1 Overview
JGroups是一个用于建立可靠的组播通信的工具包(这里指的组播并不一定是IP Multicast,JGroups同样支持使用TCP作为传输协议)。其中可靠性是指通过适当的配置可以保证:消息在传输的过程中不会丢失;所有的接收者以相同的顺序接受所有的消息;原子性:一个消息要么被所有的接收者接收,要么不被任何一个接收者都接收。目前在JBoss Application Server Clustering,OSCache Clustering,Jetty HTTP session replication, Tomcat HTTP session replication中都使用了JGroups。
Unreliable Reliable
Unicast UDP TCP
Multicast IP Multicast JGroups
TCP和UDP是单播(Unicast)协议,也就是说:发送者和每一接收者之间是点对点传输。 如果一个发送者希望向多个接收者传输相同的数据,那么必须相应的复制多份数据。TCP是可靠的传输协议,但UDP不是可靠的,也就是说报文在传输的过程中可能丢失、重复或着乱序,报文的最大尺寸也有限制。IP Multicast可以将消息同时发送到多个接收者。由于IP Multicast是基于UDP的,因此IP Multicast是不可靠的。IP Multicast需要一个特殊的组播地址,它是一组D类IP地址,范围从224.0.0.0 到 239.255.255.255,其中有一部分地址是为特殊的目的保留的。JGroups使用UDP (IP Multicast)、TCP、JMS作为传输协议。JGroups最强大的功能之一是提供了灵活的,可定制的协议栈,以满足不同的需求。例如,如果选择使用IP Multicast作为传输协议,那么为了防止报文丢失和重复,可以在协议栈中添加NAKACK协议;为了保证报文的顺序,可以在协议栈中添加TOTAL协议,以保证FIFO的顺序;为了在组内成员发生变化时得到通知和回调,可以添加Group Membership Service (GMS) 和 FLUSH协议;Failure Detector (FD)协议用于识别组内崩溃的成员;如果新加入的成员希望获得组内其它成员维护的状态,那么可以向协议栈中添加STATE_TRANSFER协议;如果希望对传输的数据进行加密,那么可以使用CRYPT协议等等。
JGruops的主要功能有:
组的创建和删除。组可以跨越LANs或者WANs。
加入组、主动或者被动(例如当机或者网络故障)离开组。
在组成员改变时,组中其它成员可以得到通知。
向组中的单个或者多个成员发送消息。
在JGroups中JChannel类提供了主要的API ,用于连接到集群(cluster)、发送和接收消息(Message)和注册listeners等。Message包含消息头(保存地址等信息)和一个字节数组(保存希望传输的数据)。org.jgroups.Address接口及其实现类封装了地址信息,它通常包含IP地址和端口号。连接到集群中的所有实例(instance)被称为一个视图(org.jgroups.View)。通过View.getMembers()可以得到所有实例的地址。实例只有在连接到集群后才能够发送和接收消息。以相同name调用JChannel.connect(String name)方法的所有实例会连接到同一个集群。当实例希望离开集群时,可以调用JChannel.disconnect()方法。当希望释放占有的资源时,可以调用JChannel.close()方法。JChannel.close()方法内部会调用JChannel.disconnect()方法。
通过调用JChannel.setReceiver()方法可以接收消息和得到View改变的通知。每当有实例加入或者离开集群的时候,viewAccepted(View view)方法会被调用。View.toString()方法会打印出View中所有实例的地址,以及View ID。需要注意的是,每次viewAccepted(View view)方法被调用时,view参数都不同,其View ID也会增长。View内的第一个实例被称为coordinator。Receiver接口上的getState(),setState()方法用于在实例间传递状态。新的实例通过setState()方法获得通过状态,而这个状态是通过调用集群中其它某个实例上的getState()获得的。
以下是JGruops manual中的一个简单的例子:
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import org.jgroups.JChannel;
import org.jgroups.Message;
import org.jgroups.ReceiverAdapter;
import org.jgroups.View;
import org.jgroups.util.Util;
public class SimpleChat {
//
private JChannel channel;
private List<String> state = new LinkedList<String>();
private String userName = System.getProperty("user.name", "WhiteSock");
public void start() throws Exception {
//
channel = new JChannel();
channel.setReceiver(new ReceiverAdapter() {
public void receive(Message msg) {
System.out.println(msg.getSrc() + ": " + msg.getObject());
synchronized(state) {
state.add((String)msg.getObject());
}
}
public void viewAccepted(View view) {
System.out.println("view accepted: " + view);
}
public byte[] getState() {
synchronized(state) {
try {
return Util.objectToByteBuffer(state);
}
catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public void setState(byte[] new_state) {
try {
List<String> list=(List<String>)Util.objectFromByteBuffer(new_state);
synchronized(state) {
state.clear();
state.addAll(list);
}
System.out.println("received state (" + list.size() + " messages in chat history):");
for(String str: list) {
System.out.println(str);
}
}
catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
channel.connect("ChatCluster");
channel.getState(null, 10000);
//
sendMessage();
//
channel.close();
}
private void sendMessage() throws Exception {
boolean succeed = false;
BufferedReader br = null;
try {
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
while(true) {
System.out.print(">");
System.out.flush();
String line = br.readLine();
if(line != null && line.equals("exit")) {
break;
} else {
Message msg = new Message(null, null, "[" + userName + "]" + line);
channel.send(msg);
}
}
succeed = true;
} finally {
if(br != null) {
try {
br.close();
} catch (Exception e) {
if(succeed) {
throw e;
}
}
}
}
}
public static void main(String args[]) throws Exception {
new SimpleChat().start();
}
}
在以上例子中,主线程会阻塞,直到从stdin中读取一行。如果这行是"exit",那么程序退出,否则向集群中发送一个消息。如果集群中某个实例强行退出,那么集群中的其它实例也会得到通知。Message构造函数的第一个参数如果是null,那么意味着消息将被发送到集群内所有的实例。
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