Технологи обмена сообщениями: проблемы интеграции приложений, основные принципы, шаблоны, достоинства и недостатки

Обмен сообщениями позволяет наладить асинхронное взаимодействие между слабо связанными приложениями. Передачу данных между интегрированными приложениями обеспечивает система обмена сообщениями. Основные концепции обмена сообщениями.

Как и большинство технологий, обмен сообщениями характеризуется несколькими базовыми концепциями (шаблонами):

· Каналы. Приложения, объединенные с помощью технологии обмена сообщениями, передают данные по каналам сообщений . Изначально система обмена сообщениями не содержит каналов; они создаются по мере определения способов взаимодействия приложений.

· Сообщения. Сообщение ⎯ это наименьшая единица данных, которая может быть передана по каналу сообщений. Следовательно, для передачи данных отправитель должен разбить их на пакеты, которые затем будут упакованы в сообщения и помещены в канал. Подобным образом получатель извлекает сообщения из канала и выделяет из них полезные данные. Система обмена сообщениями гарантирует доставку сообщений путем их повторной отправки.

· Каналы и фильтры. В самом простом случае система обмена сообщениями доставляет сообщение непосредственно с компьютера отправителя на компьютер получателя. Однако во многих ситуациях необходима промежуточная обработка отправленного сообщения (например, преобразование формата или проверка соответствия некоторым правилам) прежде, чем оно будет принято получателем. Архитектура каналов и фильтров описывает процесс организации многоэтапной обработки сообщения с использованием каналов.

· Маршрутизация. Для того чтобы достичь конечной точки назначения, сообщению может потребоваться пройти через несколько различных каналов. Иногда сложность маршрута сообщения приводит к тому, что отправитель не может определить канал, в который необходимо поместить сообщение для его доставки получателю. В этом случае отправитель передает сообщение маршрутизатору сообщений ⎯ программному компоненту, играющему роль фильтра в рамках архитектуры каналы и фильтры. Маршрутизатор определяет канал, в который необходимо поместить сообщение для его доставки конечному получателю или следующему маршрутизатору.

· Преобразование. Зачастую отправитель и получатель используют различные форматы для представления одних и тех же данных. Для преобразования формата отправителя в формат получателя сообщение должно пройти через промежуточный фильтр, получивший название транслятор сообщений .

· Конечные точки. Большинство приложений не обладает встроенными средствами интеграции. Для подключения таких приложений к системе обмена сообщениями необходим промежуточный код, учитывающий особенности приложения и системы обмена сообщениями. Этот код является совокупностью конечных точек сообщения , позволяющих приложению отправлять и принимать сообщения.

В настоящий момент существует несколько основных разработок в области промежуточного программного обеспечения для работы с очередями сообщений. Наиболее известными разработками являются такие системы очередей сообщений, как MSMQ, Sun JavaSystem Message Queue, IBM MQSeries, Oracle Advanced Queing. Промежуточная среда MSMQ – разработка Microsoft для асинхронной передачи сообщений внутри локальной сети, впервые появившаяся в составе операционной системы Windows NT. В настоящее время последней является версия MSMQ 3.0, включенная в Windows XP PE и 2003 Server, достаточно актуальна так же версия 2.0, включенная в состав операционной системы Windows 2000.

Служба MSMQ позволяет произвольному набору приложений добавлять сообщения в некоторую очередь, и произвольному же набору – читать сообщения из очереди. Приложению, использующему MSMQ, доступны следующие основные операции:

· добавить сообщение в очередь;

· извлечь первое сообщение из очереди;

· установить обработчик, вызываемый при появлении сообщения.

Структура сообщения определяется приложением, и может быть произвольной, с ограничением на размер одного сообщения (2Мб для MSMQ 2.0). Далее будет рассмотрено использование MSMQ 2.0/3.0 при разработке приложений с использованием .NETFramework.

При отправке сообщения с использованием MSMQ посылающему приложению необходимо указать имя компьютера и очереди, в которую его необходимо доставить. После вызова приложением функции отправки сообщение сохраняется в локальной исходящей очереди. Затем MSMQ определяет имя компьютера и очереди, куда необходимо передать сообщение. Возможны следующие случаи:

· сообщение доставляется сразу в указанную отправителем очередь (прямая доставка);

· сообщение посылается в некоторую промежуточную очередь, определяемую маршрутизатором службы сообщений;

· MSMQ определяет, что сообщение требуется разослать в несколько очередей (возможность поддерживается начиная с MSMQ 3.0).

После определения имени компьютера с очередью назначения, MSMQ проверяет доступность компьютера (пакетом UDP) и в случае ответа сразу пытается отправить ему сообщение, повторяя попытки с интервалом по умолчанию 5 секунд. Если сообщение не удается отправить, то обычно каждые 5 минут служба сообщений пытается найти новый пункт назначения сообщения, используя маршрутизацию MSMQ. Процесс пересылки сообщения между компьютерами повторяется, пока оно не достигнет очереди назначения. С момента поступления сообщения в указанную при отправке очередь любое использующее MSMQ приложение с необходимыми правами доступа может прочитать это сообщение (рис. 5.1).

Таким образом, MSMQ поддерживает асинхронную передачу сообщений, при которой участвующие в обмене компоненты распределенной системы не обязательно должны функционировать в один и тот же момент времени.

Благодаря службе маршрутизации сообщений возможно создание моста между MSMQ и аналогичной технологией IBM – IBMWebsphere MQ (ранее MQSeries). Websphere MQ может использоваться и напрямую программами .NETFramework, однако обычно это менее удобно, чем использование MSMQ, и может быть связано с дополнительными затратами – служба MSMQ уже входит в большинство систем семейства Windows. Использование моста MSMQ — MQSeries позволяет создавать гетерогенные распределенные системы на основе обмена сообщениями, поскольку технология IBM MQ является изначально межплатформенной.

Приложение может вести поиск нужной ему очереди по ряду критериев. Это возможно при использовании механизма общих очередей в Microsoft Message Queuing, что требует развертывания Microsoft Active Directory.

Служба MSMQ может работать как в составе домена Active Directory, так и при отсутствии такого домена, но во втором случае невозможно использовать ряд возможностей MSMQ, а именно:

· не поддерживается шифрование передаваемых сообщений;

· не поддерживаются общие очереди и механизмы их обнаружения;

· не поддерживается маршрутизация сообщений и групповая рассылка сообщений.

В MSMQ существуют два вида очередей – общие (public) и частные (private). Как частные, так и общие очереди могут либо использовать, либо не использовать транзакции, что задается при создании очереди и не может быть изменено в дальнейшем.

Информация об общих очередях публикуется в службе каталогов Active Directory. Путь к общей очереди имеет вид ComputerName\QueueName, возможна также запись пути в виде .\QueueName для очереди на локальном компьютере. Посылающее сообщение приложение может искать доступные в домене общие очереди по заданным критериям. Возможна также проверка приложением наличия общей очереди на удаленном компьютере и ее создание. Для использования общих очередей требуется развертывание MSMQ в рамках домена Active Directory.