JGroups(一)

1 Overview
    JGroups是一個用於建立可靠的組播通信的工具包（這裏指的組播並不一定是IP Multicast，JGroups同樣支持使用TCP作爲傳輸協議）。其中可靠性是指通過適當的配置可以保證：消息在傳輸的過程中不會丟失；所有的接收者以相同的順序接受所有的消息；原子性：一個消息要麼被所有的接收者接收，要麼不被任何一個接收者都接收。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是單播（Unicast）協議，也就是說：發送者和每一接收者之間是點對點傳輸。 如果一個發送者希望向多個接收者傳輸相同的數據，那麼必須相應的複製多份數據。TCP是可靠的傳輸協議，但UDP不是可靠的，也就是說報文在傳輸的過程中可能丟失、重複或着亂序，報文的最大尺寸也有限制。IP Multicast可以將消息同時發送到多個接收者。由於IP Multicast是基於UDP的，因此IP Multicast是不可靠的。IP Multicast需要一個特殊的組播地址，它是一組D類IP地址，範圍從224.0.0.0 到 239.255.255.255，其中有一部分地址是爲特殊的目的保留的。JGroups使用UDP (IP Multicast)、TCP、JMS作爲傳輸協議。JGroups最強大的功能之一是提供了靈活的，可定製的協議棧，以滿足不同的需求。例如，如果選擇使用IP Multicast作爲傳輸協議，那麼爲了防止報文丟失和重複，可以在協議棧中添加NAKACK協議；爲了保證報文的順序，可以在協議棧中添加TOTAL協議，以保證FIFO的順序；爲了在組內成員發生變化時得到通知和回調，可以添加Group Membership Service (GMS) 和 FLUSH協議；Failure Detector (FD)協議用於識別組內崩潰的成員；如果新加入的成員希望獲得組內其它成員維護的狀態，那麼可以向協議棧中添加STATE_TRANSFER協議；如果希望對傳輸的數據進行加密，那麼可以使用CRYPT協議等等。

    JGruops的主要功能有：
組的創建和刪除。組可以跨越LANs或者WANs。
加入組、主動或者被動（例如當機或者網絡故障）離開組。
在組成員改變時，組中其它成員可以得到通知。
向組中的單個或者多個成員發送消息。
    在JGroups中JChannel類提供了主要的API ，用於連接到集羣（cluster）、發送和接收消息（Message）和註冊listeners等。Message包含消息頭（保存地址等信息）和一個字節數組（保存希望傳輸的數據）。org.jgroups.Address接口及其實現類封裝了地址信息，它通常包含IP地址和端口號。連接到集羣中的所有實例（instance）被稱爲一個視圖（org.jgroups.View）。通過View.getMembers()可以得到所有實例的地址。實例只有在連接到集羣后才能夠發送和接收消息。以相同name調用JChannel.connect(String name)方法的所有實例會連接到同一個集羣。當實例希望離開集羣時，可以調用JChannel.disconnect()方法。當希望釋放佔有的資源時，可以調用JChannel.close()方法。JChannel.close()方法內部會調用JChannel.disconnect()方法。
    通過調用JChannel.setReceiver()方法可以接收消息和得到View改變的通知。每當有實例加入或者離開集羣的時候，viewAccepted(View view)方法會被調用。View.toString()方法會打印出View中所有實例的地址，以及View ID。需要注意的是，每次viewAccepted(View view)方法被調用時，view參數都不同，其View ID也會增長。View內的第一個實例被稱爲coordinator。Receiver接口上的getState()，setState()方法用於在實例間傳遞狀態。新的實例通過setState()方法獲得通過狀態，而這個狀態是通過調用集羣中其它某個實例上的getState()獲得的。
    以下是JGruops manual中的一個簡單的例子：

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，主線程會阻塞，直到從stdin中讀取一行。如果這行是"exit"，那麼程序退出，否則向集羣中發送一個消息。如果集羣中某個實例強行退出，那麼集羣中的其它實例也會得到通知。Message構造函數的第一個參數如果是null，那麼意味着消息將被髮送到集羣內所有的實例。