消息傳遞模型轉(zhuǎn)換機制的研究與實現(xiàn)

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1、消息傳遞模型轉(zhuǎn)換機制的研究與實現(xiàn)第一章緒論1.1課題研究背景分布式系統(tǒng)⑴由于具備資源共享、并發(fā)性和容錯性等特點，在實際應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在實際的分布式系統(tǒng)中，不同組件之間的通信一般依靠中間件來完成。中間件為系統(tǒng)組件間通信提供可靠、高效的消息傳遞服務(wù)，在通信中充當(dāng)著代理人的作用，消息生產(chǎn)者和接收者無需直接交互，而是與中間件這個代理人進行通信，實現(xiàn)消息生產(chǎn)者和消息消費者在時間和空間上的解賴。中間件依靠可靠的消息傳遞機制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的平臺無關(guān)性，通過提供不同的消息傳遞模型來擴展分布式系統(tǒng)組件間的通信方式。中間件中消息的傳遞機制由消息傳遞模型決定,遵循的消息傳遞模型不同，則消息的傳遞機制

2、也就不同。中間件可以遵循的消息傳遞模型有多種，從早期的MessagePassing、RPC和Notifications,到如今的消息隊列（MessageQueueing)和發(fā)_'布/訂閱(Publish/Subscribe),消息傳遞模型一直在往更高的靈活性、更松散的稱合性發(fā)展[3]。其中，消息隊列模型與發(fā)布/訂閱模型以較強的靈活性和松親合性己在如今中間件中廣泛應(yīng)用。消息隊列模型與發(fā)布/訂閱模型都具有異步、松散稱合的特點，且消息傳遞都面向消息，正因如此，支持這兩種消息傳遞模型的中間件也叫做消息中間件。消息隊列模型[5]最早應(yīng)用于不同進程間或同一進程的不同線程間的通信，如今被廣泛應(yīng)用

3、于短信發(fā)送、郵件發(fā)送以及日志記錄等實際應(yīng)用中。發(fā)布/訂閱模型[6]主要分為兩大類：基于主題的發(fā)布/訂閱模型[7]和基于內(nèi)容的發(fā)布/訂閱模型[8]。基于內(nèi)容的發(fā)布/訂閱模型由于很多關(guān)鍵技術(shù)還未成熟，比較有影響的相關(guān)應(yīng)用實例暫時沒有。而基于主題的發(fā)布/訂閱模型由于更易于實現(xiàn)，在性能方面更具有可預(yù)測性，早期就己經(jīng)被應(yīng)用到很多成熟的實際應(yīng)用中，這些應(yīng)用涉及銀行、證券、制造業(yè)和企業(yè)信息化等各個領(lǐng)域[6]。消息隊列模型與基于主題的發(fā)布/訂閱模型在語義上雖但有差異，兩種模型的消息中間件在實現(xiàn)上存在很多相似之處。..1.2課題研究目標(biāo)鑒于現(xiàn)有遵循消息隊列模型的分布式消息中間件相對缺乏，若能研究出一種在分布

4、式消息中間件中實現(xiàn)消息隊列模型的可行機制，使得分布式消息中間件也能夠支持消息隊列模型，則分布式消息中間件必將能更好地服務(wù)于分布式系統(tǒng)，更大地滿足分布式系統(tǒng)對不同消息傳遞模型的需求?？紤]到現(xiàn)有比較成熟的分布式消息中間件大多支持基于主題的發(fā)布/訂閱模型，且消息隊列模型與基于主題的發(fā)布/訂閱模型在系統(tǒng)實現(xiàn)上有很多相似之處，為了最大限度地降低實現(xiàn)成本，本課題旨在研究一種將基于主題的發(fā)布/訂閱模型轉(zhuǎn)換為消息隊列模型的轉(zhuǎn)換機制，并將此轉(zhuǎn)換機制應(yīng)用于現(xiàn)有支持基于主題的發(fā)布/訂閱模型的分布式消息中間件中，將中間件的消息傳遞模型轉(zhuǎn)換為消息隊列模型，從而得到支持消息隊列模型的分布式消息中間件。.第二章相關(guān)技術(shù)

5、2.1分布式消息中間件分布式系統(tǒng)⑴中各組件之間可能是異構(gòu)的，為了屏蔽底層的異構(gòu)性，系統(tǒng)中的組件之間通信需要使用消息中間件技術(shù)。消息中間件實質(zhì)是一個軟件層，以提供可靠的、平臺無關(guān)的消息傳遞服務(wù)為目標(biāo)，對外提供統(tǒng)一的接來屏蔽通信雙方的異構(gòu)性。在分布式系統(tǒng)出現(xiàn)以前，傳統(tǒng)的消息中間件系統(tǒng)是非分布式的。而在近幾年，隨著云計算和分布式等技術(shù)的逐漸成熟，消息中間件本身也開始朝著分布式系統(tǒng)發(fā)展。分布式的消息中間件系統(tǒng)由分布在不同計算機上的組件構(gòu)成，這些計算機通過網(wǎng)絡(luò)進行互連，組件之間通過傳遞消息進行通信和協(xié)調(diào)。與傳統(tǒng)的非分布式的消息中間件系統(tǒng)相比，分布式的消息中間件系統(tǒng)具有以下幾個特點：1)異構(gòu)性：分布式

6、消息中間件系統(tǒng)中的不同計算機可能使用著不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的計算機硬件、不同的操作系統(tǒng)、不同的編程語言以及由不同開發(fā)者完成的軟件實現(xiàn)。2)開放性：分布式消息中間件系統(tǒng)能夠以不同的方式被擴展和重新實現(xiàn)，具體來說指的是系統(tǒng)可以很容易地添加新的功能服務(wù)，或?qū)河械墓δ苓M行重構(gòu)。3)可伸縮性：也稱為可擴展性，分布式消息中間件系統(tǒng)的規(guī)模是可伸縮的，系統(tǒng)組件數(shù)量和用戶數(shù)量的激增是一個常量，不影響系統(tǒng)的有效性。4)并發(fā)性：分布式消息中間件系統(tǒng)可以接受用戶對系統(tǒng)資源的并發(fā)訪問，多個用戶同時對同一種資源進行操作時，系統(tǒng)依然是并發(fā)安全的、有效的。5)透明性：分布式消息中間件系統(tǒng)對用戶屏蔽了分布式系統(tǒng)組件的分離性，

7、即在用戶看來，系統(tǒng)是一個整體，而不是獨立組件的集合，內(nèi)部組件的復(fù)雜連接是對用戶來說透明的。6)故障恢復(fù)：分布式消息中間件系統(tǒng)將故障發(fā)生視為常態(tài)，系統(tǒng)能夠容忍故障的發(fā)生。當(dāng)發(fā)生故障時系統(tǒng)能很快從故障中恢復(fù)回之前的狀態(tài)，使用戶絲毫感覺不到故障的發(fā)生。2.2消息傳遞模型中間件以提供可靠高效的消息傳遞服務(wù)為目標(biāo)，由消息傳遞模型來決定消息傳遞機制。中間件可以遵循不同的消息傳遞模型，如早期的MessagePassing、RPC和No