Sistemas Empresariais Integrados

Sistemas Empresariais Integrados

Tecnologias de messaging

(MSMQ)

Tecnologias de messaging

• Microsoft Message Queuing (MSMQ)

– faz parte do sistema operativo

– infra-estrutura de mensagens e plataforma de

desenvolvimento

– aplicações distribuídas e assíncronas baseadas em

Windows

– oferece garantia de entrega, roteamento eficiente,

segurança, transacções, prioridades, etc.

• Versão 1.0

– Windows 95/98/Me e Windows NT 4.0

• Versão 2.0

– Windows 2000

• Versão 3.0

– Windows XP e 2003

• Versão 4.0

– Windows Vista e Windows Server 2008

• Versão 5.0

– Windows 7 e Windows Server 2008 R2

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Visão geral

– filas transaccionais vs. não-transaccionais

– entrega rápida vs. recuperável

– roteamento directo vs. store-and-forward

– destino único vs. múltiplos destinos

• queue vs. distribution list

– possibilidade de encriptação e autenticação

Emissor

(sender) destination queue msg

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Receptor (receiver)

– leitura local vs. remota

• preferencialmente local

– filas transaccionais vs. não-transaccionais

– leitura síncrona vs. assíncrona

– peek vs. retrieve

• peek lê mas deixa mensagem na fila

destination queue msg

• Tipos de filas

– filas criadas pelas aplicações

• fila de destino

• fila de administração (acknowledgments) • fila de resposta (a usar pelo receptor)

• report queues (para tracking de mensagens)

Emissor (sender) Receptor (receiver) destination queue response queue msg1 msg2

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Tipos de filas

– filas usadas pelo sistema MSMQ

• queue journal / computer journal (guardam cópias) • dead-letter queue (mensagens não entregues) • outgoing queues (ligação a filas remotas)

– filas públicas

• ComputerName\QueueName

– filas privadas

• ComputerName\PRIVATE$\QueueName

– fila na máquina local

• .\QueueName • .\PRIVATE$\QueueName

– sub-filas

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Serviço de directório

– usado para filas públicas

– implementado por Active Directory (LDAP)

Serviço de directório

Aplicação

filas

• MSMQ é um sistema de mensagens

– não é só uma interface como o JMS

• os principais objectivos são:

– comunicação assíncrona de mensagens – persistência de mensagens entre aplicações

filas (queues) Message Queuing

Aplicação 1 Aplicação 2

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Interacções suportadas por MSMQ

– mensagens unidireccionais

• 1 fila

– interacções pedido-resposta

• 2 filas: uma para o pedido, outra para a resposta • a fila de resposta é especificada no pedido

• exige o uso de correlação entre pedido e resposta

– mensagens em modo broadcast

– as filas são mantidas por um Queue Manager

• corre como um serviço separado das aplicações • existe um protocolo de comunicação entre as

aplicações e o queue manager

Emissor (sender) Receptor (receiver) fila (queue) Queue Manager

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Componentes de MSMQ

– MSMQ também suporta a interacção entre queue

managers distintos

– transferência assíncrona de mensagens pela rede

Emissor (sender) Receptor (receiver) fila (queue) Queue Manager fila (queue) Queue Manager

• Componentes de MSMQ

– quando a fila de destino é remota

• aplicação entrega a mensagem ao queue manager local • queue manager local coloca a mensagem numa fila

(outgoing queue) criada especialmente para o efeito • queue manager local envia a mensagem para queue

manager remoto

• o queue manager remoto entrega a mensagem à aplicação de destino

– pode haver vários queue managers intermédios

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Componentes de MSMQ – queue managers

Emissor (sender) Receptor (receiver) local queue Queue Manager destination queue Queue Manager outgoing queue Optional Interim Queue managers Optional Interim Queue managers Outros queue managers intermédios

– MSMQ pode usar um Serviço de Directório

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Componentes de MSMQ

– o serviço de directório permite:

• guardar metadados sobre as filas e sobre o sistema • descobrir as filas (públicas) existentes

• guardar a topologia da rede para roteamento de mensagens

• Componentes de MSMQ

– também pode haver Coordenador de Transacções

Aplicação (opcional) fila (queue) Queue Manager Transaction Coordinator

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Componentes de MSMQ

– o coordenador de transacções permite:

• estabelecer transacções entre uma aplicação e um queue manager

• gerir o estado da transacção

• aceitar ou recusar mensagens conforme o estado da transacção

Microsoft, “MS-MQSO: Message Queuing System Overview”, February 2011

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Diagrama de

• Garantias de entrega

– Best-effort Express Delivery

• at-most-once, com mensagens armazenadas em memória

• sujeito a perda de mensagens por falhas do sistema ou da rede

– Best-effort Delivery

• at-most-once, com mensagens armazenadas de forma persistente pelo queue manager

• sujeito a perda de mensagens por falha da rede

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Garantias de entrega (cont.)

