消息传递模型转换机制的研究与实现

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1、消息传递模型转换机制的研究与实现第一章绪论1.1课题研究背景分布式系统⑴由于具备资源共享、并发性和容错性等特点，在实际应用系统中得到了广泛应用。在实际的分布式系统中，不同组件之间的通信一般依靠中间件来完成。中间件为系统组件间通信提供可靠、高效的消息传递服务，在通信中充当着代理人的作用，消息生产者和接收者无需直接交互，而是与中间件这个代理人进行通信，实现消息生产者和消息消费者在时间和空间上的解賴。中间件依靠可靠的消息传递机制来实现数据通信的平台无关性，通过提供不同的消息传递模型来扩展分布式系统组件间的通信方式。中间件中消息的传递机制由消息传递模型决定,遵循的消息传递模型不同，则消息的传递机制

2、也就不同。中间件可以遵循的消息传递模型有多种，从早期的MessagePassing、RPC和Notifications,到如今的消息队列（MessageQueueing)和发_'布/订阅(Publish/Subscribe),消息传递模型一直在往更高的灵活性、更松散的稱合性发展[3]。其中，消息队列模型与发布/订阅模型以较强的灵活性和松親合性己在如今中间件中广泛应用。消息队列模型与发布/订阅模型都具有异步、松散稱合的特点，且消息传递都面向消息，正因如此，支持这两种消息传递模型的中间件也叫做消息中间件。消息队列模型[5]最早应用于不同进程间或同一进程的不同线程间的通信，如今被广泛应用

3、于短信发送、邮件发送以及日志记录等实际应用中。发布/订阅模型[6]主要分为两大类：基于主题的发布/订阅模型[7]和基于内容的发布/订阅模型[8]。基于内容的发布/订阅模型由于很多关键技术还未成熟，比较有影响的相关应用实例暂时没有。而基于主题的发布/订阅模型由于更易于实现，在性能方面更具有可预测性，早期就己经被应用到很多成熟的实际应用中，这些应用涉及银行、证券、制造业和企业信息化等各个领域[6]。消息队列模型与基于主题的发布/订阅模型在语义上虽但有差异，两种模型的消息中间件在实现上存在很多相似之处。..1.2课题研究目标鉴于现有遵循消息队列模型的分布式消息中间件相对缺乏，若能研究出一种在分布

4、式消息中间件中实现消息队列模型的可行机制，使得分布式消息中间件也能够支持消息队列模型，则分布式消息中间件必将能更好地服务于分布式系统，更大地满足分布式系统对不同消息传递模型的需求。考虑到现有比较成熟的分布式消息中间件大多支持基于主题的发布/订阅模型，且消息队列模型与基于主题的发布/订阅模型在系统实现上有很多相似之处，为了最大限度地降低实现成本，本课题旨在研究一种将基于主题的发布/订阅模型转换为消息队列模型的转换机制，并将此转换机制应用于现有支持基于主题的发布/订阅模型的分布式消息中间件中，将中间件的消息传递模型转换为消息队列模型，从而得到支持消息队列模型的分布式消息中间件。.第二章相关技术

5、2.1分布式消息中间件分布式系统⑴中各组件之间可能是异构的，为了屏蔽底层的异构性，系统中的组件之间通信需要使用消息中间件技术。消息中间件实质是一个软件层，以提供可靠的、平台无关的消息传递服务为目标，对外提供统一的接来屏蔽通信双方的异构性。在分布式系统出现以前，传统的消息中间件系统是非分布式的。而在近几年，随着云计算和分布式等技术的逐渐成熟，消息中间件本身也开始朝着分布式系统发展。分布式的消息中间件系统由分布在不同计算机上的组件构成，这些计算机通过网络进行互连，组件之间通过传递消息进行通信和协调。与传统的非分布式的消息中间件系统相比，分布式的消息中间件系统具有以下几个特点：1)异构性：分布式

6、消息中间件系统中的不同计算机可能使用着不同的网络、不同的计算机硬件、不同的操作系统、不同的编程语言以及由不同开发者完成的软件实现。2)开放性：分布式消息中间件系统能够以不同的方式被扩展和重新实现，具体来说指的是系统可以很容易地添加新的功能服务，或对己有的功能进行重构。3)可伸缩性：也称为可扩展性，分布式消息中间件系统的规模是可伸缩的，系统组件数量和用户数量的激增是一个常量，不影响系统的有效性。4)并发性：分布式消息中间件系统可以接受用户对系统资源的并发访问，多个用户同时对同一种资源进行操作时，系统依然是并发安全的、有效的。5)透明性：分布式消息中间件系统对用户屏蔽了分布式系统组件的分离性，

7、即在用户看来，系统是一个整体，而不是独立组件的集合，内部组件的复杂连接是对用户来说透明的。6)故障恢复：分布式消息中间件系统将故障发生视为常态，系统能够容忍故障的发生。当发生故障时系统能很快从故障中恢复回之前的状态，使用户丝毫感觉不到故障的发生。2.2消息传递模型中间件以提供可靠高效的消息传递服务为目标，由消息传递模型来决定消息传递机制。中间件可以遵循不同的消息传递模型，如早期的MessagePassing、RPC和No