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Apache & Tomcat集群配置

 
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1.  
概述

对于大型网站系统或者访问量较高的应用系统,多用户的并发访问常常会导致服务器的异常甚至不响应,一个web服务器往往无法满足所有的负载。解决这个问题的办法就是把负载分担在多个web服务器上,使系统稳定、快速的运行。均衡负载最常用的方式是集群(cluster),即把多个web服务器节点分布在一个或多个硬件服务器上,已达到分担处理请求的目的。

2.  
原理

对于以tomcatapplication server的应用,常见的集群方式是web server(apache)调用连接器(如jk2),通过负载均衡(ajp13),把访问分发到各个tomcat节点,各个节点处理完访问后,把相应的response数据发送给web server,然后由web server把访问结果返回给浏览器(用户)。

Tomcat的集群主要包括三个部分:负载均衡、session同步、webAppweb资源)同步。

2.1.     
负载均衡

负责request请求的自动分配,根据app server(tomcat)的负载来决定分配方式,常用apacheajp13(属于tomcat的一个子项目)来处理。

2.2.     
session同步

Session
Replication
,是集群面临最大的一个问题。

由于http协议的无状态性,对于用户识别以及信息保留一般都通过session来处理,所以各个cluster的节点必须保障session的一致性。同时session的同步还要考虑性能的问题(socketIO etc…),tomcat中使用tomcat cluster子项目来实现session的同步(基于TCP/IP协议)。

对于超大型网站系统,基于性能方面的考虑,需要实现primary-secondary session replication,(prsp)即实现session的分级同步,减轻session复制对于访问相应的影响。Tomcat5.5以及以前版本没有实现对于prsp的支持,但据说会在下个版本实现。

2.3.     
webApp同步

webApp的自动分发。一次分发(deploy)/改动,各个cluster节点自动同步。

对于集群,各个cluster节点的文件资源(resource,包括程序、配置文件、页面、图片、用户上传资源文件等)必须保持一致。对于大型网站或高访问量的应用系统,这种同步必须在特别短的时间(小到可以被忽略)内、不对程序运行造成破坏的情况下进行,所以手工同步是不现实的。

Tomcat5.5以及以前的版本没有对此进行支持,需要自己来实现。

2.4.     
图示


3.  
方案

由于tomcatweb server功能和性能的局限性,采取以下方案:

  •       
    采用web server + tomcat的方式
  •       
    Tomcat 采用 tomcat5.5(配合jmx.jar,以使其可以运行在非jdk5.0版本)
  •       
    Web server采用apche2.0
  •       
    连接器(connecter)采用jk2 

    (见http://jakarta.apache.org/site/downloads/downloads_tomcat-connectors.cgi
  •       
    负载均衡采用ajp13 tomcat集成)
  •       
    集群采用tomcat自带cluster tomcat集成)
  •       
    文件资源同步 (未实现,建议参考tomcat
    context reload
    部分。)

4.  
配置方式

1.软件的准备

a)Apache 2.0

b)Tomcat 5.5
(以及jdk1.4兼容布丁)

c)mod_jk2.so



2.ApacheTomcat的整合以及Balancer的配置

a)首先安装Apache,然后将mod_jk2.so拷贝在ApacheModule目录中

b)修改httpd.conf文件,添加以下内容:

LoadModule
jk2_module modules/mod_jk2.so

c)Apache中的conf/httpd.conf添加指定web目录,如

Alias /myWebApp
"D:/tomcat/webapps/myWebApp/"

或者直接设定为默认访问目录”/”:

DocumentRoot
"
D:/tomcat/webapps/myWebApp/"

Apache中的conf/httpd.conf添加如下配置,已禁止访问所有/WEB-INF/目录:

<Directory
~ "/WEB-INF/">

    Order allow,deny

    Deny from all

</Directory>

d)Apacheconf目录中建立workers2.properties文件,内容如下:

[logger.apache2]

level=DEBUG

[shm]

file={apache_home}\logs\shm.file

size=1048576

#第一个Tomcat的配置

[channel.socket:tomcat1]

#tomcat connecter端口,自己定义,保持和tomcatserver.xml中的一致既可

port=8009

#tomcat ip地址或域名

host=localhost

定义worker

[ajp13:tomcat1]

channel=channel.socket:tomcat1

#第二个Tomcat的配置

[channel.socket:tomcat2]

#tomcat connecter端口,自己定义,保持和tomcatserver.xml中的一致既可

port=9009

#tomcat ip地址或域名

host=localhost

#定义worker

[ajp13:tomcat2]

channel=channel.socket:tomcat2

#定义Balancer(负载均衡器)

[lb:lb1]

worker=ajp13:tomcat2

worker=ajp13:tomcat1

#Uri的映射,满足uri条件的,apache才会送给tomcat来处理,所以这里要列出所有送给tomcat$#处理的uri,以后缀名或者web路径的方式。

[uri:/*.do]

