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  • tomcat集群

     

    概述

    Tomcat是J2EE开发当中使用最多的应用服务器，本章就来介绍一下使用Apache2应用服务器加上Tomcat6一起实现应用集群与负载均衡。这里我们使用的Tomcat为7.0.26；Apache版本为2.2，如果您机器上没有，请到www.apache.org上下载，Tomcat7.0.26有两个，我们这里称之为tomcat1和tomcat2,下文中如果没特指tomcat1还是tomcat2，那么tomcat1和tomcat2都要进行操作,apache2.2只有一个。所以都准备好之后，接下来我们就来看看如何进行配置。

    配置Tomcat集群

    打开tomcat下conf/server.xml文件，找到<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">，增加jvmRoute属性，以支持AJP负载均衡。
    tomcat1改为<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="jvm1">
    tomcat2改为<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="jvm2">
    因为我们的两个Tomcat在是一台机器上运行，所以我们有必要修改其中一个Tomcat采用端口，以保证两个同时运行时不会产生冲突(当然，如果两个tomcat不在一台机器上运行，那么这个步骤就可以省略)。我们这里修改的是tomcat2,打开tomcat2下conf/server.xml文件，修改如下：


    <Server port="8005"shutdown="SHUTDOWN">
    修改为
    <Server port="9005"shutdown="SHUTDOWN">

    <Connector port="8080"protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000"redirectPort="8443"/>
    修改为
    <Connector port="9080"protocol="HTTP/1.1"    connectionTimeout="20000" redirectPort="9443"/>。

    <Connector port="8009"protocol="AJP/1.3"redirectPort="8443"/>
    修改为
    <Connector port="9009"protocol="AJP/1.3"redirectPort="9443"/>

    端口修改完成，我们需要来配置一个集群环境中的session复制，打开tomcat下conf/server.xml文件，在<Engine></Engine>节点内加入下面代码：


      <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
                     channelSendOptions="6">
     
              <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.BackupManager"
                       expireSessionsOnShutdown="false"
                       notifyListenersOnReplication="true"
                       mapSendOptions="6"/>
              <!--
              <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
                       expireSessionsOnShutdown="false"
                       notifyListenersOnReplication="true"/>
              -->
              <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
                <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
                            address="228.0.0.4"
                            port="45564"
                            frequency="500"
                            dropTime="3000"/>
                <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
                          address="auto"
                          port="5000"
                          selectorTimeout="100"
                          maxThreads="6"/>
     
                <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">
                  <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>
                </Sender>
                <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
                <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatch15Interceptor"/>
                <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.ThroughputInterceptor"/>
              </Channel>
     
              <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"
                     filter=".*.gif|.*.js|.*.jpeg|.*.jpg|.*.png|.*.htm|.*.html|.*.css|.*.txt"/>
     
              <Deployer className="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"
                        tempDir="/tmp/war-temp/"
                        deployDir="/tmp/war-deploy/"
                        watchDir="/tmp/war-listen/"
                        watchEnabled="false"/>
     
              <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
    </Cluster>

    其中同台机器上的TCP端口不能有冲突，所以在上面的配置当中，对于Tomcat2需要修改节点Culster->Channel->Reciver的port属性，默认为5000,tomcat识别的范围为4000-4100,这里把tomcat2的这个port属性修改为4001。

    这些配置都完成后，接下来我们就可以在这两个Tomcat当中添加一个简单应用来实际测试一下集群效果。

    测试Tomcat集群

    在tomcat/webapps下，新建一文件夹为test，test文件夹下创建WEB-INF目录，创建标准web.xml文件，文件中一定要加入<distributable/>标签以支持分布式应用。

    web.xml文件内容如下：


    <?xml version="1.0"encoding="ISO-8859-1"?> <web-app xmlns="<a href="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" "="">http://java.sun.com/xml/ns/javaee"  xmlns:xsi="<a href="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" "="">http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee                       <a href="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd" "="">http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"   version="3.0"   metadata-complete="true">
        <display-name>Welcome to Test Tomcat7 Cluster</display-name>  
        <description>Welcome to Test Tomcat7 Cluster</description>
        <distributable/>
    </web-app>

