Filas de Mensagens. Canal com fila de mensagens

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8/28/2003 José Alves Marques

Filas de Mensagens

Message Oriented Middleware - MOM

Departamento de Engenharia Informática

Emissor

Receptor

fila

Rede

Canal com fila de mensagens

Modelo do RPC ou de ligação de

transporte

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Integração por Mensagens – Message Oriented

Middleware

• A integração é feita através do encaminhamento de informação (mensagens) entre os

sistemas.

• As aplicações recebem e enviam as mensagens para um servidor central (broker).

• As mensagens uma vez recebidas pelo broker podem ser reformatadas, combinadas ou

modificas por forma a serem entendidas pelo sistema de destino.

• Normalmente não é necessário modificar os sistemas envolvidos. Os Message Brokers

fornecem adaptadores para as aplicações mais comuns (SAP, Baan, PeopleSoft, etc.).

Positivo

Negativo

Mensagens Directas

(mecanismo de

transportes)

•

As API são muito simples. • Qualquer tipo de dados pode ser transmitido.

• Total separação entre os dados e o código das aplicações que tratam as mensagens

•Tudo o que está acima + • Funcionamento assíncrono permite distribuir carga e ganhar eficiência

• Permite um funcionamento desconectado da rede.

• Permite 1 para muitos e muitos para muitos.

•

As aplicações tem de fazer manualmente a codificação e a descodificação dos dados

•Tudo o que está acima +

• As formas mais úteis de comunicação requerem mecanismos de queuing • A maioria dos produtos de queuing não interoperam bem

• O assincronismo torna a programação mais difícil (programação por eventos).

Filas de Mensagens Message queuing

Comparação de canais com e sem fila de

mensagens

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Características Message Oriented Middleware (I)

• Store Forward

– A mensagem deve ser aceite pelo serviço de mensagens e e armazenada

até que o receptor ou receptores estejam disponíveis para a receberem

– O emissor deve ser imediatamente desbloqueado depois da mensagem ter

sido aceite para envio (funcionamento assíncrono)

– As Mensagens são armazenadas de forma persistente pelo middleware

• Broker de mensagens

– Para além de uma comunicação ponto-a-ponto, o sistema efectua a

distribuição de mensagens permitindo o envio de mensagens de uma

aplicação para um conjunto de outras que se executam em diversos

sistemas.

• Subscrição e Publicação

– Os receptores interessados subscrevem o tópico e recebem todas as

mensagens ou aplicam um filtro de selecção

Características MOM (II)

• Garantia de entrega

– O mecanismo deve garantir a entrega da mensagem ao receptor(es)

– A entrega deve ser exactamente uma vez (não pode ser duplicada)

– Se a aplicação que envia a mensagem tem esta garantia de

qualidade de serviço, não necessita de verificar a entrega

• Sequência das mensagens

– A sequência de envio das mensagens de um emissor deve ser

respeitada, garantido a ordenação dos acontecimentos que as

mensagens representam.

– Evita que as aplicações se preocupem com a ordem.

• Routing simbólico

– O endereçamento das mensagens baseia-se em nomes simbólicos

virtualizando a rede de comunicações

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Características MOM (III)

• Pedido-resposta

– Muitas interacções baseiam-se num pedido e numa resposta.

Comportamento que á a base da chamada remota de procedimentos

– O emissor poderia especificar o endereço de resposta mas este estaria

dependente da organização da rede. A infraestrutura pode encarregar-se de

fazer o emparelhamento, permitindo que a resposta provenha de uma outra

aplicação

• Eventos

– Assinalam acontecimento que podem ter origem dentro ou fora do sistema

– Permitem alterar o fluxo dos processos

• Transformação de mensagens

– Possibilidade de aceitar mensagens com formatos predefinidos e

transformá-las para o formato do receptor.

– Permite que as integrações não estejam dependentes de um formato de

aplicações herdadas

Características MOM (IV)

• Resolução de excepções

– A infraestrutura deve tentar tratar os erros habituais como os de

comunicação

– Deve assinalar os acontecimentos que envolvam quebra da semântica:

impossível de entregar, “exactamente –uma-vez” na entrega não

respeitado, etc.

• Transferência de ficheiros

– A maioria das mensagens devem ser relativamente pequenas, contudo a

infra-estrutura deve poder enviar ficheiros de dimensão grande entre

aplicações porque muitas integrações são feitas com ficheiros

• Segurança

– A segurança tem de ser considerada a dois níveis

• Dentro da organização – típico Enterprise Application Integration

• Com sistemas externos – típico Business to Business

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Exemplo de MOM

Java Messages

Java Messaging Service - JMS

• Elementos da infraestrutura

– Filas de mensagens - queues

– Envio e recepção de mensagens

– Mensagens ponto a ponto

– Subscrição e publicação de mensagens

– Formato das Mensagens

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Envio e Recepção de Mensagens

• As aplicações falam com o message broker através de uma connection.

