Terracotta是一款由美国Terracotta公司开发的著名开源Java集群平台。它在JVM与Java应用之间实现了一个专门处理集群功能的抽象层,以其特有的增量检测、智能定向传送、分布式协作、服务器镜像、分片等技术,允许用户在不改变现有系统代码的情况下实现单机Java应用向集群话应用的无缝迁移。使得用户可以专注于商业逻辑的开发,由Terracotta负责实现高性能、高可用性、高稳定性的企业级Java集群。
Terracotta是如何实现集群的。
测试代码编写
我们首先写一个demo,该demo在没有terracotta的环境下执行一次,看看结果
我们首先先写一个简单的多线程代码(我们这个例子制定共享TerracottaDemo类的demo对象,它包含的count和yale对象也就随之被整个集群共享了):
- package yale.terracotta.demo;
- public class TerracottaDemo implements Runnable {
- private static TerracottaDemo demo = new TerracottaDemo();
- private Object yale = new Object();
- private int count = 0;
- @Override
- public void run() {
- while (true) {
- synchronized (yale) {
- count++;
- System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:"
- + count);
- }
- try {
- Thread.sleep((int) (1000 + Math.random()));
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- public static void main(String[] args) {
- new Thread(demo).start();
- new Thread(demo).start();
- }
- }
该class文件存放在:
执行,开启不同的进程进行执行,看看结果:
上述执行环境是在win下,通过以上的执行情况我们可以看出,正常情况下各个进程调用各自JVM中的对象,并没有任何的共享
下载、安装
下载Terracotta,下载前需要注册帐号才能进行下载:
http://terracotta.org/:
从上面的信息中,我们可以看到,注册成功后进行邮件验证,验证成功后点 击网站”open source”后,可以对其产品Ehcache、Quartz、BigMemory下载,我们下载terracotta (目前最高版本: terracotta-3.6.2.tar.gz、terracotta-ee-3.6.2-installer.jar)后:
安装方法一:解压相应的tar文件到相应的目录即可(Linux版本)即可
安装方法二:通过java –jar terracotta-ee-3.6.2-installer.jar
其实解压后的文件夹中,包含了相应的ehcache、quartz的相关产品
Terracotta Server配置方式
1、 单机,无持久化:服务器把集群要管理的数据保存在内存中,当数据量大于服务器可用内存的时候,会发生内存溢出错误。这种模式一般只在开发中使用;
2、 单 机,持久化:服务器把集群要管理的数据保存在硬盘中,利用服务器上的内存作为缓存,以提高常用数据的访问速度。当数据量大于服务器可用内存的时候,服务器 会把不常用数据从内存中移除,这样就不会发生内存溢出问题。当服务器宕机,然后被从新启动以后,硬盘中的数据被从新激活,这样集群中共享的数据不会丢失。 这种配置提供了一定的灾难恢复(Fail over)的能力,但是还是无法做到高可用性(HA);
3、 双机或者多机镜像 (mirroring):一般由两台或者多台物理服务器互为镜像。其中一台作为主服务器支持集群运行。其它备用服务器只是对数据做镜像,并且监视主服务器 的状态。当主服务器发生故障宕机的时候,其中一台备用服务器自动升级为主服务器,接管整个集群的支撑工作。这样一来整个集群还继续正常运行,不会受任何影 响。这种配置可以实现高可用性。一般对于这种配置模式,我们还把服务器数据配置为持久化模式,但是如果内存数量不是问题,用户也可以选择非持久化;
4、 服务器阵列分片模式(Server Array Striping):这是Terracotta FX系列产品独有的高端企业级特性,它主要用于提高集群性能。当 集群中数据量和数据访问频率太高的时候,可以配置多台服务器,分别负责一部分集群数据的服务。比如集群共享数据达到1G个对象,如果用5台服务器做分片, 每一台服务器可以负责2千万个对象。这样就实现了Terracotta服务器的负载均衡。这种数据分片的策略,也就是说哪个数据对象保存在哪个服务器上, 对开发人员和实施维护人员是完全透明的。当服务器吞吐量不能满足要求的时候,用户可以考虑修改代码,对共享数据和应用系统中的数据访问算法进行优化;也可 以简单地增加阵列分片服务器数量。后者往往是性价比比较高的方式。用户还可以考虑让两台服务器互为镜像,让多个镜像再组合成阵列分片。这样每个镜像做到高 可用性,多个镜像在一起,实现集群性能的提高;
配置Terracotta集群
环 境的准备工作(这次我们在linux下进行,3台服务器上进行,主节点服务器(192.168.2.11),子节点(192.168.2.11、 192.168.2.21、192.168.2.221),现在我们把这个代码打jar包后放在下面配置的集群上,让多个JVM共同访问一个计数器)
