架构设计：系统间通信（21）——ActiveMQ的安装与使用

1、前言

之前我们通过两篇文章（架构设计：系统间通信（19）——MQ：消息协议（上）、架构设计：系统间通信（20）——MQ：消息协议（下））从理论层面上为大家介绍了消息协议的基本定义，并花了较大篇幅向读者介绍了三种典型的消息协议：XMPP协议、Stomp协议和AMQP协议。本小节开始，我们基于之前的知识点讲解这些协议在具体的“消息队列中间件”中是如何被我们操作的。由于本人在实际工作中经常使用ActiveMQ和RabbitMQ，所以就选取这两个“消息队列中间件”进行讲解。如果读者可以补充其他“消息队列中间件”的使用，那当然是再好不过了。

2、ActiveMQ的安装和使用

ActiveMQ是Apache软件基金会的开源产品，支持AMQP协议、MQTT协议（和XMPP协议作用类似）、Openwire协议和Stomp协议等多种消息协议。并且ActiveMQ完整支持JMS API接口规范（当然Apache也提供多种其他语言的客户端，例如：C、C++、C#、Ruby、Perl）。

2-1、ActiveMQ的安装

在本文发布之时，ActiveMQ最新的版本号是5.13.2（版本号升级很快，不过并不推荐使用最新的版本）。由ActiveMQ的安装是很简单，所以这个过程并不值得我们花很大篇幅进行讨论。具体的过程就是：下载->解压->配置环境变量->运行：

• 下载软件

您可以Apache ActiveMQ的官网下载安装包：https://activemq.apache.org/download-archives.html。这里我们示例在CentOS下的安装过程，所以下载Linux下的压缩包即可（http://www.apache.org/dyn/closer.cgi?path=/activemq/5.13.2/apache-activemq-5.13.2-bin.tar.gz）。

• 解压安装

将下载的安装包放置在root用户的home目录内，解压即可（当然您可以根据自己的需要加压到不同的文件路径下）。如下所示：

[root@localhost ~]# tar -zxvf ./apache-activemq-5.13.2-bin.tar.gz

以上解压使用的是root用户，这是为了演示方便。正式环境中还是建议禁用root用户，为activeMQ的运行专门创建一个用户和用户组。

• 配置环境变量（不是必须的）

如果您只是在测试环境使用Apache ActiveMQ，以便熟悉消息中间件本身的特性和使用方式。那么您无需对解压后的软件进行任何配置，所有可运行的命令都在软件安装目录的./bin目录下。为了使用方便，最好配置一下环境变量，如下所示（注意，根据您自己的软件安装位置，环境变量的设置是不一样的，请不要盲目粘贴复制）：

设置该次会话的环境变量：
[root@localhost ~]# export PATH=/usr/apache-activemq-5.13.1/bin/linux-x86-64:$PATH;

永久设置环境变量：
[root@localhost ~]# echo "export PATH=/usr/apache-activemq-5.13.1/bin/linux-x86-64:$PATH;" >> /etc/profile

在ActiveMQ Version 5.9+的版本中，Apache ActiveMQ 针对操作系统进行了更深入的优化，所以您可以看到./bin目录下，有一个针对32位Linux运行命令的./linux-x86-32目录，和针对64位Linux运行命令的./linux-x86-64目录。请按照您自己的情况进行环境变量设置和命令运行。

• 运行程序

现在您可以在任何目录，运行activemq命令了。注意activemq命令一共有6个参数（console | start | stop | restart | status | dump），启动Apache ActiveMQ使用的命令是activemq start：

[root@localhost ~]# activemq start

如果启动成功，就可以在浏览器上访问服务节点在8161端口的管理页面了（例如http://localhost:8161）：

点击‘manage ActiveMQ broker’连接，可以进入管理主界面（默认的用户和密码都是admin）。以上就是Apache ActiveMQ消息中间件最简的安装和运行方式。在后续的文章中，我们会陆续讨论ActiveMQ的集群和高性能优化，那时会介绍对应的ActiveMQ的配置问题。

