服务器群集:apache+tomcat+mysql 负载平衡和集群

（1） 采用负载平衡和集群技术，初步机构采用apache+tomcat的机群技术。
（2） 采用压力测试工具，测试压力。工具是loadrunner。
硬件环境搭建：
为了能够进行压力测试，需要搭建一个环境。刚开始时，测试在公司局域网内进行，但很快发现了一个问题，即一个脚本的压力测试结果每次都不一样，并且差别很大。原来是受公司网络的影响，于是决定搭建一个完全隔离的局域网测试。搭建后的局域网配置如下：
（1） 网络速度：100m
（2） 三台服务器：
负载服务器 ：操作系统windows2003，
tomcat服务器：操作系统windows2000 professional
数据库服务器：操作系统windows2000 professional
三台机器的cpu 2.4 g, 内存 1g。
软件环境搭建：
软件的版本如下：
apache 版本：2.054，
tomcat5.0.30,
mysql ：4.1.14.
jdk1.5
压力测试工具：loadrunner7.8。

负载平衡方案如下：
一台机器（操作系统2003）安装apache，作为负载服务器，并安装tomcat作为一个worker；一个单独安装tomcat，作为第二个worker；剩下的一台单独作为数据库服务器。
apache和tomcat的负载平衡采用jk1.2.14（没有采用2.0，主要是2.0不再维护了）。
集群方案：
采用tomcat本身的集群方案。在server.xml配置。
压力测试问题：
压力测试后，发现了一些问题，现一一列出来：
（1）采用tocmat集群后，速度变得很慢。因为集群后，要进行session复制，导致速度较慢。tomcatd的复制，目前不支持 application 复制。复制的作用，主要用来容错的，即一台机器有故障后，apache可以把请求自动转发到另外一个机器。在容错和速度的考虑上，我们最终选择速度，去掉了tomcat集群。
（2） 操作系统最大并发用户的限制：
为了采用网站的压力，我们开始的时候，仅测试tomcat的最大负载数。 tomcat服务器安装的操作系统是windows2000 professional。当我们用压力测试工具，并发测试时，发现只要超过15个并发用户，会经常出现无法连接服务器的情况。经过研究，发现是操作系统的问题：windows2000 professional 支持的并发访问用户有限，默认的好像是15个。于是我们把操作系统全部采用windows2003 server版本。
（3） 数据库连接池的问题：
测试数据库连接性能时，发现数据库连接速度很慢。每增加一些用户，连接性能就差了很多。我们采用的数据库连接池是dbcp，默认的初始化为50个，应该不会很慢吧。查询数据库的连接数，发现初始化，只初始化一个连接。并发增加一个用户时，程序就会重新创建一个连接，导致连接很慢。原因就在这里了。如何解决呢？偶尔在jdk1.4下的tomcat5.0.30下执行数据库连接压力测试，发现速度很快，程序创建数据库连接的速度也是很快的。看来jdk1.5的 jdbc驱动程序有问题。于是我们修改 jdk的版本为1.4.

（4） c3p0和dbcp
c3p0是hibernate3.0默认的自带数据库连接池，dbcp是apache开发的数据库连接池。我们对这两种连接池进行压力测试对比，发现在并发300个用户以下时，dbcp比c3p0平均时间快1秒左右。但在并发400个用户时，两者差不多。

速度上虽然dbcp比c3p0快些，但是有bug：当dbcp建立的数据库连接，因为某种原因断掉后，dbcp将不会再重新创建新的连接，导致必须重新启动tomcat才能解决问题。dbcp的bug使我们决定采用c3p0作为数据库连接池。
调整后的方案：
操作系统windows2003 server版本
jdk1.4
tomcat 5.0.30
数据库连接池c3p0
仅采用负载平衡，不采用集群。
软件的配置：
apache配置：主要配置httpd.conf和新增加的文件workers.properties
httpd.conf：
#一个连接的最大请求数量
maxkeepaliverequests 10000
#nt环境，只能配置这个参数来提供性能
<ifmodule mpm_winnt.c>
#每个进程的线程数，最大1920。nt只启动父子两个进程，不能设置启动多个进程
threadsperchild 1900
每个子进程能够处理的最大请求数
maxrequestsperchild 10000
</ifmodule>