    在test文件夹下建立test.jsp文件，文件内容如下：


    <%@ page contentType="text/html; charset=UTF-8"%>
    <%@ page import="java.util.*"%>
    <html><head><title>Cluster App Test</title></head>
    <body>
    Server Info:
    <%
    out.println(request.getLocalAddr() +" : " + request.getLocalPort()+"<br>");%>
    <%
      out.println("<br> ID "+ session.getId()+"<br>");
      // 如果有新的 Session 属性设置
      String dataName = request.getParameter("dataName");
      if(dataName != null&& dataName.length() > 0) {
         String dataValue = request.getParameter("dataValue");
         session.setAttribute(dataName, dataValue);
      }
      out.println("<b>Session 列表</b><br>");
      System.out.println("============================");
      Enumeration e = session.getAttributeNames();
      while(e.hasMoreElements()) {
         String name = (String)e.nextElement();
         String value = session.getAttribute(name).toString();
         out.println( name +" = " + value+"<br>");
             System.out.println( name +" = " + value);
       }
    %>
      <form action="index.jsp"method="POST">
        名称:<input type=text size=20name="dataName">
         <br>
        值:<input type=text size=20name="dataValue">
         <br>
        <input type=submit>
       </form>
    </body>
    </html>

    这个简单的JSP可以把提交的值保存到Session当中，同时显示出来。

    启动tomcat1,等tomcat1启动完成后，启动tomcat2。先访问tomcat1对应的test工程http://localhost:8080/test.jsp页面，输入值并提交，然后把链接转到tomcat2对应的test工程http://localhost:9080/test.jsp页面，看看session内容是否相同，如果相同则说明session复制成功，也就是群集成功。
    接下来我们在这两个Tomcat前端添加一个Apache Http Server，所有访问请求通过这个Http Server进行转发，根据tomcat1或2的忙碌情况决定转发给tomcat1或者是tomcat2去处理用户请求。

    Apache负载均衡

    打开并修改apache安装目录下conf/httpd.conf文件，找到下面这些内容：


    #LoadModule negotiation_module modules/mod_negotiation.so
    #LoadModule proxy_module modules/mod_proxy.so
    #LoadModule proxy_ajp_module modules/mod_proxy_ajp.so
    #LoadModule proxy_balancer_module modules/mod_proxy_balancer.so
    #LoadModule proxy_connect_module modules/mod_proxy_connect.so
    #LoadModule proxy_ftp_module modules/mod_proxy_ftp.so
    #LoadModule proxy_http_module modules/mod_proxy_http.so

    去掉这些#，也就是启用这些被注释掉的功能，并且在文件的未尾处添加下面这些内容：


    ProxyPass / balancer://cluster/ stickysession=JSESSIONID
     
    ProxyPassReverse / balancer://cluster/
    <proxy balancer://cluster>
              BalancerMember ajp://127.0.0.1:8009 loadfactor=1 route=jvm1
              BalancerMember ajp://127.0.0.1:9009 loadfactor=1 route=jvm2
    </proxy>

    重新启动apache,以apache作为负载均衡器的tomcat集群建立完成，所有请求都可以通过请求apache http server，通过这个http server转发到具体的tomcat服务器。

    Tomcat集群和Session复制详解

    Cluster


    <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
                     channelSendOptions="8">

    Tomcat集群的主元素，在Cluster元素里面配置了集群的详细信息。目前Tomcat仅提供了org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluste作为唯一的实现类。下面是Cluster详细属性：

    属性

    描述

    className

    Cluste的实现类，当前org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluste作为唯一的实现类。

    channelSendOptions

    Session发送方式，默认值为:8。当消息通过SimpleTcpCluster发送时，用来决定如何发送信息。


    int options= Channel.SEND_OPTIONS_ASYNCHRONOUS |
    Channel.SEND_OPTIONS_SYNCHRONIZED_ACK | Channel.SEND_OPTIONS_USE_ACK;

    Channel.SEND_OPTIONS_SYNCHRONIZED_ACK =0x0004
    Channel.SEND_OPTIONS_ASYNCHRONOUS =0x0008
    Channel.SEND_OPTIONS_USE_ACK =0x0002

    如果使用异步(ASYNCHRONOUS)加应答(USE_ACK)方式来发送消息，那么值应该是10(8+2)或者0x000B。

    Manager


    <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
                      expireSessionsOnShutdown="false"
                      notifyListenersOnReplication="true"/>