• Dentro de uma connection um processo pode ter várias sessions para

cada uma das suas tarefas (threads)

• Depois estar ligado ao message broker associa-se ou cria uma queue

• Cria um message sender ou message receiver para aceder à queue

• Um processo pode enviar mensagem ou receber mensagens de uma

queue através das funções do objecto queue

• A recepção pode ser síncrona ou assíncrona

• As mensagens podem ser:

– Stream – sequência de tipos básicos de Java

– Texto – na qual se incluem documentos XML

– Objectos – objectos Java serializados

– Bytes

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Filas de mensagens e transacções

• O tratamento de erros e a garantia de entrega é assegurada pelas filas

de mensagens serem persistentes

-

durable

• Para assegurar o exactamente-uma–vez as JMS sessions podem

opcionalmente ser transaccionais (transacted) através de um parâmetro

na criação da sessão

• O transaccional existe quer do lado do envio quer da recepção.

– No envio a mensagem só é considerada como estando na fila até aplicação

fazer commit

– Na recepção, se a aplicação ou o commit falham a mensagem permanece

na fila

• Uma Session está sempre associada a uma transacção corrente, não há

begin; commit e rollback porque uma transacção automaticamente

começa outra

• Nota: As transacções são locais entre o processo e o message broker.

O JMS não implementa transacções distribuídas

Envio das Mensagens

• Ponto a Ponto (a designação pode confundir)

– Quer dizer que a aplicação define a queue para onde envia a

mensagem.

– A aplicação pode obter a referência para a queue através de um

serviço de nomes (JNDI)

– O sistema passa automaticamente a referência para a queue de

resposta

• Publicar e Subscrever

– Neste modo as mensagens não são enviadas para um destinatários

mas para um tópico

– As mensagens podem ser consideradas eventos

– O subscritor (queue receiver) pode ser durable

, caso em que as

mensagens são armazenadas enquanto está inactivo

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Envio das Mensagens (II)

Formato da Mensagem

• O JMS não define uma

norma para o formato

das mensagens pelo

que produtos do tipo

JMS podem ter

formatos diferentes

• Mas define um

formato de mensagem

abstracto que define a

informação que deve

existir numa

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API do JMS

• Modelo de objectos que considera:

– Queue connection factory – abstracção que encapsula os detalhes da

ligação a um JMS provider (semelhante ao driver JDBC)

– Queue Connection – canal de comunicação com o JMS provider – socjets,

RMI, etc.

– Queue session – uma para cada thread e representa uma conversação ou

um conjunto de transacções

• Modelo

• Encontrar uma ConnectionFactory através do JNDI

• Encontrar uma Destination através do JNDI

• Usar a Connection Factory para criar uma Connection

• Usar a Connection para criar uma ou mais Sessions

• Usar a Session e a Destination para criar o MessageProducer e

MessageConsumer

• Iniciar a Connection

Departamento de Engenharia Informática Application Queue Connection_Factory _ConnectionQueue _SessionQueue _MessageText Queue _Sender _ReceiverQueue

createQueueConnection createQueueSession createSender (queue) createReceiver (queue) Start() creatTextMessage () setText(messagetext) Send(message) Receive()

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Exemplo JMS(I)

public class Hello {

public static void main(String[] args) {

try {

/* Declaração das variáveis JMS */

QueueConnectionFactory queueConnectionFactory = null; QueueConnection queueConnection = null;

Queue queue = null;

QueueSession queueSession = null; QueueSender queueSender = null; QueueReceiver queueReceiver = null; TextMessage textMessage = null; Message message = null;

/* Declaração de variáveis para argumentos da linha de comando */ final String MQ_HOST_NAME;

final String MQ_HOST_PORT;

/* Validação dos argumentos recebidos na linha de comando */ if ( args.length < 2 ) {

Exemplo JMS(II)

System.out.println("Usage: java Hello <mq_host_name> <mq_host_port>"); System.exit(1);

}

MQ_HOST_NAME = args[0]; MQ_HOST_PORT = args[1];

System.out.println("Message queue host is " + MQ_HOST_NAME + ":" + MQ_HOST_PORT);