1、 创建tc-config.xml文件,存放到terracotta根目录下(可以通过config-samples文件夹下的tc-config-express-reference.xml文件进行修改),该文件是描述client节点在TC Server中行为的唯一信息,也是我们的程序作为Terracotta Client节点添加时主要的内容(为了能够让任何节点都在不修改的情况下都能成为主节点,我在配置文件中配置了一些冗余的信息,以及在每个节点都建立了相同的文件夹):
每个节点都有红框中的文件夹
配置文件(一个完整的tx-config.xml文件,附带有文件属性说明,每个节点内容都一样,创建好后,可以直接拷贝到其他节点):
- <?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
- <tc:tc-config xmlns:tc="http://www.terracotta.org/config"
- xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
- xsi:schemaLocation="http://www.terracotta.org/schema/terracotta-6.xsd">
- <!-- # 配置TERRACOTTA CLUSTER的优化属性,可以放在这里,也可以放在TC.PROPERTIES文件中,TERRACOTTA依以下次序读取属性配置
- # 1、安装JAR # 2、本XML文件的tc-config节 # 3、tc.properties文件 # 4、系统属性定义 -->
- <tc-properties>
- <!--
- <property name="l1.cachemanager.percentageToEvict" value="10"/>
- <property name="l1.cachemanager.sleepInterval" value="3000"/>
- <property name="l1.cachemanager.criticalThreshold" value="90"/>
- <property name="l1.cachemanager.threshold" value="70"/>
- <property name="l1.cachemanager.monitorOldGenOnly" value="true"/>
- -->
- <property name="l2.nha.dirtydb.autoDelete" value="true" />
- <property name="l1.cachemanager.enabled" value="true" />
- <property name="logging.maxLogFileSize" value="1024" />
- </tc-properties>
- <!-- SYSTEM这一节记录一些影响Terracotta全局的数据 -->
- <system>
- <!--default:development can setup "production" -->
- <configuration-model>development</configuration-model>
- </system>
- <!--
- Servers节点内,用来指定Servers Array里所有服务器,TC Server通过子节点<dso-port>来配置服务监听端口为9510,
- 使TC client与DSO模式协同工作
- -->
- <servers>
- <server host="192.168.2.11" name="oraclerac1"
- bind="192.168.2.11">
- <!--当配置以持久方式(persistent)保存数据时候的数据存放地址-->
- <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
- <!--日志存放地址-->
- <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
- <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
- <!--供客户端调用的端口-->
- <dso-port>9510</dso-port>
- <!--供jmx调用的端口-->
- <jmx-port>9520</jmx-port>
- <!--server间的监听端口-->
- <l2-group-port>9530</l2-group-port>
- <!--
- 一个空的<authentication/>代表使用JAVA默认的JMX认证方式,需要修改:$JAVA_HOME/jre/lib/management/jmxremote.password
- 增加一行 用户 密码 #
- $JAVA_HOME/jre/lib/management/jmxremote.access,
- 增加一行 用户 readwrite # 同时要执行 #
- 1、chmod 500 jmxremote.password
- 2、chown <启动TC-SERVER的用户>
- jmxremote.password
- -->
- <authentication />
- <!--
- # 定义terracotta http server 访问用户管理文件名,文件格式为 # username: password [,rolename ...]
- # rolename目前只有statistics,允许收集统计数据
- <http-authentication> <user-realm-file>/usr/java/terracotta/realm.properties</user-realm-file>
- </http-authentication> -->
- <dso>
- <!--
- 定义在server 启动后多少秒内,可以连接?
