Spring Integration入门

蔚落 2022-04-12 11:52 284阅读 0赞

为什么使用Spring Integration  
  
Spring Integration是Spring框架创建的又一个API，面向企业应用集成（EAI）。说到集成，并不缺“解决办法”：硬编码的Java客户端、其它ESB产品，还有消息队列等更加传统的应用集成技术。Spring Integration对以上各种解决方法都有所改进，改进的方式有时还颇具戏剧效果。Spring Integration非常轻量、易于测试；几乎没有入门门槛，概念上比任何“自己编写”的解决方法都要简单。长远来看，它更为灵活、更具有适应性。一旦使用，你就会恋上它。Spring Integration可以和EJB、RMI、JMS这些标准技术协同使用，能让你在一处对复杂的解决方法进行建模，从而对标准技术有所增强。这在很大程度上简化了这些技术的使用。由于Spring Integration非常轻量（与应用一起部署Spring Integration服务器，不用将应用部署到Spring Integration中去），而且很注重开发生命周期（方便配置的XML schema、友好的POJO形式API、与Spring框架和JEE的强大集成），所以你会发现跟其它很多的ESB产品相比，Spring Integration要更加适用。  
  
Spring Integration本身就很强大，毋庸置疑，它从Spring框架中得到了强大的支持。比如说，配置格式无非还是Spring schema，这些配置格式反过来又为你抽象出了bean示例。Spring Integration的使用没什么神奇之处，你可以自信地编写main(String \[\] args)方法来完成XML配置所做的一切。Spring Integration中很多对RPC和消息的可用支持都以Spring框架的支持为基础。Spring Integration配置文件中的所有内容仍是标准的Spring 应用上下文，和通常的Spring bean一样，它也受益于依赖注入和运行时可用的方面（Aspect）。使用Spring Integration，应用上下文就是总线了。比如这能使依赖于应用上下文事件的解决方案成为可能。这是没有独立“运行时”的另一个原因，因为只要上下文可用，总线就存在。  
  
背景  
  
企业应用集成（EAI）是集成应用之间数据和服务的一种应用技术。它解决无限的问题，解决方案也几乎没有穷尽。工程师们已经为这些解决方案的创建努力了数十年。就在最近，我们才确定了原则的最佳实践，并对这些方案进行了分类。  
  
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现代EAI的模式通常要归功于Gregor Hohpe等人编著的《企业集成模式》\[1\]，该书对集成解决方案共有的很多集成模式进行了分类和阐述。Hohpe等人列出了四种集成风格：  
  
文件传输：两个系统生成文件，文件的有效负载就是由另一个系统处理的消息。该类风格的例子之一是针对文件轮询目录或FTP目录，并处理该文件。  
共享数据库：两个系统查询同一个数据库以获取要传递的数据。一个例子是你部署了两个EAR应用，它们的实体类（JPA、Hibernate等）共用同一个表。  
远程过程调用：两个系统都暴露另一个能调用的服务。该类例子有EJB服务，或SOAP和REST服务。  
消息：两个系统连接到一个公用的消息系统，互相交换数据，并利用消息调用行为。该风格的例子就是众所周知的中心辐射式的（hub-and-spoke）JMS架构。  
这些风格迥然不同，因为没有一种解决办法能在任何情况下都良好运转。这导致整个中间件领域都在基于这些模式寻求可用的解决办法，通常被称为企业服务总线（ESB）。ESB是最终的中间人：它知道如何使用各种语言在各种协议上调解传递的消息。  
  
这些架构风格是不同的，它们各有所长。通常，JEE标准存在着不足（坦率地说，现今的任何开发平台都是一样），与其它系统集成时这些标准并不能提供解决方案。考虑到很多项目都是维护项目，新平台中又有多少技术会使用旧服务或功能呢？少之又少，这太令人惊讶了。  
  
JEE以及后来的Spring在简化企业编程模型方面都有了长足的进步。JEE进行了标准化并商业化了常见企业问题——数据库访问、远程过程调用、事务、认证、目录服务等等。除了基本的RPC和消息，JEE中并没有对EAI解决方案的直接支持。  
  