2-2、ActiveMQ的其他命令参数

如同上文讲到的，activemq命令除了start参数用于启动activemq程序以外，还有另外5个参数可以使用：console | stop | restart | status | dump。他们代表的使用意义是：

• stop：停止当前ActiveMQ节点的运行。

• restart：重新启动当前ActiveMQ节点。

• status：查看当前ActiveMQ节点的运行状态。如果当前ActiveMQ节点没有运行，那么将返回“ActiveMQ Broker is not running”的提示信息。注意，status命令只能告诉开发人员当前节点时停止的还是运行的，除此之外不能从status命令获取更多的信息。例如，ActiveMQ为什么创建Queue失败？当前ActiveMQ使用了多少内存？而要获取这些信息，需要使用以下参数启动ActiveMQ节点。

• console：使用控制台模式启动ActiveMQ节点；在这种模式下，开发人员可以调试、监控当前ActivieMQ节点的实时情况，并获取实时状态。

• dump：如果您采用console模式运行ActiveMQ，那么就可以使用dump参数，在console控制台上获取当前ActiveMQ节点的线程状态快照。

2-3、在ActiveMQ中传递Stomp消息

好吧，既然我们已经讨论过如何安装和运行ActiveMQ，也讨论了Stomp协议的组织结构，为什么我们不立即动手试一试操作ActiveMQ承载Stomp协议的消息呢？

下面我们使用ActiveMQ提供的JAVA 客户端（实际上就是ActiveMQ对JMS规范的实现），向ActiveMQ中的Queue（示例代码中将这个Queue命名为’test’）发送一条Stomp协议消息，然后再使用JAVA语言的客户端，从ActiveMQ上接受这条消息：

• 使用ActiveMQ的API发送Stomp协议消息：

package mq.test.stomp;

import java.net.Socket;
import java.util.Date;

import org.apache.activemq.transport.stomp.StompConnection;

// 消息生产者
public class TestProducer {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 建立Stomp协议的连接
            StompConnection con = new StompConnection();
            Socket so = new Socket("192.168.61.138", 61613);
            con.open(so);
            // 注意，协议版本可以是1.2，也可以是1.1
            con.setVersion("1.2");
            // 用户名和密码，这个不必多说了
            con.connect("admin", "admin");

            // 以下发送一条信息（您也可以使用“事务”方式）
            con.send("/test", "234543" + new Date().getTime());
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace(System.out);
        }
    }
}

• 使用ActiveMQ的API接收Stomp协议消息：

package mq.test.stomp;

import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
import java.util.Map;

import org.apache.activemq.transport.stomp.StompConnection;
import org.apache.activemq.transport.stomp.StompFrame;

public class TestConsumer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 建立连接
        StompConnection con = new StompConnection();
        Socket so = new Socket("192.168.61.138", 61613);
        con.open(so);
        con.setVersion("1.2");
        con.connect("admin", "admin");

        String ack = "client";
        con.subscribe("/test", "client");
        // 接受消息（使用循环进行）
        for(;;) {
            StompFrame frame = null;
            try {
                // 注意，如果没有接收到消息，
                // 这个消费者线程会停在这里，直到本次等待超时
                frame = con.receive();
            } catch(SocketTimeoutException e) {
                continue;
            }

            // 打印本次接收到的消息
            System.out.println("frame.getAction() = " + frame.getAction());
            Map<String, String> headers = frame.getHeaders();
            String meesage_id = headers.get("message-id");
            System.out.println("frame.getBody() = " + frame.getBody());
            System.out.println("frame.getCommandId() = " + frame.getCommandId());

            // 在ack是client标记的情况下，确认消息
            if("client".equals(ack)) {
                con.ack(meesage_id);
            }
        }
    }
}