- -->
- <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
- <!--
- 定义DSO对象的持久性保存方式 # temporary-swap-only-方式只临时使用下磁盘,比permanent-store方式要快些
- # permanent-store-方式只有变化立即写入磁盘,更有利于SERVER异常后的数据恢复。
- # 默认为temporary-swap-only方式
- -->
- <persistence>
- <mode>permanent-store</mode>
- </persistence>
- <garbage-collection>
- <!--
- 配置分布式JVM垃圾的回收方式,true代表自动回收,false模式下只有在'run-dgc'脚本被调用的情况才回收
- -->
- <enabled>true</enabled>
- <!-- 配置为TRUE在分布式垃圾回收的时候是否写额外信息到日志中,有利于系统优化 -->
- <verbose>false</verbose>
- <!-- 分布式垃圾回收时间间隔,单位秒 -->
- <interval>3600</interval>
- </garbage-collection>
- </dso>
- </server>
- <server host="192.168.2.21" name="oraclerac2">
- <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
- <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
- <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
- <dso-port>9510</dso-port>
- <jmx-port>9520</jmx-port>
- <l2-group-port>9530</l2-group-port>
- <authentication />
- <dso>
- <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
- <persistence>
- <mode>permanent-store</mode>
- </persistence>
- <garbage-collection>
- <enabled>true</enabled>
- <verbose>false</verbose>
- <interval>3600</interval>
- </garbage-collection>
- </dso>
- </server>
- <server host="192.168.2.221" name="dataguard">
- <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
- <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
- <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
- <dso-port>9510</dso-port>
- <jmx-port>9520</jmx-port>
- <l2-group-port>9530</l2-group-port>
- <authentication />
- <dso>
- <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
- <persistence>
- <mode>permanent-store</mode>
- </persistence>
- <garbage-collection>
- <enabled>true</enabled>
- <verbose>false</verbose>
- <interval>3600</interval>
- </garbage-collection>
- </dso>
- </server>
- <ha>
- <!--下面的mode我们选用了networked-active-passive方式, 表示DSO数据是存放在不同的TC Serer上的,
- 数据的同步通过 网络数据来交换完成,该模式下的active和passive实际上是通过 状态检查和投票产生的,
- 而另外一种方式disk-based-active-passive表示 TC serers的DSO数据是存放在同一个存储设备上的,
- 不同的TC serers 通过网络文件系统等方式在配置文件的<data>属性中被引用,该模式下的active和
- passive是通过disk lock来完成的
- -->
- <mode>networked-active-passive</mode>
- <networked-active-passive>
- <!--心跳检查间隔,单位秒-->
- <election-time>5</election-time>
- </networked-active-passive>
- </ha>
- <update-check>
- <!--运行时候是否进行Terracotta版本检查,会连接Terracotta.org-->
- <enabled>true</enabled>
- <!--检查间隔天数,默认为7-->
- <period-days>10</period-days>
- </update-check>
- </servers>
- <!--设置影响所有连接到系统的client-->
- <clients>
- <!--告诉dso把TC client的日志放在哪里,可以使用参数 %h代表hostname, %i代表IP地址,
- 默认为启动client的目录的相对目录,也可以使用绝对路径-->
- <logs>/usr/java/terracotta/client-logs/pojo/%i</logs>
- </clients>
- <application>
- <dso>
- <!-- 定义那些class应该有terracotta来构建,即应该在jvm进行cluster和共享,可以通过定义包含(include)及 排除
- (exclude)两种方式来配置
- -->
- <instrumented-classes>
- <!--添加自定义的对象/类被共享,但是这个类中有的字段是被描述成"transient"的,还是应该 保持"transient"字段应有的特性,
- 通过设置<honor-transient>为'true',已经声明成"transient"的 字段他们的状态和值不会在不同应用的实例间可用,只有本地的
- 应用实例可以创建,读,写这些字段, 如果应用程序有对其依赖的包,此处还需进行添加
- -->
- <include>
- <class-expression>
- yale.terracotta.demo.TerracottaDemo
- </class-expression>
- <!--如果设置为false,那么所有标示为临时对象(transient)的类都要求使用terracotta来构建-->
- <honor-transient>true</honor-transient>
- <!-- 定义在装载类时候要执行的动作: 如果是java类方法,使用method,注意method不能有参数,调用脚本,
- 使用execute 如果配置了onload,那么method和execute 2者必须配置一种
- <on-load><method></method></on-load>
- -->
- </include>