JMS、REST和SOAP都与平台无关，但这是假设有单一的消息协议。比如说，有一个旧的主机应用，其输入、输出都是存放在一些FTP端点上的批处理文件，解决方案要求集成该应用就是不可能的。简单来说：现今的中间件能很好地处理常见问题，但在特殊情况的处理上就有所不足了。对大多数公告板或电子邮件列表，还是采取订阅流程。通常，用户给应用发送电子邮件，应用最终接收电子邮件、针对“订阅”解析邮件、提取发送的邮件，然后在邮件列表中登记用户后发送响应。第一反应可能就是基于CRON或通过Quartz构建定时器应用，以轮询电子邮件，或是为稍后使用的批处理文件去检查FTP。这种办法很快就会变得单调而脆弱。  
  
之后复杂性会急剧上升。随着时间的推移，应用变得更为重要，与商业伙伴、其它应用、其它平台集成的负担也变得更加昂贵。对必须进行维护的系统来说，每次集成都增加了系统间点对点的新通道。最终，集成各个端点的通道就会成为一个维持不了的烂摊子、复杂的架构。  
  
SpringSource的Spring Integration\[2\]简化了编程方式，以此改进了标准的ESB。  
  
如何巩固、梳理架构  
  
企业应用集成有很多模式，同样有很多需要处理的协议。Spring Integration提供ESB风格解决方案的建模能力，但使用方法及其便利性与Spring框架并无二致。ESB不仅能提供消息解决方案的建模能力，还有其它不同的技术/协议。  
  
ESB中的服务  
  
大多数ESB产品都有一些共性。其中最重要的有：  
  
路由：能按条件逻辑或配置好的路由规则路由消息。  
消息传递：对任何复杂的解决方案来说，将消息的有效负载从一种类型转换为另一种类型都至关重要。在消息传递中，标准数据模型\[3\]模式要求系统提供通用的格式。处理消息自然也是ESB的另一个重要组成部分。  
调解：适配器和服务映射。  
复杂事件处理（CEP）：根据相关性将总线上的事件处理为聚集的能力。  
调用：这应该是最明显的一个。每个ESB都要能消费、提供服务。  
除了上面列出的服务，ESB通常还要包括记日志、审计、认证（安全）和管理等机制。  
  
如果你的需求更加复杂，那ESB会提供很大的价值。对比你在JEE平台中已经获得的东西和ESB能带给你的东西很有价值。下表比较了适合于ESB、可使用JEE作为替代解决方案的常见用例。  
  
