Tomcat集群Cluster實(shí)現(xiàn)原理剖析_第1頁
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文檔簡介

1、本文意在介紹對tomcat集群進(jìn)行更深入詳細(xì)的配置以滿足特定需求。 對于WEB應(yīng)用集群的技術(shù)實(shí)現(xiàn)而言,最大的難點(diǎn)就是如何能在集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性,會話(Session)信息是這些數(shù)據(jù)中最重要的一 塊。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),大體上有兩種方式,一種是把所有Session數(shù)據(jù)放到一臺服務(wù)器上或者數(shù)據(jù)庫中,集群中的所有節(jié)點(diǎn)通過訪問這臺Session服務(wù)器 來獲取數(shù)據(jù);另一種就是在集群中的所有節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行Session數(shù)據(jù)的同步拷貝,任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均保存了所有的Session數(shù)據(jù)。兩種方式都各有優(yōu)點(diǎn),第 一種方式簡單、易于實(shí)現(xiàn),但是存在著Session服務(wù)器發(fā)生故障會導(dǎo)致全系統(tǒng)不能正常工作的風(fēng)險(xiǎn);第

2、二種方式可靠性更高,任一節(jié)點(diǎn)的故障不會對整個(gè)系統(tǒng) 對客戶訪問的響應(yīng)產(chǎn)生影響,但是技術(shù)實(shí)現(xiàn)上更復(fù)雜一些。常見的平臺或中間件如microsoft 和IBM WAS都會提供對兩種共享方式的支持,tomcat也是這樣,但是一般采用第二種方式。當(dāng)采用tomcat默認(rèn)集群配置()時(shí),配置的細(xì)節(jié)實(shí)際上被 省略了,對于大多數(shù)應(yīng)用而言,使用默認(rèn)配置已經(jīng)足夠,完整的默認(rèn)配置應(yīng)該是這樣:推薦精選推薦精選 下面筆者對這里的配置項(xiàng)作詳細(xì)解釋,以下內(nèi)容均是筆者閱讀了tomcat官方文檔后自己的理解,有些可能不對,希望讀者能帶著批判的眼光閱讀,并歡迎指正筆者錯(cuò)誤。 tomcat集群各節(jié)點(diǎn)通過建立tcp鏈接來完成Sessio

3、n的拷貝,拷貝有同步和異步兩種模式。在同步模式下,對客戶端的響應(yīng)必須在Session拷 貝到其他節(jié)點(diǎn)完成后進(jìn)行;異步模式無需等待Session拷貝完成就可響應(yīng)。異步模式更高效,但是同步模式可靠性更高。同步異步模式由 channelSendOptions參數(shù)控制,默認(rèn)值是8,為異步模式,4是同步模式。在異步模式下,可以通過加上拷貝確認(rèn)(Acknowledge) 來提高可靠性,此時(shí)channelSendOptions設(shè)為10。 Manager用來在節(jié)點(diǎn)間拷貝Session,默認(rèn)使用DeltaManager,DeltaManager采用的一種all-to-all的工作方 式,即集群中的節(jié)點(diǎn)會把Ses

4、sion數(shù)據(jù)向所有其他節(jié)點(diǎn)拷貝,而不管其他節(jié)點(diǎn)是否部署了當(dāng)前應(yīng)用。當(dāng)集群中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量很多并且部署著不同應(yīng)用時(shí),可以使 用BackupManager,BackManager僅向部署了當(dāng)前應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)拷貝Session。但是到目前為止BackupManager并未經(jīng)過 大規(guī)模測試,可靠性不及DeltaManager。推薦精選 Channel負(fù)責(zé)對tomcat集群的IO層進(jìn)行配置。Membership用于發(fā)現(xiàn)集群中的其他節(jié)點(diǎn),這里的address用的是組播地址(Multicast address,了解更多組播地址詳情請參見 使用同一個(gè)組播地址和端口的多個(gè)節(jié)點(diǎn)同屬一個(gè)子集群,因此通過自定義組播地址和端口

5、就可將一個(gè)大的tomcat集群分成多個(gè)子集群。Receiver用于 各個(gè)節(jié)點(diǎn)接收其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù),在默認(rèn)配置下tomcat會從4000-4100間依次選取一個(gè)可用的端口進(jìn)行接收,自定義配置時(shí),如果多個(gè) tomcat節(jié)點(diǎn)在一臺物理服務(wù)器上注意要使用不同的端口。Sender用于向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù),具體實(shí)現(xiàn)通過Transport配 置,PooledParallelSender是從tcp連接池中獲取連接,可以實(shí)現(xiàn)并行發(fā)送,即集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)向其他所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)而互不 影響。Interceptor有點(diǎn)類似下面將要解釋的Valve,起到一個(gè)閥門的作用,在數(shù)據(jù)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)前進(jìn)行檢測或其他操作,如

6、 TcpFailureDetector用于檢測在數(shù)據(jù)的傳輸過程中是否發(fā)生了tcp錯(cuò)誤。關(guān)于Channel的編程模型,請參見推薦精選/tomcat-6.0-doc/api/org/apache/catalina/tribes/Channel.html。 Valve用于在節(jié)點(diǎn)向客戶端響應(yīng)前進(jìn)行檢測或進(jìn)行某些操作,ReplicationValve就是用于用于檢測當(dāng)前的響應(yīng)是否涉及Session數(shù)據(jù)的 更新,如果是則啟動(dòng)Session拷貝操作,filter用于過濾請求,如客戶端對圖片,css,js的請求就不會涉及Session,因此不需檢測,默 認(rèn)狀態(tài)下不