/* Instanciação de uma fábrica de ligações */

/* Instancia-se directamente a classe Sun MQ para poder usar os métodos para definir nome e porto do servidor de mensagens */

com.sun.messaging.QueueConnectionFactory sunQueueConnectionFactory = new com.sun.messaging.QueueConnectionFactory();

sunQueueConnectionFactory.setProperty("JMQBrokerHostName", MQ_HOST_NAME); sunQueueConnectionFactory.setProperty("JMQBrokerHostPort", MQ_HOST_PORT);

queueConnectionFactory = sunQueueConnectionFactory;

/* Criação de uma ligação ao servidor de mensagens */

queueConnection = queueConnectionFactory.createQueueConnection();

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Exemplo JMS(III)

queueSession = queueConnection.createQueueSession(false, Session.AUTO_ACKNOWLEDGE);

/* Instanciação de uma fila de mensagens com o nome especificado */ /* A fila é criada implicitamente no servidor, caso não exista */ queue = new com.sun.messaging.Queue("world");

/* Criação do produtor de mensagens */

queueSender = queueSession.createSender(queue); /* Criação e envio de uma mensagem */

textMessage = queueSession.createTextMessage(); textMessage.setText("Hello World");

System.out.println("Sending Message: " + textMessage.getText()); queueSender.send(textMessage);

/* Neste exemplo muito simples é o mesmo programa a enviar e a receber a mensagem */

/* Criação de um consumidor de mensagens a partir da fila */ queueReceiver = queueSession.createReceiver(queue);

Indica que a Session não é Transaccional

Exemplo JMS(IV)

/* Reiniciação da ligação */ queueConnection.start();

/* Recepção de mensagem e análise do conteúdo */ message = queueReceiver.receive();

if (message instanceof TextMessage) { textMessage = (TextMessage) message;

System.out.println("Read Message: " + textMessage.getText()); }

/* Fecho da sessão e da ligação */ queueSession.close();

queueConnection.close();

} catch (Exception e) {

/* À falta de melhor tratamento de erro, é conveniente imprimir a excepção */ System.out.println("Exception occurred : " + e.toString()); }

System.out.println("Finished"); }

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Exemplo: receptor Assíncrono (I)

public class AsynchReceiver {

public static void main(String[] args) {

int exitResult = 0;

String queueName = null;

/* Declaração das variáveis JMS */

QueueConnectionFactory queueConnectionFactory = null; QueueConnection queueConnection = null;

QueueSession queueSession = null; Queue queue = null;

QueueReceiver queueReceiver = null; TextListener textListener = null;

/* Declaração de variáveis para argumentos da linha de comando */ final String MQ_HOST_NAME;

final String MQ_HOST_PORT;

/* Validação dos argumentos recebidos na linha de comando */ if (args.length != 3) {

System.out.println("Usage: java AsynchReceiver <mq_host_name> <mq_host_port> <queue_name>");

System.exit(1);

Exemplo: receptor Assíncrono (II)

MQ_HOST_NAME = args[0]; MQ_HOST_PORT = args[1];

System.out.println("Message queue host is " + MQ_HOST_NAME + ":" + MQ_HOST_PORT);

queueName = new String(args[2]);

System.out.println("Queue name is " + queueName);

/* Criar uma fábrica de ligações, criar uma ligação,

criar uma sessão a partir da ligação (false indica que não é transaccional), criar uma fila de mensagens */

try { com.sun.messaging.QueueConnectionFactory sunQueueConnectionFactory = new com.sun.messaging.QueueConnectionFactory(); sunQueueConnectionFactory.setProperty("JMQBrokerHostName", MQ_HOST_NAME); sunQueueConnectionFactory.setProperty("JMQBrokerHostPort", MQ_HOST_PORT); queueConnectionFactory = sunQueueConnectionFactory; queueConnection = queueConnectionFactory.createQueueConnection(); queueSession = queueConnection.createQueueSession(false,

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Exemplo: receptor Assíncrono (III)

} catch (Exception e) {

System.out.println("Connection problem: " + e.toString()); if (queueConnection != null) {

try {

queueConnection.close(); } catch (JMSException ee) { }

}

System.exit(1); }

/* Criar consumidor de mensagens,registar o tratamento de mensagens (TextListener) e iniciar a recepção de mensagens.

