岳光

民航新疆空中交通管理局氣象中心,新疆 烏魯木齊市 830016

IBM Websphere MQ的原理與應(yīng)用

岳光

民航新疆空中交通管理局氣象中心,新疆 烏魯木齊市 830016

本文闡述了IBM Websphere的 MQ原理, 分析了MQ互聯(lián)通信技術(shù)，對MQ在氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了說明。

IBM Websphere； MQ消息；隊列管理器；氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

引言

計算機(jī)軟件發(fā)展到今天，很多具有獨(dú)立功能的應(yīng)用模塊都被逐漸隔離出來形成軟件產(chǎn)品，這些軟件往往是針對某一種應(yīng)用需求，在相關(guān)的領(lǐng)域中具有很強(qiáng)的通用性。它們通常介于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間，為應(yīng)用程序提供一些標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)，我們稱這一類軟件為中間件。中間件有消息中間件、交易中間件、對象中間件等不同種類。其中，消息中間件適用于任何需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)，負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)通信的通道，進(jìn)行數(shù)據(jù)或文件的發(fā)送。

消息中間件的典型產(chǎn)品是 I B M Websphere MQ（MQ代表Message Queue），以下簡稱MQ，主要功能是在應(yīng)用程序之間傳送消息。這些消息可以在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、不同的計算機(jī)系統(tǒng)和不同的應(yīng)用軟件之間傳遞，并能保證消息傳輸?shù)目煽啃?、高效率和安全性，同時也減少了系統(tǒng)的開發(fā)周期。MQ支持35種IBM和非IBM平臺，為不同操作系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件集成提供服務(wù)。

1、MQ的原理與體系結(jié)構(gòu)

1.1 MQ原理

MQ為應(yīng)用程序提供一種跨越網(wǎng)絡(luò)通訊的特殊機(jī)制，參與通訊的應(yīng)用程序之間不需要建立私有的、專用的邏輯連接，發(fā)送方把數(shù)據(jù)組裝成消息，放入消息隊列中，接收方從消息隊列中取出消息，達(dá)到通信的目的。MQ支持應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)的基本機(jī)制是消息與隊列。

MQ程序A與程序B要交換數(shù)據(jù)，A先把數(shù)據(jù)組織成一個稱為消息的數(shù)據(jù)包，放入隊列中。隊列是由隊列管理器管理的一個數(shù)據(jù)文件，由隊列管理器保證放在隊列中的消息的完整性和可恢復(fù)性，即消息放入隊列后，即使由于斷電或硬盤故障等引起系統(tǒng)崩潰，重新啟動后，MQ的恢復(fù)機(jī)制仍能保證消息完整。程序B從隊列中讀出程序A放入的消息，接收到由程序A送來的數(shù)據(jù)。如果程序B有應(yīng)答數(shù)據(jù)回送給程序A， 同樣組織好一條消息，放入應(yīng)答隊列中讓程序A讀取。 在MQ的支持下，應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換與傳統(tǒng)方式最大的不同是：通訊不再是程序A與B直接連接，而是引入第三個程序，一個隊列管理器作為中介。

圖1 新疆空管局氣象中心 MQ的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)及線路關(guān)系

隊列管理器是一個能管理多個隊列及其他與數(shù)據(jù)交換相關(guān)的部件的管理程序，協(xié)調(diào)各部件間的運(yùn)作和保證數(shù)據(jù)的完整性。隊列管理器提供一套應(yīng)用開發(fā)接口MQI給應(yīng)用程序，應(yīng)用程序A用這套接口中的MQPUT調(diào)用放消息入隊列Q1中，應(yīng)用程序B調(diào)用MQGET從隊列Q1中讀到該消息。

1.2 MQ的體系結(jié)構(gòu)

MQ體系結(jié)構(gòu)簡單來說，是由一個消息傳輸系統(tǒng)和一個應(yīng)用程序接口組成，其基本資源是消息（Message）和隊列（Queue）

消息傳輸系統(tǒng)：用于確保隊列之間的消息提供，包括網(wǎng)絡(luò)中不同系統(tǒng)上的遠(yuǎn)程隊列之間的消息提供；并保證網(wǎng)絡(luò)故障或關(guān)閉后的恢復(fù)。