以上分别是使用Activie提供的Stomp协议的消息生产端和Stomp协议的消息消费端的代码（如果您不清楚Stomp协议的细节，可以参考我另一篇文章：《架构设计：系统间通信（19）——MQ：消息协议（上）》）。请注意在代码片段中，并没有出现任何一个带有jms名称的包或者类——这是因为ActiveMQ为Stomp协议提供的JAVA API在内部进行了JMS规范的封装。

您可以查看activemq-stomp中关于协议转换部分的源代码：org.apache.activemq.transport.stomp.JmsFrameTranslator和其父级接口：org.apache.activemq.transport.stomp.FrameTranslator来验证这件事情（关于ActiveMQ对JMS规范的实现设计，如果后续有时间再回头进行讲解）。

以下是Stomp协议的消费者端的运行效果（在生产者端已经向ActiveMQ插入了一条消息之后）：

frame.getAction() = MESSAGE
frame.getBody() = 2345431458460073204
frame.getCommandId() = 0

注意，由于消息体中插入了一个时间戳，所以您复制粘贴代码后运行效果并不会和我的演示程序完全一致。

2-4、ActiveMQ中的Queue和Topics

如果您细心的话，在ActiveMQ提供的管理页面上已经看到有两个功能页面：Queue和Topic。Queue和Topic是JMS为开发人员提供的两种不同工作机制的消息队列。 在ActiveMQ官方的解释是：

• Topics

In JMS a Topic implements publish and subscribe semantics. When you publish a message it goes to all the subscribers who are interested - so zero to many subscribers will receive a copy of the message. Only subscribers who had an active subscription at the time the broker receives the message will get a copy of the message.

中文的可以译做：JMS-Topic 队列基于“订阅-发布”模式，当操作者发布一条消息后，所有对这条消息感兴趣的订阅者都可以收到它——也就是说这条消息会被拷贝成多份，进行分发。只有当前“活动的”订阅者能够收到消息（换句话说，如果当前JMS-Topic队列中没有订阅者，这条消息将被丢弃）。

• Queue

A JMS Queue implements load balancer semantics. A single message will be received by exactly one consumer. If there are no consumers available at the time the message is sent it will be kept until a consumer is available that can process the message. If a consumer receives a message and does not acknowledge it before closing then the message will be redelivered to another consumer. A queue can have many consumers with messages load balanced across the available consumers.

So Queues implement a reliable load balancer in JMS.

中文的可以译做：JMS-Queue是一种“负载均衡模式”的实现。一个消息能且只能被一个消费者接受。如果当前JMS-Queue中没有任何的消费者，那么这条消息将会被Queue存储起来（实际应用中可以存储在磁盘上，也可以存储在数据库中，看软件的配置），直到有一个消费者连接上。另外，如果消费者在接受到消息后，在他断开与JMS-Queue连接之前，没有发送ack信息（可以是客户端手动发送，也可以是自动发送），那么这条消息将被发送给其他消费者。

以下表格摘自互联网上的资料，基本上把Queue和Topic这两种队列的不同特性说清楚了：

比较项目	Topic 模式队列	Queue 模式队列
工作模式	“订阅-发布”模式，如果当前没有订阅者，消息将会被丢弃。如果有多个订阅者，那么这些订阅者都会收到消息	“负载均衡”模式，如果当前没有消费者，消息也不会丢弃；如果有多个消费者，那么一条消息也只会发送给其中一个消费者，并且要求消费者ack信息。
有无状态	无状态	Queue数据默认会在mq服务器上以文件形式保存，比如Active MQ一般保存在$AMQ_HOMEdatakr-storedata下面。也可以配置成DB存储。
传递完整性	如果没有订阅者，消息会被丢弃	消息不会丢弃
处理效率	由于消息要按照订阅者的数量进行复制，所以处理性能会随着订阅者的增加而明显降低，并且还要结合不同消息协议自身的性能差异	由于一条消息只发送给一个消费者，所以就算消费者再多，性能也不会有明显降低。当然不同消息协议的具体性能也是有差异的