# 加载mod_jk
#
loadmodule jk_module modules/mod_jk.so
#
# 配置mod_jk
#
jkworkersfile conf/workers.properties
jklogfile logs/mod_jk.log
jkloglevel info
#请求分发，对jsp文件，.do等动态请求交由tomcat处理
documentroot "c:/apache/htdocs"
jkmount /*.jsp loadbalancer
jkmount /*.do loadbalancer
jkmount /servlet/* loadbalancer
#关掉主机lookup，如果为on，很影响性能，可以有10多秒钟的延迟。
hostnamelookups off
#缓存配置
loadmodule cache_module modules/mod_cache.so
loadmodule disk_cache_module modules/mod_disk_cache.so
loadmodule mem_cache_module modules/mod_mem_cache.so

<ifmodule mod_cache.c>
cacheforcecompletion 100
cachedefaultexpire 3600
cachemaxexpire 86400
cachelastmodifiedfactor 0.1

<ifmodule mod_disk_cache.c>
cacheenable disk /
cacheroot c:/cacheroot
cachesize 327680
cachedirlength 4
cachedirlevels 5
cachegcinterval 4
</ifmodule>
<ifmodule mod_mem_cache.c>
cacheenable mem /
mcachesize 8192
mcachemaxobjectcount 10000
mcacheminobjectsize 1
mcachemaxobjectsize 51200
</ifmodule>
</ifmodule>
worker. properties文件
#
# workers.properties ，可以参考
http://jakarta.apache.org/tomcat ... config/workers.html
# in unix, we use forward slashes:
ps=

# list the workers by name

worker.list=tomcat1, tomcat2, loadbalancer

# ------------------------
# first tomcat server
# ------------------------
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.host=localhost
worker.tomcat1.type=ajp13

# specify the size of the open connection cache.
#worker.tomcat1.cachesize

#
# specifies the load balance factor when used with
# a load balancing worker.
# note:
# ----> lbfactor must be > 0
# ----> low lbfactor means less work done by the worker.
worker.tomcat1.lbfactor=900

# ------------------------
# second tomcat server
# ------------------------
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.host=202.88.8.101
worker.tomcat1.type=ajp13

# specify the size of the open connection cache.
#worker.tomcat1.cachesize

#
# specifies the load balance factor when used with
# a load balancing worker.
# note:
# ----> lbfactor must be > 0
# ----> low lbfactor means less work done by the worker.
worker.tomcat1.lbfactor=2000

# ------------------------
# load balancer worker
# ------------------------

#
# the loadbalancer (type lb) worker performs weighted round-robin
# load balancing with sticky sessions.
# note:
# ----> if a worker dies, the load balancer will check its state
# once in a while. until then all work is redirected to peer
# worker.
worker.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.balanced_workers=tomcat1,tomcat2

#
# end workers.properties
#

tomcat1配置:
<!--配置server.xml
去掉8080端口，即注释掉如下代码：-->
<connector
port="8080" maxthreads="150" minsparethreads="25" maxsparethreads="75"
enablelookups="false" redirectport="8443" acceptcount="100"
debug="0" connectiontimeout="20000"
disableuploadtimeout="true" />

<!--配置8009端口如下：-->
<connector port="8009"
maxthreads="500" minsparethreads="400" maxsparethreads="450"
enablelookups="false" redirectport="8443" debug="0"
protocol="ajp/1.3" />
<!--配置引擎-->
<engine name="catalina" defaulthost="localhost" debug="0" jvmroute="tomcat1">

启动内存配置,开发configure tomcat程序即可配置：
initial memory pool: 200 m
maxinum memory pool:300m
tomcat2配置：
配置和tomcat1差不多，需要改动的地方如下：
<!--配置引擎-->
<engine name="catalina" defaulthost="localhost" debug="0" jvmroute="tomcat2">

