基于消息中间件的订阅/发布系统的研究与设计

摘要

随着全球科技的不断的发展，特别是在计算机技术方面更为迅猛，从硬件技术看，CPU速度越来越快，处理能力越来越强；从软件技术看，应用程序的规模不断扩大，特别是Internet的出现，使计算机的应用范围更为广阔，许多应用程序需在网络环境的异构平台上运行，分布计算则逐渐成为计算技术的主流。为了使用户能够在网络环境的异构平台上透明、有效的使用信息资源和计算资源，分布中间件成为实现分布计算的关键技术之一。消息中间件是中间件的一种，也是当前中间件技术的发展热点，它简化了应用之间数据的传输，屏蔽底层异构操作系统和网络平台，提供一致的通信标准和应用开发，确保分布式计算网络环境下可靠的、跨平台的消息传输和数据交换。
　　 消息中间件包括点对点和发布/订阅两种通信模式，点对点模式把消息队列作为中间存储，使数据通信具有异步性。而发布/订阅模式通过主题关联应用组件，使数据通信具有匿名性。发布/订阅方式由于更加智能有效，事实上已成为异步中间件的非正式标准。本文根据消息中间件的特点，提出了一种基于消息中间件的发布/订阅系统结构。
　　 虽然目前人们已对该系统结构提出了许多种设计模式，然而这些模式对于异步中间件的应用而言，仍有很多局限性。本文首先综合分析了发布/订阅模型，并且结合TCP/IP与UDP网络协议，从系统层的角度出发，提出并且实现了一个符合发布/订阅模型设计标准，并适用于异步和跨平台的改进的基于消息中间件的发布/订阅系统的构想。其次，本文给出了改进后的系统的总体框架和组成系统的客户端与服务器端的框架，并详细介绍了消息的数据结构及一些属性的含义以及消息的传输机制及队列的一些操作。最后，我们对改进的基于消息中间件的发布/订阅系统的设计模式进行了归纳和总结，并对今后研究工作进行了讨论。

目录

文摘

英文文摘

引言

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状及课题提出

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 课题的提出

1.3 论文研究的目的意义和课题来源

1.3.1 论文研究的目的及意义

1.3.2 课题来源

1.4 论文的组织

2 消息中间件

2.1 中间件

2.1.1 中间件的定义

2.1.2 中间件的分类

2.1.3 中间件特点及优势

2.2 消息中间件

2.2.1 消息中间件的概述

2.2.2 消息中间件的特点

2.2.3 消息中间件的体系结构

2.2.4 消息中间件的通信模型

3 发布/订阅

3.1 发布/订阅系统概述

3.2 发布/订阅系统的拓扑结构

3.3 发布/订阅系统的分类

3.4 发布/订阅系统的相关技术

4 基于消息中间件的发布/订阅系统的模块设计

4.1 设计思想

4.2 总体设计

4.3 客户端体系结构的设计

4.4 服务器端体系结构的设计

4.5 消息的设计

4.6 消息的传输机制

4.7 改进的基于消息中间件发布/订阅系统传递消息的实现

5 基于消息中间件的发布/订阅系统的相关技术分析

5.1 多线程技术

5.2 触发机制

5.3 数据库连接池技术

5.4 拥塞控制技术

5.5 数据暂留层

5.5.1 直接数据存取

5.5.2 数据暂留层

6 基于消息中间件的发布/订阅系统实现

6.1 系统开发环境

6.2 消息类型与结构

6.2.1 消息类型

6.2.2 消息结构

6.3 消息的封装与解封

6.3.1 消息的封装

6.3.2 消息的解封

6.4 消息的拆解与重组

6.4.1 消息的拆解

6.4.2 消息的重组

6.5 客户端实现

6.5.1 客户端初始化

6.5.2 消息处理

6.6 服务器端实现

6.6.1 命名空间

6.6.2 主类

6.6.3 数据库连接池管理

6.6.4 事件监听

6.6.5 多线程管理

6.7 实验测试

6.7.1 系统测试

6.7.2 性能测试

结论

参考文献

在学砑究成果

致谢