2-5、JMS和协议间转换

上文已经说到，JMS这套面向消息通信的 JAVA API 是一个和厂商无关的规范。通过JMS，我们能实现不同消息中间件厂商、不同协议间的转换和交互。这一小节我们就来讨论一下这个问题。如果用一张图来表示JMS在消息中间件中的作用话，那么就可以这么来画：

首先您使用的MQ消息中间件需要实现了JMS规范；那么通过JMS规范，开发人员可以忽略各种消息协议的细节，只要消息在同一队列中，就能够保证各种消息协议间实现互相转换。下面我们首先来看一个使用JMS API在ActiveMQ中操作openwire协议消息的简单示例，然后再给出一个通过JMS，实现Stomp消息协议和Openwire消息协议间的互转示例。

2-5-1、JMS操作

• 以下代码使用向某个Queue（命名为test）中发送一条消息：

package jms;

import javax.jms.Connection;
import javax.jms.Destination;
import javax.jms.MessageProducer;
import javax.jms.Session;
import javax.jms.TextMessage;

import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;
/**
 * 测试使用JMS API连接ActiveMQ
 * @author yinwenjie
 */
public class JMSProducer {
    /**
     * 由于是测试代码，这里忽略了异常处理。
     * 正是代码可不能这样做
     * @param args
     * @throws RuntimeException
     */
    public static void main (String[] args) throws Exception {
        // 定义JMS-ActiveMQ连接信息（默认为Openwire协议）
        ActiveMQConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory("tcp://192.168.61.138:61616");
        Session session = null;
        Destination sendQueue;
        Connection connection = null;

        //进行连接
        connection = connectionFactory.createQueueConnection();
        connection.start();

        //建立会话（设置一个带有事务特性的会话）
        session = connection.createSession(true, Session.SESSION_TRANSACTED);
        //建立queue（当然如果有了就不会重复建立）
        sendQueue = session.createQueue("/test");
        //建立消息发送者对象
        MessageProducer sender = session.createProducer(sendQueue);
        TextMessage outMessage = session.createTextMessage();
        outMessage.setText("这是发送的消息内容");

        //发送（JMS是支持事务的）
        sender.send(outMessage);
        session.commit();

        //关闭
        sender.close();
        connection.close();
    }
}

当以上代码运行到“start”的位置时，我们可以通过观察ActiveMQ管理界面中connection列表中的连接信息，发现消息生产者已经建立了一个Openwire协议的连接：

从而确定我们通过JMS API建立了一个openwire协议的通讯连接。接着我们使用以下代码，建立一个基于openwire协议的“消费者”。注意：消息生产者和消息消费者，映射的队列必须一致。（在示例代码中，它们都映射名称为test的JMS-Queue）

• 以下代码使用JMS从某个Queue中接收消息：

package jms;

import javax.jms.Connection;
import javax.jms.Destination;
import javax.jms.Message;
import javax.jms.MessageConsumer;
import javax.jms.MessageListener;

import javax.jms.Session;


import org.apache.activemq.ActiveMQConnectionFactory;
/**
 * 测试使用JMS API连接ActiveMQ
 * @author yinwenjie
 */
public class JMSConsumer {
    /**
     * 由于是测试代码，这里忽略了异常处理。
     * 正是代码可不能这样做
     * @param args
     * @throws RuntimeException
     */
    public static void main (String[] args) throws Exception {
        // 定义JMS-ActiveMQ连接信息
        ActiveMQConnectionFactory connectionFactory = new ActiveMQConnectionFactory("tcp://192.168.61.138:61616");
        Session session = null;
        Destination sendQueue;
        Connection connection = null;

        //进行连接
        connection = connectionFactory.createQueueConnection();
        connection.start();