    Manager用来在Tomcat节点之前复制Session，当前有两个实现类，分别为：org.apache.catalina.ha.session.DeltaManagert和org.apache.catalina.ha.session.BackupManager。DeltaManager调用SimpleTcpCluster.send方法来发送信息，复制并发送Session到集群下所有的节点，不管这个节点有没有部署当前程序。
    BackupManager通过自己直接调用channel来发送信息，复制并发送Session到集群下部署了当前程序的节点。
    DaltaManager的优点是经过实践确认和证明的，非常可靠，而BackupManager在可靠性上不如DaltaManager。DaltaManager缺点是要求集群节点必须部署了同样的程序，节点必须是同种类的。
    下面是Manager的属性描述：

    属性

    描述

    className

    Manager的实现类。

    notifyListenersOnReplication

    如果设置为true,当session属性被复制和移动的时候，session listener被通知

    expireSessionsOnShutdown

    当一个web程序被结束时，tomcat分发销毁命令到每个Session，并通知所有session listener执行。当集群下某个节点被停止时，如果想销毁所有节点下的的Session，设置为true，默认为false 。

    BackupManager属性：

    属性

    描述

    mapSendOptions

    BackupManager通过一个可复制的map来实现session接受和发送，通过设置mapSendOptions来设定这个map以何种方式来发送信息，默认为:6(asynchronous)。

    Channel


    <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">

    Channel是Apache Tribes的主组件，channel管理一组子组件，并和它们一起组成了tomcat实例间的通讯框架。在tomcat集群中，DeltaManager通过SimpleTcpCluster调用channel来实现信息传递，而BackupManager自己调用channel以及子组件这些组件来实现信息传递。ReplicatedContext也会调用channel传递context属性。
    下面是channel子组件
    *MemberShip
    MemberShip组件自动检索发现集群里的新节点或已经停止工作的节点，并发出相应的通知。默认使用组播（Multicast）实现。
    *Sender
    Sender组件管理从一个节点发送到另外一个节点的出站连接和数据信息，允许信息并行发送。默认使用TCP Client Sockets。
    *Receiver
    Receiver组件负责监听接收其他节点传送过来的数据。默认使用non-blocking TCP Server sockets。
    *Interceptor
    Channel通过Interceptor堆栈进行消息传递，在这里可以自定义消息的发送和接收方式，甚至MemberShip的处理方式。

    Value


    <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"filter=" .*.gif;.*.js;.*.jpg;.*.png;.*.css;.*.txt; "/>
    <Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>

    Cluster下的Value同其他tomcat value一样，value在调用Http Request 链中起着拦截器的作用，用来决定什么情况下数据需要被复制。
    org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve，ReplicationValue在Http Request结尾判断当前数据是否需要被复制。它的具体属性描述如下表所示：

    属性

    描述

    className

    org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve，ReplicationValue

    filter

    Filter内容为url或者文件结尾，当访问链接配置filter时，不论实际session有没有改变，集群会认为session没有任何变化，从而不会复制和发送改变的session属性。Filter写法如下：filter=" ..gif;..js;..jpg;..png;..css;..txt; "。filter使用正则表达式，每个url或者后缀以逗号分开。

    Deployer

    使集群支持farmed deployment。这个功能还很弱，在变化和更改中。

    ClusterListener


    <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteSessionIDBinderListener"/>
    <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/></Cluster>

    Clusterlistener用来追踪信息发送和接收。JvmRouteSessionIDBinderListener用来监听session id的变化。这个listener仅当使用mod_jk并且属性有jvmRoute时才起作用。当session id 改变后，JvmRouteBinderValve将广播这个信息并被此listener捕获。ClusterSessionListener用来监听集群组件接收信息，当使用DeltaManager的时候，信息被集群接收，并通过ClusterSessionListener传递给Session Manager。

    Apache负载均衡详解


    ProxyPass / balancer://cluster/ stickysession=JSESSIONID
     
    ProxyPassReverse / balancer://cluster/
    <proxy balancer://cluster>
              BalancerMember ajp://127.0.0.1:8009 loadfactor=1 route=jvm1
              BalancerMember ajp://127.0.0.1:9009 loadfactor=1 route=jvm2
    </proxy>

    通过Apache自带的mod_proxy某块来使用代理技术连接tomcat， ajp_proxy需要tomcat提供ajp服务。
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