发送、接 收和阅读消息提供了一套可靠通用的方法。基于m o m 的系统允许通过异步交换 消息来进行通信，如图2 2 所不。m o m 使异步电子通信迅速可靠，并确保消息 的传递，接收通知和交易控制。 匦2 - 2 基于m o m 的系统 m o m 的核心就是提出了目的地对象( d e s t i n a t i o n ) 的概念，包括队列( ( d e u e ) 和主题( t o p i c ) 。消息客户发送消息到消息中间件上，消息中间件接收并依次 转发到合适的消息接收者上。 m o m 可以既支持同步方式，又支持异步方式，可以很好地适用于面向对象的 编程方式，中间件领域目前虽热门的技术是异步的消息中问件，异步中间件技 术比同步中间件技术具有更强的容锆性，存系统故障时可以保证消息的正常传 输，因而在过去的两年罩增长迅速。消息中间件技术可以分为两类：点到点方 式和发前订阅方式。点到点方式建立起消息收发的一一对应关系而发行订 弼方式可以指定哪种类型的用户可以接收哪种类型的消息。发砧订阅方式由于 武汉理工大学硕士学位论文 更加智能有效，事实上已成为异步中间件的非正式标准。 m o m 具有以下一些基本特点”1 2 ”： 1 可靠消息发送。应用程序发送消息时，消息发送者和接收者不一定要求 同时在线，m o m 可以确保消息接收者在掉线的情况下消息不会丢失。 2 异步通信。m o m 允许消息发送者发送消息后继续进行其它工作，而不必等 待接收者的响应。 3 交易支持。m o m 提供了对交易的支持，同时也经常整合在交易系统中。 4 一次发送，依次接收。m o m 确保消息可以发送且仅发送一次，接收者可以 按照消息发送的顺序依次接收。 5 消息路由服务。消息通过该服务可以经过最短路径( 或最低代价) 到达消 息目的地。系统管理员只需要定义每条路径的代价，m o m 就可以为消息计算出最 低代价的路径。而且，消息路由服务可以避免单点失效，因此非常适合用于不 可靠的网络环境中。 m o m 减少了开发跨平台和网络协议软件的复杂性。它屏蔽了不同操作系统和 网络协议的具体细节，通过提供a p i 实现可以提高系统结构的灵活性以及实现 异构平台的互操作。所有应用之间的消息通信都通过消息服务器进行，新的应 用程序可以不经过重新编译和重新连接就可以部署到分布式系统中。这种消息 通信的形式极大的降低了分布式系统设计和实现的复杂性。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章消息服务平台的搭