        //建立会话(设置为自动ack)
        session = connection.createSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);
        //建立Queue（当然如果有了就不会重复建立）
        sendQueue = session.createQueue("/test");
        //建立消息发送者对象
        MessageConsumer consumer = session.createConsumer(sendQueue);
        consumer.setMessageListener(new MessageListener() {
            @Override
            public void onMessage(Message arg0) {
                // 接收到消息后，不需要再发送ack了。
                System.out.println("Message = " + arg0);
            }
        });

        synchronized (JMSConsumer.class) {
            JMSConsumer.class.wait();
        }

        //关闭
        consumer.close();
        connection.close();
    }
}

当以上“消费者”代码运行到start的位置时，我们通过ActiveMQ提供的管理界面可以看到，基于Openwire协议的连接增加到了两条：

注意，您在运行以上测试代码时，不用和我的运行顺序一致。由于Queue模式的队列是要进行消息状态保存的，所以无论您是先运行“消费者”端，还是先运行“生产者”端，最后“消费者”都会收到一条消息。类似如下的效果：

Message = ActiveMQTextMessage {commandId = 6, responseRequired = false, messageId = ID:yinwenjie-240-60482-1458616972423-1:1:1:1:1, originalDestination = null, originalTransactionId = null, producerId = ID:yinwenjie-240-60482-1458616972423-1:1:1:1, destination = queue:///test, transactionId = TX:ID:yinwenjie-240-60482-1458616972423-1:1:1, expiration = 0, timestamp = 1458617840154, arrival = 0, brokerInTime = 1458617840166, brokerOutTime = 1458617840187, correlationId = null, replyTo = null, persistent = true, type = null, priority = 4, groupID = null, groupSequence = 0, targetConsumerId = null, compressed = false, userID = null, content = org.apache.activemq.util.ByteSequence@66968df8, marshalledProperties = null, dataStructure = null, redeliveryCounter = 0, size = 0, properties = null, readOnlyProperties = true, readOnlyBody = true, droppable = false, jmsXGroupFirstForConsumer = false, text = 这是发送的消息内容}

2-5-2、协议间转换

下面我们将Openwire协议的消息通过JMS送入Queue队列，并且让基于Stomp协议的消费者接收到这条消息。为了节约篇幅，基于Openwire协议的生产者的代码请参考上一小节2-5-1中“生产者”的代码片段。这里只列出Stomp消息的接受者代码（实际上这段代码在上文中也可以找到）：

• Stomp协议的消息消费者（消息接收者）：

package mq.test.stomp;

import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
import java.util.Map;

import org.apache.activemq.transport.stomp.StompConnection;
import org.apache.activemq.transport.stomp.StompFrame;

public class TestConsumer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 建立连接（注意，Stomp协议的连接端口是61613）
        StompConnection con = new StompConnection();
        Socket so = new Socket("192.168.61.138", 61613);
        con.open(so);
        con.setVersion("1.2");
        con.connect("admin", "admin");

        String ack = "client";
        con.subscribe("/test", "client");
        // 接受消息（使用循环进行）
        for(;;) {
            StompFrame frame = null;
            try {
                // 注意，如果没有接收到消息，
                // 这个消费者线程会停在这里，直到本次等待超时
                frame = con.receive();
            } catch(SocketTimeoutException e) {
                continue;
            }

            // 打印本次接收到的消息
            System.out.println("frame.getAction() = " + frame.getAction());
            Map<String, String> headers = frame.getHeaders();
            String meesage_id = headers.get("message-id");
            System.out.println("frame.getBody() = " + frame.getBody());
            System.out.println("frame.getCommandId() = " + frame.getCommandId());

            // 在ack是client模式的情况下，确认消息
            if("client".equals(ack)) {
                con.ack(meesage_id);
            }
        }
    }
}

当您同时运行Openwire消息发送者和Stomp消息接收者时，您可以在ActiveMQ的管理界面看到这两种协议的连接信息：

以下是Stomp协议消费者接收到的消息内容（经过转换的openwire协议消息）：

frame.getAction() = MESSAGE
frame.getBody() = 这是发送的消息内容
frame.getCommandId() = 0

接下文