  
ESB  
  
传统JEE中间件  
  
消息队列  
  
可通过XML配置，支持所有常见的消息模式。  
  
比如说，如果你使用Spring JMS支持就不会很复杂。  
  
RPC  
  
通常可以消费、提供和提取大部分RPC服务  
  
同样有无限的可能性，但没有标准方法。  
  
整合异构系统  
  
ESB旨在分离消费、标准化、提供不同消息过程中的不确定性。  
  
JEE只能很好地支持一些用例。但这些解决方案往往会很快让事情变得复杂。SOAP消息到FTP？批处理文件记录到EJB调用？JEE对每一个都只提供了一半的解决方案。  
  
安全  
  
支持良好  
  
支持良好  
  
传统的主机系统  
  
对JEE等支持的互操作习惯有非常好的支持，包括批处理文件  
  
除了CORBA，JEE对旧系统没有更多的支持，除非这些系统的前端已经使用了SOAP。  
  
灵活的路由  
  
路由决策在整个被支持的组件中尽可能延迟  
  
JMS、EJB等技术指定可用性和路由的配置不尽相同。很难找到一个鸟瞰图。  
  
集成非标准需求的易难性  
  
相对容易，特别是用Spring Integration作为所有内容的POJO，也不用和应用服务器集成；相反，你的解决方案在所有ESB产品中并不是标准的  
  
需要深入了解JCA\[4\]，或是类似于BEA Tuxedo\[5\]这样一个系统。解决方案在所有JEE应用服务器中都是标准的（尽管结果可能会有所不同）。  
  
流行的解决方案  
  
Spring Integration是新生事物，当然会遭受质疑。Mule\[6\]是一个非常受欢迎的的ESB产品，值得密切关注。Mule似乎有很大的影响力，在解决方案的灵活性上也令人印象深刻。通过MuleForge\[7\]实现的开源扩展使其成为几乎所有问题令人信服的选择。它是一个标准的服务器：能部署并运行解决方案。Maven插件有助于开发的生命周期。  
  
ServiceMix\[8\]也比较受欢迎。ServiceMix原本基于Java业务集成规范（JBI；JSR 208\[9\]）。JBI是构建ESB产品的JCP规范。由于出身JBI，ServiceMix不如Mule那般灵活，但它正在进行改进。容器正转向OSGi基础设施。  
  
这里没有列出其它所有有价值的ESB产品，要是有机会你还是要对它们多了解一下。有些非常有价值，值得研究。  
  
Spring Integration开箱即用的功能表现得很好，非常易于使用。开发用例非常引人注目：如果你已经被POJO和近年来测试友好的框架宠坏了，那这个框架也是你的拿手好戏。只要你愿意，你可以使用接口或标准框架类，你还可以完全为POJO和你的领域模型进行编码，或者，你可以将两者结合使用。本文中，我选择在解决方案中使用一些框架类，以让发生的事情明确，并提供一致性。有时候，太过不可思议反而会让人困惑，尽管对入门来说很有成效。  
  
使用入门  
  
企业应用集成速成  
  
我们实际构建一个非常普通的应用，以此来演示开发周期。该示例易于理解，但却没有斧凿之嫌。此外，它还是一个很酷的工具。需求是：允许通过电子邮件将博客发送到一个已知地址，然后由该地址发布博客。这么做有一些好的理由。  
  
Blogger（\[10\]Google的博客服务）已经有这个功能。但我在我博客上运行Apache Roller（\[11\]），所以我可以使用这个解决方案。写博客的惰性很大程度上是没时间进入“发布”模式的副作用。Roller的软件强迫用户登录并撰写博客文章。这么做很麻烦，尤其是你每次都不得不对付WYIWYG（所见即所得）编辑器。第二，构建该解决办法最好的理由是，它提供了了一种简单的集成，能与尽可能少的运转部分集成在一起。我们可以在本文中仔细分析该办法。尽管这是假设的，但很有实际用途。  
  
构建集成非常简单，最好的“IDE”只是一张纸和一支笔。可以在很多工具中画图。将图转换成你喜欢的ESB配置格式或工具非常简单。ESB使用相同的术语。了解术语要比了解任何一种工具或ESB更为重要。  
  
让我们回顾一些ESB 101定义，权当补习了。消息是传递到端点的有效负载。端点是通道的终点。通道是两个端点间被命名的连接。通常，消息来自于消息系统，被分发到不了解消息系统的应用中。同样的事情或者会反过来以其它方式出现：应用可能会发送数据，但并不理解消息系统。针对这些问题，就需要通道适配器了。  
  
就是这样！这些就是你需要了解的条目，以便讨论解决方案。其它条目都是这些条目之上的变异或详细说明，或者是关于集成模式的，而不是关于集成本身。  
  
Spring Integration概况  
  
Spring Integration应用就是使用Spring schema配置的简单Java程序。如果你倾向于用常规的Spring配置来配置一切，就可以不使用schema。Schema会使事情更为简单，这和用schema配置使用Spring中方面的事务功能会更加简单大致一样。Spring Integration为一般概念（集成命名空间）提供了方便的schema，还有适配器的具体配置，比如针对电子邮件或文件类型的配置。  
  