7、進(jìn)行過濾,監(jiān)測所有的響應(yīng)。JvmRouteBinderValve會在前端的Apache mod_jk發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)保證同一客戶端的請求發(fā)送到集群的同一個(gè)節(jié)點(diǎn),tomcat官方文檔并未解釋如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn),而且筆者認(rèn)為這一設(shè)置似乎并無多大實(shí) 用性。 Deployer用于集群的farm功能,監(jiān)控應(yīng)用中文件的更新,以保證集群中所有節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的一致性,如某個(gè)用戶上傳文件到集群中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序目錄 下,Deployer會監(jiān)測到這一操作并把這一文件拷貝到集群中其他節(jié)點(diǎn)相同應(yīng)用的對應(yīng)目錄下以保持所有應(yīng)用的一致。這是一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)大的功能,不過很遺 憾,tomcat集群目前并不能做到這一點(diǎn),開發(fā)人員正在努力實(shí)現(xiàn)它,這

8、里的配置只是預(yù)留了一個(gè)接口。推薦精選 Listener用于跟蹤集群中節(jié)點(diǎn)發(fā)出和收到的數(shù)據(jù),也有點(diǎn)類似Valve的功能。 在大體了解了tomcat集群實(shí)現(xiàn)模型后,就可以對集群作出更優(yōu)化的配置了,tomcat推薦了一套配置,使用了比DeltaManager更高效的 BackupManager,并且對ReplicationValve設(shè)置了請求過濾,注意在一臺服務(wù)器部署多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)需要修改Receiver的偵聽端 口,另外,為了更高效的在節(jié)點(diǎn)間拷貝數(shù)據(jù),所有tomcat節(jié)點(diǎn)最好采用相同的配置,具體配置如下: 推薦精選推薦精選 Tomcat集群除了可以進(jìn)行Session數(shù)據(jù)的拷貝,還可進(jìn)行Context屬

9、性的拷貝,通過修改context.xml的Context配置可以實(shí) 現(xiàn),使用替換默認(rèn) Context即可,當(dāng)然也可再加上distributable=true屬性。 下面通過假想的一組場景來描述tomcat集群如何工作,集群采用默認(rèn)配置,由t1和t2兩個(gè)tomcat例程組成,場景按照時(shí)間順序排列。推薦精選1.t1啟動(dòng) t1按照標(biāo)準(zhǔn)的tomcat啟動(dòng),當(dāng)Host對象被創(chuàng)建時(shí),一個(gè)Cluster對象(默認(rèn)配置下是SimpleTcpCluster)也同時(shí)被關(guān)聯(lián)到這個(gè) Host對象。當(dāng)某個(gè)應(yīng)用在web.xml中設(shè)置了distributable時(shí),Tomcat將為此應(yīng)用的上下文環(huán)境創(chuàng)建一個(gè) DeltaMa

10、nager。SimpleTcpCluster啟動(dòng)membership服務(wù)和Replication服務(wù)(用于建立tcp連接)。2.t2啟動(dòng)(待t1啟動(dòng)完成后) 首先t2會執(zhí)行和t1一樣的操作,然后SimpleTcpCluster會建立一個(gè)由t1和t2組成的membership。接著t2向集群中已啟動(dòng)的服 務(wù)器即t1請求Session數(shù)據(jù),如果t1沒有響應(yīng)t2的拷貝請求,t2會在60秒后time out。在Session數(shù)據(jù)拷貝完成之前t2不會接收客戶端的http或mod_jk/ajp請求。3.t1接收http請求,創(chuàng)建Session s1 t1正常響應(yīng)客戶請求,但是在t1把結(jié)果發(fā)送回客戶端時(shí),R

11、eplicationValve會攔截當(dāng)前請求(如果filter中配置了不需攔截的請求類 型,這一步就不會進(jìn)行,默認(rèn)配置下攔截所有請求),如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前請求更新了Session,調(diào)用Replication服務(wù)建立tcp連接把 Session拷貝到membership列表中的其他節(jié)點(diǎn)即t2,返回結(jié)果給客戶端(注意,如果采用同步拷貝,必須等拷貝完成后才會返回結(jié)果,異步拷貝 在數(shù)據(jù)發(fā)送到tcp連接就返回結(jié)果,不等待拷貝完成)。在拷貝時(shí),所有保存在當(dāng)前Session中的可序列化的對象都會被拷貝,而不僅僅是發(fā)生更新的部 分。推薦精選4.t1崩潰 當(dāng)t1崩潰時(shí),t2會被告知t1已從集群中退出,然后t2就會把t

12、1從自己的membership列表中刪除,發(fā)生在t2的Session更新不再往t1拷貝,同時(shí)負(fù)載均衡器會把后續(xù)的http請求全部轉(zhuǎn)發(fā)給t2。在此過程中所有的Session數(shù)據(jù)不會丟失。5.t2接收s1的請求 t2正常響應(yīng)s1的請求,因?yàn)閠2保存著s1的所有數(shù)據(jù)。6.t1重新啟動(dòng) 按步驟1、2一樣的操作啟動(dòng),加入集群,從t2拷貝所有Session數(shù)據(jù),拷貝完成后開放自己的http和mod_jk/ajp端口接收請求。推薦精選7.t1接收請求,s1失效 t1繼續(xù)接收來自s1的請求,把s1設(shè)置為過期。這里的過期并非因?yàn)閟1處于非活動(dòng)狀態(tài)超過設(shè)置的時(shí)間,而是執(zhí)行類似注銷的操作而引起的Session失 效。這時(shí)t1并非發(fā)送s1的所有數(shù)據(jù)而是一個(gè)類似s1 expired的消息,t2收到消息后也會把s1設(shè)為過

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