– Exactly-once Delivery

• exactly-once, só com filas transaccionais

• aplicação envia mensagens para a fila no contexto de uma transacção

• dependendo do resultado da transacção, o queue manager aceita e armazena as mensagens

• as mensagens são transferidas entre queue managers até chegarem à fila de destino

Emissor (sender)

Receptor (receiver)

Source Queue Manager outgoing queue

transactional dead-letter queue

Destination Queue Manager destination queue

Processo de confirmação da transacção

MSMQ

• Transacções

• Acknowledgments

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Acknowledgments

– com aknowledgments é possível saber

• se a mensagem chegou à fila de destino

– Acknowledgment = ReachQueue

• se a mensagem foi recebida pelo receptor

– Acknowledgment = Receive

– as mensagens de acknowledgment aparecem

numa fila de administração própria

– também existem acknowledgments negativos

• se a mensagem não chegar à fila de destino • se a mensagem não for recebida pelo receptor

– exemplos

• BadDestinationQueue, BadEncryption, BadSignature, HopCountExceeded, NotTransactionalQueue,

QueueDeleted, QueueExceedMaximumSize, ReachQueueTimeout, ReceiveTimeout, etc.

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Acknowledgments

– tem de haver correlação com a mensagem original

– campos importantes na mensagem de ack.

• MessageType – indica que a mensagem é um acknowledgment

• Acknowledgement – diz qual é o tipo de ack. positivo ou negativo (p.ex. ReachQueue)

• CorrelationId – contém o id da mensagem original a que se refere este ack.

• Mensagens

– todo o conteúdo são propriedades (nome-valor)

– uma das propriedades é o body

• vazio

• tipos de dados básicos • texto

• objecto serializável • array de bytes

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Propriedades das mensagens

– AcknowledgeType (tipo de acknowledgment desejado)

– Acknowledgement (se a msg for um ack., aqui vem o tipo)

– AdministrationQueue (fila a usar para o acknowledgment)

– ArrivedTime (chegada à fila de destino)

– Body / BodyStream / BodyType – CorrelationId

– DestinationQueue

– Formatter (formatar em XML ou binário)

– Id (identificador único)

– MessageType (normal, acknowledgement, ou report)

– Priority (determina posição na fila de destino)

– Recoverable (true = persistência)

– ResponseQueue – SenderId

– SentTime – SourceMachine

– TimeToBeReceived (tempo máx. até ser lida no destino)

– TimeToReachQueue (tempo máx. até chegar à fila de destino)

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Propriedades usadas para segurança

– Authenticated (true = mensagem com assinatura)

– DestinationSymmetricKey (chave para [des]encriptar o body) • este campo está encriptado pela chave pública do queue manager

– DigitalSignature (assinatura digital da msg)

– EncryptionAlgorithm

– HashAlgorithm (algoritmo usado para assinar)

• Como usar MSMQ

– em C# e .NET Framework a API está no namespace

System.Messaging

– verificar se uma fila existe:

string queueName = @".\private$\purchaseorders"; if (MessageQueue.Exists(queueName)) { … }

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Como usar MSMQ

– abrir uma fila que já existe

string queueName = @".\private$\purchaseorders"; MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName);

– criar e abrir uma fila que ainda não existe

string queueName = @".\private$\purchaseorders"; MessageQueue mq = MessageQueue.Create(queueName);

– criar mensagem

Message msg = new Message(...) Message.Body = …

– enviar mensagem

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName); mq.Send(msg);

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Como usar MSMQ

– receber mensagem

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName); Message msg = mq.Receive();

– receber mensagem, mas sem remover da fila

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName); Message msg = mq.Peek();

• Como usar MSMQ

– receber mensagem assincronamente

1. implementar um método para servir de event handler (callback)

2. adicionar o método como handler para o evento ReceiveCompleted

3. chamar BeginReceive() em vez de Receive()

Tecnologias de messaging (MSMQ)

private static void MyReceive(Object source,

ReceiveCompletedEventArgs asyncResult) {

MessageQueue mq = (MessageQueue) source;