O 'listener' escreve as mensagens obtidas. O programa fica bloqueado até o 'listener' receber a mensagem final e efectuar o desbloqueio. */

try {

queueReceiver = queueSession.createReceiver(queue); textListener = new TextListener();

queueReceiver.setMessageListener(textListener);

/* Iniciar a ligação */ queueConnection.start();

/* Aqui o programa está livre para ir fazer qualquer outra coisa

Exemplo: receptor Assíncrono (IV)

/* Quando não houver mais nada para fazer,

vai bloquear-se para esperar o fim da recepção de mensagens */ textListener.monitor.waitTillDone();

} catch (JMSException e) {

System.out.println("Exception occurred: " + e.toString()); exitResult = 1; } finally { if (queueConnection != null) { try { queueConnection.close(); } catch (JMSException e) { exitResult = 1; } } } System.out.println("Finished"); System.exit(exitResult); } }

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Função que trata as mensagens assíncronas

public class TextListener implements MessageListener {

final DoneLatch monitor = new DoneLatch();

/** método invocado no Listener de mensagens quando chega uma mensagem nova */ public void onMessage(Message message) {

if (message instanceof TextMessage) { TextMessage msg = (TextMessage) message; try {

System.out.println("Reading message: " + msg.getText());

} catch (JMSException e) {

System.out.println("Exception in onMessage(): " + e.toString()); }

} else {

/* A mensagem que não é de texto indica o fim da sequência. Acorda quem esteja à espera */

monitor.allDone(); }

} }

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EAI baseado em Filas de Mensagens

• Agregam as funcionalidades dos message

brokers com a possibilidade de execução

de processos de negócio transversais às

várias aplicações, dentro e fora de uma

organização.

• A arquitectura integração por camadas

típica compreende serviços comuns

(segurança, repositório, etc.), um bus de

mensagens, adaptadores, transformação

de mensagens, gestão de processos e

portais de informação.

Funcionalidade “típica” de um EAI

• Armazenamento de mensagens – Guarda persistentemente as

mensagens que chegam ao message broker. Dá suporte a mining de

mensagens, armazenamento de mensagens e auditorias.

• Transformação de mensagens – Converte uma mensagem de entrada

para um formato que permita ser enviada para outro sistema.

• Processamento de regras – Permite definir regras utilizadas no

processamento e encaminhamento das mensagens.

• Re-encaminhamento inteligente – Capacidade de re-enviar uma

mensagem de acordo com o seu conteúdo e a sua origem.

• Serviços de repositório – Mantém informação sobre as aplicações de

origem e destino das mensagens.

• Adaptadores – Camada de software que faz a ligação entre o message

broker e as aplicações mais habituais

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Integração Business-to-Business (B2B)

• Permite que os parceiros de negócio partilhem informação que suporta

os processos de negócio comuns.

• Complementa a Integração de Sistemas Empresariais (EAI).

• É mais complicado integrar dois sistemas de empresas diferentes do

que dentro da mesma empresa.

• É necessário dar mais ênfase a factores como a segurança,

disponibilidade, qualidade do serviço.

M i d d le w a r e B 2 B E m p r e s a A

E m p r e s a B

E m p r e s a C

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BizTalk Server 2004 (BTS 2004)

Plataforma Integração Microsoft

Infraestrutura tecnológica

Standards

Uso ferramentas que já conhecidas

z Definir processos negócio

z Definir regras negócio

z Acesso tempo real dados

Office (InfoPath, Excel)

z Ambiente desenvolvimento Integrado

z Colaborar efectivamente com Information Workers

(Visual Studio .NET)

Developers

Information Workers

z Ferramentas para: zDeployment zGestão\Administração zMonitorização Windows (MMC)

Administradores

(18)

Arquitectura do BPMS no BTS 2004

Biztalk

• BizTalk Server usa XML para definir as estruturas de dados dos documentos

de negócio transmitidos nas mensagens

• Usa protocolos Internet como Hypertext Transfer Protocol (HTTP) e Simple

Mail Transfer Protocol (SMTP) para transmitir os documentos, permitindo a

interoperação com varias aplicações desde que em ambientes que suportam

Internet standards.

• O BizTalk Server transacciona documentos formatados como Extensible

Markup Language (XML), EDI, ou flat files.

• Serviços Biztalk:

– Sending,

– Receiving,

– Parsing,

– Tracking documents;

– receipt generation and correlation;

– Data mapping,

– Integrity,

– Security.

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8/28/2003 José Alves Marques Technology Adapter Technology Adapter

Messaging Bus

Routing Services

Declarative Routing

Declarative Routing Content BasedContent Based Publish/SubscribePublish/Subscribe

Application Adapter Application Adapter

Architectural Overview

Receive Services

HTTP

HTTP SMTPSMTP MSMQMSMQ MQSeriesMQSeries File File WebWeb Service

Service

Application A

Application A Application BApplication B Application CApplication C

Application D

Application D Application EApplication E Application FApplication F

Application Adapter Application Adapter

Delivery Services

Business

Process

Transformation Services

XML

XML EDIEDI FlatFlat CustomCustom

Biztalk

• Biztalk Editor – facilmente define e edita documentos esquematizados para

qualquer tipo de documento estruturado como XML, EDI e “flat files”.