應(yīng)用程序接口：實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序和MQ隊列之間的消息存取或交換。涉及13個API調(diào)用，2個關(guān)鍵動詞：發(fā)送(P U T)和接收(GET)。具體的API調(diào)用如下：

隊列管理器連接和斷開連接：

MQCONN，MQCONNX 和MQDISC

打開和關(guān)閉MQ 對象：MQOPEN 和MQCLOSE

將一個或多個消息放入隊列：MQPUT和MQPUT1

從隊列中瀏覽消息或刪除消息：MQGET

查詢MQ對象屬性：MQINQ

運(yùn)行時間內(nèi)設(shè)定某些隊列屬性：MQSET

管理局部或分布式事務(wù)處理：

MQBEGIN，MQCMIT 和MQBACK

2、MQ的互聯(lián)通信

2.1 MQ雙向通信傳輸

下面是一個NT和AIX系統(tǒng)之間的雙向MQ通信傳輸示例。

2.2 MQ通信的實(shí)現(xiàn)

2.2.1 準(zhǔn)備工作

檢查發(fā)送方和接收方的通信鏈路

啟動發(fā)送方和接收方的隊列管理器

啟動發(fā)送方的通道

啟動接收方的偵聽程序

在發(fā)送方上隊列管理器中定義如下對象：發(fā)送通道、遠(yuǎn)程隊列、傳輸隊列、死信隊列 。

在接收方隊列管理器中定義如下對象：接收通道、目標(biāo)隊列（或接收隊列）、死信隊列。

2.2.2 偵聽的兩種啟動方式（任選其一）

WebSphere MQ偵聽程序（通用配置）

把通道作為一個線程運(yùn)行，使用runmqlsr 命令，例如：

runmqlsr -t tcp [-m QMNAME] [-p 1822]

方括號中的參數(shù)是可選的。如果使用缺省隊列管理器，則不用說明QMNAME；如果使用缺省端口號1414，則也不用設(shè)置端口號的參數(shù)。

TCP/IP 偵聽程序 (AIX上按如下配置)

編輯/etc/services 文件，在文件中增加如下一行：

MQSeries 1414/tcp ， 1414表示偵聽端口號，可以選擇其它未使用的端口號。

編輯/etc/inetd.conf 文件，在文件中增加如下一行：

MQSeries stream tcp nowait mqm / usr/mqm/bin/amqcrsta amqcrsta [-m Queue_Man_Name]

為了使修改配置生效，需要用root用戶執(zhí)行如下命令： refresh -s inetd

2.2.3 MQ測試驗(yàn)證

用mqm用戶，通過系統(tǒng)自帶的amqsput和amqsget程序（在AIX上的位置： /usr/ mqm/samp/bin；在LINUX上的位置：/ opt/mqm/samp/bin）進(jìn)行驗(yàn)證。

命令格式如下：

amqsput 發(fā)送方遠(yuǎn)程隊列 發(fā)送方隊列管理器

amqsget 接收方本地隊列 接收方隊列管理器

3、民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的MQ應(yīng)用實(shí)例

民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的MQ應(yīng)用主要是以TCP傳送類型為基礎(chǔ)，利用發(fā)送通道-接收通道（Sender-receiver）組合，通過定義本地隊列、遠(yuǎn)程隊列、傳輸隊列、死信隊列，使用報告(Report message) 消息，完成不同平臺間的數(shù)據(jù)互聯(lián)通信。以新疆空管局氣象中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為例，MQ數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)及線路關(guān)系見圖3。

4、結(jié)語

MQ 作為IBM用于通訊的中間件產(chǎn)品，為分布式環(huán)境下進(jìn)行程序到程序之間通信提供了靈活、快速并且易于使用的解決方法，在民航氣象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。

[1]WebSphere M系Q 統(tǒng)管理指南.International Business Machines Corporatio第n.220版02

[2]張云勇.中間件技術(shù)原理與應(yīng)用.清華大學(xué)出版社

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.039