- </instrumented-classes>
- <!--
- 列出临时属性field,即不需要在cluster、shared的属性列表
- <transient-fields> <field-name>xx.yy.zz</field-name>
- <field-name>xx.yy.zz</field-name> </transient-fields>
- -->
- <!-- 告知DSO哪些应用在你的web容器中使用DSO,对于session内共享对象是否使用auto-lock模式自动进行管理,
- 可以通过设置session-locking值来决定,如果设置为false,就不进行auto-lock自动模式管理,而是需要应用进行控制,
- 但无论哪种模式,通过HttpSession对象进行操作,比如setAttribute(), setMaxInactiveInterval()仍然自动会锁
- <web-applications>
- <web-application>yale_app</web-application>
- <web-application session-locking="false">yale_app1</web-application>
- </web-applications>
- -->
- <roots>
- <root>
- <!--变为全局变量-->
- <field-name>
- yale.terracotta.demo.TerracottaDemo.demo
- </field-name>
- <!--
- <root-name></root-name>
- <distributed-methods>
- <method-expression></method-expression>
- </distributed-methods>
- 使这些字段“transient”,这样这些值就只能在本地上是可用的
- <transient-fields>
- <field-name></field-name>
- </transient-fields>
- -->
- </root>
- </roots>
- <!--
- 分布式方法调用,当某个method在一个JVM被调用后,整个cluster下jvm都调用此method,常用于事件监听
- <distributed-methods> 设置为false,那么只有在method归属对象在jvm已经创建,method才被调用,默认为true
- <method-expression run-on-all-nodes="false">xx.yy.zz</method-expression>
- </distributed-methods>
- -->
- <!--
- 可以通过将应用放在同一应用组中来共享class,但必须将应用放在不同Terracotta节点中, 比如放在不同web server实例中,
- 目前Terracotta不支持在同一节点中共享不同应用的class 同时可以通过named-classloader指定class 装载类
- <app-groups>
- <app-group name="petstore-group">
- <web-application>yale_app</web-application>
- <web-application>yale_app1</web-application>
- <named-classloader>Standard.system</named-classloader>
- </app-group>
- </app-groups>
- -->
- <!-- 默认为TURE,启用 mutations方式来影射共享对象 <dso-reflection-enabled>true</dso-reflection-enabled> -->
- <!-- 本节用于设置自定义的锁,锁可以分为自动锁(autolock)和命名锁(named-lock) # 锁的级别可以分为:
- # 1、写锁write # 2、同步写锁synchronous-write # 3、读锁read # 4、并发锁 concurrent # 其中并发锁一定要小心使用,
- 并发允许同时写一个对象。 -->
- <locks>
- <!-- 对一个已经声明为共享的对象进行操作,告诉DSO,当调用这些对象的时候,
- 假设给它加上 了一把持久的锁。 autolock锁可以将你期望的方法,通过java的同步机制(block和method)来进行管理,
- 对于没有定义为synchronized的对象,需要设置auto-synchronized=true,比如<autolock auto-synchronized=true> name-lock
- 完全依赖于java的synchronization机制,可以对锁进行命名以方便管理 例子中给TerracottaDemo.run()方法定义了自动锁(autolock)。
- 他告诉Teraccotta当这个方法对共享的数据加锁的时候(TerracottaDemo.yale对象是共享的),使得这个锁在整个集群范围内生效。
- 这样一来集群中任何一个线程锁住这个对象的时候,其它任何线程都要等这个锁解除 后才能访问被保护的数据(TerracottaDemo.count)。
- 这样计数器的访问也就在整个集群中得到了保护
- -->
- <autolock>
- <method-expression>
- void yale.terracotta.demo.TerracottaDemo.run()
- </method-expression>
- <lock-level>write</lock-level>
- </autolock>
- </locks>
- </dso>
- </application>
- </tc:tc-config>
2、 拷贝tc-config.xml(上面已经存在该文件了)文件到各个linux服务器上(存放在terracotta根目录下)
3、 把上面的线程的代码例子打成jar包,拷贝到各个linux服务器上(存放在terracotta根目录下)
主节点操作以下命令(192.168.2.11):
进入到$TC_HOME/bin目录,执行start-tc-server.sh,未执行参数-f<tc-config.xml>启动时,启动程序会使用tc.jar包里自带的默认配置文件’com/tc/config/schema/setup/default-config.xml’:
我们不采用上面的启动方式,我们启动指定的配置文件:
我们可以看到terracotta server已经启动成功
子节点操作以下命令(192.168.2.11、192.168.2.2192.168.2.221):
我们依次启动3个子节点服务器后,可以看到控制台打印的结果(控制台显示客户端已经成功连接到服务器192.168.2.11:9510,我们可以看到计数器仍然在累加,在全局范围内共享):
可见计数器已经在集群中被3个Java程序实例所共享。每个程序有两个线程访问计数器。这样整个集群中实际上有6个线程在同时累加计数器, 从上面可以看到,整个Java代码没有作任何改动。只是增加了一个tc-config.xml文件,从tc-config.xml文件中的配置内容可以看 出,terracotta还是做了很多的工作的,而且已经比较完善,其实不管它是结合自己的产品ehcache、quartz进行整合,还是结合 apache下的相关产品进行整合,terracotta可以整合的产品较多,因此我们也没有必要一个一个去搭建,它们的整合过程只是在配置的方式上有所 不同,其实我们在深入了解它的原理后在进行其他产品的整合,其实都是一个简单的过程。
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