• Biztalk Mapper – Constrói documentos de transformação que permitem

aplicações e parceiros de negócio que utilizam diferentes definições de

documentos comunicarem entre si.

• Biztalk Orchestration Designer – Define e constrói visualmente processos de

negócio robustos e distribuídos.

• Biztalk Messaging Manager – Define relações entre parceiros de negócio e

fluxos de negócio.

• Suporte para XML Web Services – Através do Biztalk Adapter for Web

Services, permite integrar web services com os processos de negócio.

• Suporte para UN/EDIFACT e ANSI X12 EDI – sustentação de

especificações de documentos standards para usar em EDI VANS

(Value-Added Network Service) e aplicações

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Ferramentas - Implementação

• Visual Studio .NET (Solução .NET)

– Biztalk Editor - Editor de esquemas “Schemas”

• Suporta XSD, XDR, DTD, Flat-file, EDI

– Biztalk Mapping – Editor de ligações de estruturas (esquemas) entre

sistemas, possibilitando o mapeamento recorrendo a “functoids”:

• Bases Dados; Agregação;

• Cientifico; Datas; Lógica; Matemática; Texto; Avançado (scripting)

Create the documents involved in the

application/process as well as their respective

schema definitions.

This is

accomplished in

the Schema

Editor, a

BizTalk Server

module

accessed from

within Visual

Studio .NET.

(21)

Create and define the transformation

requirements for any document interchanges.

• In applications that are composed of loosely coupled interactions

between XML objects, document transformation becomes a

functionally exposed mapping subprocess. In BizTalk Server this

subprocess is created in BizTalk Server Mapper.

Specify the business logic governing event

execution

•If the business logic is

simple, it can be embedded

as an expression directly

within a BizTalk Server

orchestration decision step.

•If the business logic is

complex, the BizTalk

Server Rules Composer can

be used to create and

process the sophisticated

rule sets.

•Each rule set (or “Policy”)

drives a specific activity or

function and becomes a

resource object embedded

into a BizTalk Server

(22)

Determine and implement requirements for

message preprocessing and post-processing

•This is accomplished in the

BizTalk Server Pipeline

Designer module.

•Accessed through the BizTalk

Server orchestration workspace,

the Pipeline Designer module is

used to implement the

interchange requirements for

encryption, authentication, and

data format conversion with

external applications and parties.

Compose and orchestrate the application/process

steps

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Biztalk e SOA

• Functionally transparent and isolated, each object property within the solution

(orchestrations, schemas, maps, and so forth) is accessible from the host Visual Studio

.NET environment or directly through its XML representation.

• The completed orchestration can generate a Business Process Execution Language

(BPEL) document of the entire process.

• Because a BPEL instruction set is an XML representation of a process with a precise

language and grammar structure, it provides a readable and understandable instruction

set for documenting a process.

• The process shapes in Orchestration Designer symbolize basic and structured BPEL

elements such as receive, invoke, sequence, flow, role, link, and source.

• A process developed in BizTalk Server Orchestration Designer can be exported as a

BPEL document and be imported into any other BPEL-compliant application.

Conversely, a BPEL document can be imported into BizTalk Server Orchestration

Designer to generate an orchestration diagram. The standardized interchange of process

instructions can potentially facilitate collaborative business process development

between business partners.

• XML and XML Schema have enabled the creation of the Web services protocols

SOAP and WSDL.

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Expor um Processo via Web Services

ER

P

ER

P

ve

rifi

ca

ve

rifi

ca

Sto

ck

Sto

ck

Cliente

verifica

Stock

Agregação de Web Services

Ver_ific ar Ver_ific ar Sta_tus Sta_tus Clie_nte Clie_nte no E_RP no E_RP Verificar

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Segurança

• A nível da mensagem

– Autenticação de parceiros:

• Validação de assinatura digital

• Resolução parceiro

• Autenticação obrigatória

• Autenticação “trust”

• Recebe autorização

– Encriptação e signing das mensagens:

• Assinar certificados

• Encriptar certificados

• S/MIME

• A nível de autenticação (utilizadores)

– Sigle Sign-On – Mapeia credenciais utilizador de windows para non-windows – Assinatura Digital