Spring Integration应用处理从通道传递过来的消息概念。消息的生命周期始于一个端点，通常是对适配器做出的反应。消息在经过处理管道的过程中，会在总线内被转化、路由至其它通道、分发、响应，或者被中断并发送到一个死消息通道中去。如果你使用Spring Integration接口编程——我们将在很大程度上尽可能保持内容一致并明确，那你要处理Message对象，Message对象如图1所示。  
  
image1  
  
Message类是个包装器，包装被处理消息的有效负载。对它进行操作，很容易获得有效负载和消息头，你可以对有效负载进行类型转换，可以检查、改变消息头。Spring Integration不要求你使用Message接口。你的应用可以暴露一些方法，这些方法的参数类型跟你消息有效负载的类型相同。比如说，来自于文件适配器（可以从文件系统发送消息的适配器）的消息可能会被改为java.io.File实例。  
  
让我们来看一个集成例子，它把电子邮件发送到一个电子邮件地址，转换电子邮件后再将其发布到博客中。  
  
示例的配置在src/main/resources/integrationsContext.xml中。全部源码可以从这里下载。integrationsContext.xml文件乍看起来很平常。XML顶端的bean负责将属性文件中的变量宏替换到该XML配置脚本中。后面导入了另一个Spring文件，该文件包含本集成中要使用的简单服务。再没什么特别的了。  
  
接下来继续看相继定义的四个bean，它们还是有意思的：服务催化器newBlogPublishingServiceActivator、转换器 emailToBlogTransformer、处理器outboundBlogPostHandler和过滤器 emailsInFilterAgainstWhitelist。这四个bean会在配置的后面部分里用到。  
  
实质配置的第一段是poller元素，它是文档的默认轮询器。确切来说，轮询器是一种机制，在有变化时轮询不同端点，并在感知到某些内容发生变化后让适配器对其做出响应，就像一个事件。出于简单，我们为整个Spring Integration配置一个默认的轮询器。见图2。  
  
image2  
  
接下来的三个元素是三个通道声明。他们毫无意义，只是命名的通道而已。没有端点或适配器的通道毫无用处。见图3。  
  
image3  
  
下一行配置了电子邮件适配器。电子邮件适配器查找发入系统的电子邮件，并将其放入名叫emailsIn的通道，该通道已经在上面定义了。电子邮件发进来时，电子邮件系统并不会播报事件。在出现异常的时候（比如Spring Integration也支持的IMAP IDLE），你通常需要一些东西来轮询电子邮件帐户以查找新的电子邮件。只要有新消息，它们就一次阅读一条消息，并将该消息传递到处理管道的下一个组件。见图4。  
  
image4  
  
现在消息在emailsIn通道中传递，被传递到通道的下一个组件——转换器bean。转换器获取所有给它的内容，以某种方式改变消息（我们稍后会详细讨论这一点），然后顺便发送出去。这种情况下，会给Transformer给定一个包含MimeMessage类型有效负载的Message，转化器用于创建BlogPost类型的一个对象。BlogPost是我们系统特定的一个领域类。我们在这里把它作为DTO来用，但很显然，它来自哪里并不重要 ——如果你愿意，根据你的领域去处理它也可以。Transformer元素的最佳用法是：将消息格式转换为系统常见的格式。这跟标准数据模式相关。  
  
由此产生的BlogPost封装在一条新消息中，其中包含原始消息的头信息。头信息正是你期望的那样：特定于请求的值，可以对其访问以获取更多的元数据。例如，从内部来说，Spring Integration总线给每样内容分配一个ID。该ID暴露为头信息值供你使用。该ID保证是唯一的。  
  
然后消息被发送给过滤器emailsInFilterAgainstWhitelist，该过滤器访问有效负载获取发送者的值。这样做是为了确保在发布到博客的过程中你不会收到垃圾邮件。这个例子跟整个解决方案一样，简单的有些不合常理。你可以想象是去查询Spring安全或LDAP，或是比这个做得还要好的东西。见图5：  
  
image5  
  
XML配置的最后一段内容是service-activator元素，它获取所有给它的内容并进行处理。在这种情况下，我们告知Spring Integration调用ID为newBlogPublishingServiceActivator的bean的 pubishIncomignBlogEntry方法。该方法负责实际获取有效负载，并将有效负载发送给发布博客条目的服务。  
  