[uri:/*.jsp]

group=lb:lb1

注:{…}代表得内容需要根据具体情况来配置。

e)修改Tomcat的配置

修改第一个Tomcatconf目录中server.xml,添加或修改以下内容:

<Connector
port="8009" enableLookups="false"
redirectPort="8443" debug="0" protocol="AJP/1.3"
/>

<!—portworker2对应–>



修改第二个Tomcatconf目录中的server.xml,添加或修改以下内容:

<Connector
port="9009" enableLookups="false"
redirectPort="8443" debug="0" protocol="AJP/1.3"
/>

<!—portworker2对应–>

 

注:和apache集成的tomcat最好只保留一个connector(在server.xml中去除不使用的),否则用户可能跳过apachetomcat直接访问,造成不可预料的异常。



修改第一个Tomcatconf目录中jk2.properties文件,添加以下内容:

channelSocket.port=8009

#server.xml以及worker对应



修改第二个Tomcatconf目录中jk2.properties文件,添加以下内容:

channelSocket.port=9009

#server.xml以及worker对应



这样TomcatApache的整合就完成了,你可以直接通过Apache来访问Tomcat5.



3.Tomcat集群的配置

a
Tomcatserver.xml文件的Host下有类似以下内容(已经被注释掉):

<Cluster
className="org.apache.catalina.cluster.tcp.SimpleTcpCluster"

          managerClassName="org.apache.catalina.cluster.session.DeltaManager"

          expireSessionsOnShutdown="false"

          useDirtyFlag="true"

          notifyListenersOnReplication="true">

 

         <Membership

         className="org.apache.catalina.cluster.mcast.McastService"

         mcastAddr="228.1.2.3"

         mcastPort="45564"

         mcastFrequency="500"

         mcastDropTime="3000"/>

         <Receiver

         className="org.apache.catalina.cluster.tcp.ReplicationListener"

         tcpListenAddress="auto"

         tcpListenPort="4002"

         tcpSelectorTimeout="100"

         tcpThreadCount="6"/>

 

         <Sender

         className="org.apache.catalina.cluster.tcp.ReplicationTransmitter"

         replicationMode="pooled"

         ackTimeout="15000"/>

 

         <Valve

         className="org.apache.catalina.cluster.tcp.ReplicationValve"

         filter=".*\.gif;.*\.js;.*\.jpg;.*\.png;.*\.htm;.*\.html;.*\.css;.*\.txt;"/>

        

         <Deployer 

className="org.apache.catalina.cluster.deploy.FarmWarDeployer"

         tempDir="/tmp/war-temp/"

         deployDir="/tmp/war-deploy/"

         watchDir="/tmp/war-listen/"

         watchEnabled="false"/>

</Cluster>

 

把这个<Cluster>标签反注释掉,使之生效即可。

b
)在另一个Tomcat同上。

注:如果在同一台机器上运行,tcpListenPort不能一样.

c)在需要作集群的webappweb.xml中加上<distributable/>(具体位置在description标签之后).

这样所有的配置就结束了.配置完后,集群中的Tomcat会自动保证Session的复制.

 

注:三个及以上数量的cluster节点的配置依次类推。

参考:tomcat doccluster-howto以及“钝刀”的tomcat4.1的配置。

5.   对于系统程序编码的影响

5.1.     
session同步

为了保障tomcat
cluster
各个节点对于session的自动同步,系统中所有保存在sessionobject必须实现序列化接口(Serializable),而且必须保证所有session中的object的成员域可序列化(如不能有java.sql.connection之类的涉及物理资源的成员域)。

5.2.     
关于static

由于各个cluster节点为两个单独的程序,分别拥有独立的堆栈甚至Jvm,系统中所有程序都不能出现依赖于具体请求的static变量或方法(换句话说,就是不能在各个servlet/jsp/action中共享非final的可能发生变化的static变量),比较常见的是在singleton模式中。

5.3.     
数据库并发

集群环境下,对数据库的并发访问可能会提升,但这种并发访问和同一个tomcat的多线程并发访问并无区别,所以确切的说,这并不是集群带来的问题,在所有多线程的情况下都必须注意。

6.  
总结、综述

大型网站系统或访问量大的应用系统,在高并发访问的情况下,由于业务处理时间较长,可能会造成响应迟缓甚至不响应的情况发生。

Tomcat集群主要解决业务处理的负载均衡,即把业务处理的压力分担在各个节点上,现在的情况下,其实施的主要成本为:

1.      
添置服务器,最集群节点。

2.      
开发自动同步webapp资源的系统。

3.      
对现有系统不符合5的模块的改进。

同时,在性能上,由于session共享带来的序列化/反序列化以及socket数据传送开销都比较大,在系统session更新频繁的情况下要慎重考虑是否使用集群。

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