启动内存配置,开发configure tomcat程序即可配置：
initial memory pool: 512 m
maxinum memory pool:768m
mysql配置：
server类型：dedicated mysql server machine
database usage:transational database only
并发连接数量：online transaction processing(oltp)
字符集：utf8
数据库连接池的配置：
我们采用的是spring 框架，配置如下：
<property name="hibernateproperties">
<props>
<prop key="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.mysqldialect</prop>
<prop key="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.jdbc.driver</prop>
<prop key="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://202.88.1.103/db</prop>
<prop key="hibernate.connection.username">sa</prop>
<prop key="hibernate.connection.password"></prop>

<prop key="hibernate.show_sql">false</prop>
<prop key="hibernate.use_sql_comments">false</prop>

<prop key="hibernate.cglib.use_reflection_optimizer">true</prop>
<prop key="hibernate.max_fetch_depth">2</prop>

<prop key="hibernate.c3p0.max_size">200</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.min_size">5</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.timeout">12000</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.max_statements">50</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.acquire_increment">1</prop>
</props>
</property>
其他的没有额外配置。
loadrunner 常见问题：
（1）sofeware caused connction：这种情况，一般是脚本有问题，或者loadrunner有问题。解决方法：重新启动机器，或者重新录制脚本，估计是loadrunner的bug。
（2）cannot connect to server:无法连接到服务器。这种情况是服务器的配置有问题，服务器无法承受过多的并发连接了。需要优化服务器的配置，
如操作系统采用windows 2003 server，
优化tomcat配置：maxthreads="500" minsparethreads="400" maxsparethreads="450"。但是tomcat 最多支持500个并发访问
优化apache配置：
threadsperchild 1900
maxrequestsperchild 10000
其他的错误如：
action.c(10): error -27791: server has shut down the connection prematurely
http status-code=503 (service temporarily unavailable)
一般都是由于服务器配置不够好引起的，按照问题（2）处理，如果仍旧不行，需要优化硬件和调整程序了。
apache问题：
（1） file does not exist: c:/apache/htdocs/favicon.ico：
这个问题是apache，htdocs目录没有favicon.ico文件引起的，该文件是网站的图标，仅在firefox,myie等浏览器出现。
（2） 图片无法显示：
配置apache后，却无法显示图片。
解决方法：把程序的图片，按照程序结构copy到apache的htdocs目录下。
（3） 无法处理请求：
当我们输入 ***.do 命令后，apache确返回错误信息，而连接tomcat却没有问题。原因是没有把.do命令转发给tomcat处理。解决方法如下：
在apache配置文件中配置如下内容：
documentroot "c:/apache/htdocs"
jkmount /*.jsp loadbalancer
jkmount /*.do loadbalancer

总结：
网站的压力测试，涉及的知识面挺广的，不仅要熟悉压力测试工具，还要知道如何配置和优化应用服务器和数据库，并且需要知道如何优化网络、操作系统、硬件系统。
测试中不仅要善于发现问题，要知道如何解决。最重要的一点，要有良好的测试方法。刚开始测试时，可以从最简单的测试脚本入手，不需要太复杂的脚本，这样便于发现问题。如我们刚开始时，就从一个简单的下载登陆界面的脚本入手，测试一个tomcat的压力负载。一个简单的获取登陆的脚本，帮助我们优化了 tomcat的配置；后来再测试数据库连接，也是一个简单的数据库连接脚本，帮助我们优化了数据库连接池；然后利用这些简单的脚本，测试apache的负载平衡，优化了apache配置。最后运行复杂的脚本，模拟多种角色的用户在不同时间下的处理，以测试网站压力负载。

评论

1 楼 shandeai520 2013-05-08  

谢谢大神！
请教大神一个问题：假如我有三台服务器，连接池的上限是600，每台服务器分的是200，
现在有两台服务器DOWN了，还剩一台，但是服务器的连接数只有200，响应原有的请求数量就会很慢。
在做负载均衡的时候，有没有什么配置，当jk在做轮询的时候，重新分配每台服务器连接数据库的数量。