Message msg = mq.EndReceive(asyncResult.AsyncResult);

// display message on the screen

Console.WriteLine("Message: " + (string)msg.Body);

// start another asynchronous receive

mq.BeginReceive(); }

// add an event handler for the ReceiveCompleted event

mq.ReceiveCompleted += new

ReceiveCompletedEventHandler(MyReceive);

// Begin the asynchronous receive

mq.BeginReceive();

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Transacções

// create a transaction and start it

MessageQueueTransaction trans = new MessageQueueTransaction(); trans.Begin();

// open a message queue

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName);

// create the message

Message msg = new Message(…);

// send the message as part of the transaction

mq.Send(msg, trans);

// commit the transaction

• Acknowledgments

// open a message queue

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName);

// create the message

Message msg = new Message(…);

// we want a acknowledgement if received or not

Msg.AcknowledgeType = AcknowledgeTypes.FullReceive;

Msg.AdministrationQueue = new MessageQueue(adminQueue);

// send the message

mq.Send(Msg);

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Acknowledgments

– tipos de ack que podem ser usados em

Message.AcknowledgeType

• PositiveArrival • PositiveReceive

• NegativeReceive (se a mensagem ficar na fila)

• NotAcknowledgeReachQueue (se não chegar à fila)

• NotAcknowledgeReceive (quando o tempo expira)

• FullReachQueue (se chegou à fila, sim ou não)

– o body da mensagem é formatado em XML

(default) ou binário

– a propriedade Formatter da mensagem é

XmlMessageFormatter

ou

– mas… o

não adivinha o tipo de

dados que foi serializado

– é necessário definir o

do

• isto é feito antes de receber a mensagem

Tecnologias de messaging (MSMQ)

• Um pormenor que não foi mencionado antes

// open a message queue

MessageQueue mq = new MessageQueue(queueName);

// the target type we have stored in the message body

System.Type[] types = new Type[] { typeof(Order) }; mq.Formatter = new XmlMessageFormatter(types);

// receive and convert message

Message msg = mq.Receive(); Order ord = (Order) msg.Body;

• Exemplo

– pretende-se transmitir uma ordem de compra (PurchaseOrder) para um certo produto, quantidade, e com a data actual – há 2 aplicações: uma que envia, outra que

recebe

– há 1 fila privada para ordens de compra chamada purchaseorders PurchaseOrder Product : string Quantity : int Date: DateTime SendPO purchaseorders PO ReceivePO

Tecnologias de messaging (MSMQ)

1. Instalar os componentes MSMQ

– verificar que os serviços MSMQ estão a correr

Tecnologias de messaging (MSMQ)

2. Criar a fila para as ordens de compra

2. Criar a fila para as ordens de compra

– criar uma nova fila privada

Tecnologias de messaging (MSMQ)

2. Criar a fila para as ordens de compra

– criar projecto C# (class library) no Visual Studio – definir uma nova classe

public class PurchaseOrder {

public string Product { get; set; } public int Quantity { get; set; } public DateTime Date { get; set; } // construtor

public PurchaseOrder() { Date = DateTime.Now; } }

Tecnologias de messaging (MSMQ)

4. Criar a aplicação SendPO

– criar projecto C# (console application) no Visual Studio – adicionar referência ao projecto da PurchaseOrder – adicionar referência para a assembly System.Messaging

4.

Criar a aplicação SendPO

– escrever o código da aplicação using System.Messaging;

PurchaseOrder PO = new PurchaseOrder(); PO.Product = ...

PO.Quantity = ...

MessageQueue mq = new MessageQueue(@".\private$\purchaseorders"); Message msg = new Message(PO);

mq.Send(msg, "PurchaseOrder");

body da mensagem

label da mensagem

fila

Tecnologias de messaging (MSMQ)

5. Criar a aplicação ReceivePO

– criar projecto C# (console application) no Visual Studio – adicionar referência ao projecto da PurchaseOrder – adicionar referência para a assembly System.Messaging

– escrever o código da aplicação using System.Messaging;

MessageQueue mq = new MessageQueue(@".\private$\purchaseorders"); System.Type[] types = new Type[] { typeof(PurchaseOrder) };

mq.Formatter = new XmlMessageFormatter(types); Message msg = mq.Receive();

PurchaseOrder PO = (PurchaseOrder)msg.Body;

Tecnologias de messaging (MSMQ)

6. Correr a aplicação SendPO

7. Correr a aplicação ReceivePO

Tecnologias de messaging (MSMQ)

8. Verificar as mensagens na fila