然后我们就大功告成了。内容看起来很多，但实际上就是相关XML的四段内容。声明通道是为了讲清楚例子。poller元素只定义了一次，这样，上下文中需要轮询器的所有内容都可以利用这个缺省的轮询器了。  
  
可能的扩展  
  
我们定义了三个通道、四个组件。通过这样设计构成解决方案的组件，我们能让这些组件在其它集成解决方案中可以重用。集成流程不仅仅限于此示例。我们可能会在更复杂的集成中重用转换器、过滤器，甚至是服务催化器。唯一需要重构的是Spring Integration XML文件。有很多可能性。一个好的ESB应该做到：尽可能晚地重构流程设计和配置。  
  
这里我们很容易就能想象到可以在什么地方采用该解决方案。下面是一些可能的补充。  
  
对于某些审计工作流，使用jBPM（\[12\]）对系统增加支持。假设我们想在解决方案中添加业务流程管理（BPM），比如在消息传入时，以某种工作队列的分类存储该消息，以便编辑器进行核准。编辑过程可以处理得跟工作流引擎内部要求的一样。最终的博客内容核准后，编辑器把定稿发送到同样的电子邮件地址，带着某种关键字或识别出能用作相关ID的关键字。相关ID可用来让集成解决方案继续进行，主要表现在更新的条目。见\[13\]。  
使用Spring Integration“组播”博客。当然，博客已经发布了。但还有一个问题，用旧的哲学问题来描述再合适不过了：“如果在woods中RSS订阅已经更新了，而没有人轮询到它，那博客算真正更新了吗？”呃，也许我只是讲了大概的意思！也可以通过Twitter传播博客标题，可以使用接收者列表模式（\[16\]）通知博客聚合器（\[14\]、\[15\]等）。  
更新过滤器例子来验证某种真正授权的服务。也许能使用LDAP或Spring安全。  
除了简单的电子邮件之外，多样化对发布的支持。FTP、 WebDav、文件系统（在源码中，电子邮件适配器的下面注释了一个简单的文件目录适配器配置）等都是可行的输入类型。更先进的例子则可以从移动客户端发送SMS消息。（当然，我不确定有多少人用他们的手机写博客。你永远也不会知道。不过只有一种方式能找到答案。）目前还没有对此的支持，但阅读了 Spring Integration的源码后会发现，很容易构建自己的适配器。你可以使用SMSLib\[17\]类似的库。  
Spring Integration的不足之处  
  
Spring Integration是全新且强大的。你可以对其背后的SpringSource的价值及其自身的不断发展抱有信心。但这并不意味着它是完美的——它离完美还远着哩！应用集成不是一个新的领域，考虑解决方案和架构已经有数十年。应用集成的一些用法按惯例包含了重量级的适配器，比如那些与SAP集成的集成方法或JDEdwards OneWorld。Spring Integration不能直接支持这些具体情况。  
  
尽管Spring Integration支持大量开箱即用的功能，但它对一些典型的适配器缺少支持，比如SFTP、HTTPS或AS2。目前，一些专有的解决方案能更好地支持这些需求。有些解决方案非常昂贵，所以你可以为Spring Integration试着改造第三方库、编写自己的适配器。如果你有兴趣，你会因为为Spring Integration编写适配器相当简单而感到惊喜。你要想开始创建解决方案，只需要看看jSch\[18\]、Jakarta Commons VFS\[19\]或Jakarta Commons Net \[20\]。  
  
最终，Spring Integration可能并不是你现在最佳的解决方案。如果不是，请不要担心。你在本文中学到的东西也能应用在其他方案中。来吧，集成！  
  
结论  
  
Spring Integration是一个干净、简练的EAI手段，也是很好的ESB产品替代者。现在的ESB方案沉重且很难引入到一些环境中。Spring Integration则是一个功能强大、低摩擦的替代方案，它能温和地解决一些最复杂的集成问题。