# 利刃出鞘_Tomcat 核心原理解析（八）-- Tomcat 集群
利刃出鞘_Tomcat 核心原理解析（八）-- Tomcat 集群
一、Tomcat专题 - Tomcat集群 - 介绍及准备工作
1、Tomcat集群 简介
由于单台Tomcat的承载能力是有限的，当我们的业务系统用户量比较大，请求压力比较大时，单台Tomcat是扛不住的，这个时候，就需要搭建Tomcat的集群，而目前比较流程的做法就是通过Nginx来实现Tomcat集群的负载均衡。
2、Tomcat 集群环境准备–准备 Tomcat
1）在服务器上, 安装两台 tomcat, 然后分别改 Tomcat 服务器的端口号 :
8005 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 8015 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 8025
8080 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 8888 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 9999
8009 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 8019 ‐‐‐‐‐‐‐‐‐> 8029
2）新建一个目录 D:\java-test\tomcat-colony\
3）解压 apache-tomcat-8.5.42-windows-x64.zip 到 目录 D:\java-test\tomcat-colony\ 下，并命名为 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\
4）再次解压 apache-tomcat-8.5.42-windows-x64.zip 到 目录 D:\java-test\tomcat-colony\ 下，并命名为 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\
5）修改 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\conf\server.xml 配置文件 端口。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Server port="8015" shutdown="SHUTDOWN"><Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /> <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /><Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /><GlobalNamingResources> <Resource name="UserDatabase" auth="Container"type="org.apache.catalina.UserDatabase"description="User database that can be updated and saved"factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"pathname="conf/tomcat-users.xml" /></GlobalNamingResources><Service name="Catalina"> <Connector port="8888" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" /><Connector port="8019" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /><Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"><Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm"> <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"resourceName="UserDatabase"/></Realm><Host name="localhost" appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"> <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" /></Host></Engine></Service>
</Server>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\conf\server.xml -->6）修改 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\conf\server.xml 配置文件 端口。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Server port="8025" shutdown="SHUTDOWN"><Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /> <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /><Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /><GlobalNamingResources> <Resource name="UserDatabase" auth="Container"type="org.apache.catalina.UserDatabase"description="User database that can be updated and saved"factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"pathname="conf/tomcat-users.xml" /></GlobalNamingResources><Service name="Catalina"> <Connector port="9999" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" /><Connector port="8029" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /><Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"><Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm"> <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"resourceName="UserDatabase"/></Realm><Host name="localhost" appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"> <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" /></Host></Engine></Service>
</Server>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\conf\server.xml -->3、Tomcat 集群环境准备–安装配置 Nginx
1）在当前服务器上 , 安装 Nginx ：解压 nginx-1.8.1.zip 到 D:\java-test\tomcat-colony\ 目录下。
2）修改 D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\conf\nginx.conf 配置文件，配置 nginx。
# D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\conf\nginx.confworker_processes 1;events {worker_connections 1024;
}http {include mime.types;default_type application/octet-stream;sendfile on;keepalive_timeout 65;server {listen 80;server_name localhost;location / {root html;index index.html index.htm;}error_page 500 502 503 504 /50x.html;location = /50x.html {root html;}}upstream serverpool{server localhost:8888;server localhost:9999;}server {listen 99;server_name localhost;location / {proxy_pass http://serverpool/;}}
}# D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\conf\nginx.conf二、Tomcat专题 - Tomcat集群 - 负载均衡策略
1、修改 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\ROOT\index.jsp 区别主页访问
......<body><div id="wrapper"><div id="navigation" class="curved container"><span id="nav-home"><a href="${tomcatUrl}">Home-8888</a></span>......
2、修改 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\webapps\ROOT\index.jsp 区别主页访问
......<body><div id="wrapper"><div id="navigation" class="curved container"><span id="nav-home"><a href="${tomcatUrl}">Home-9999</a></span>......
3、启动 两个 tomcat 和 nginx 浏览器访问测试。
1）启动 端口 8888 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\bin\startup.bat
2）启动 端口 9999 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\bin\startup.bat
3）启动 nginx
D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\nginx.exe
4）浏览器访问测试
http://localhost:8888/ 访问 Home-8888
http://localhost:9999/ 访问 Home-9999
http://localhost:99/ 发现 轮询访问 Home-8888 和 Home-9999
4、负载均衡策略
1） 轮询
最基本的配置方法，它是 upstream 模块默认的负载均衡默认策略。每个请求会按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器。
- 修改 D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\conf\nginx.conf 配置文件，配置 nginx 负载均衡策略–轮询。
upstream serverpool{server localhost:8888;server localhost:9999;
}
- 参数说明:
| 参数 | 描述 | |
|---|---|---|
| fail_timeout | 与max_fails结合使用 | |
| max_fails | 设置在fail_timeout参数设置的时间内最大失败次数，如果在这个时间内，所有针对该服务器的请求都失败了，那么认为该服务器会被认为是停机了 | |
| fail_time | 服务器会被认为停机的时间长度,默认为10s | |
| backup | 标记该服务器为备用服务器。当主服务器停止时，请求会被发送到它这里 | |
| down | 标记服务器永久停机了 | |
2） weight 权重
- 权重方式，在轮询策略的基础上指定轮询的几率。
upstream serverpool{server localhost:8888 weight=3;server localhost:9999 weight=1;
}
- weight 参数用于指定轮询几率，weight的默认值为1；weight的数值与访问比率成正比，
- 比如8888服务器上的服务被访问的几率为9999服务器的三倍。
- 此策略比较适合服务器的硬件配置差别比较大的情况。
3） ip_hash
指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式，这个方法确保了相同的客户端的请求一直发送到相同的服务器，以保证 session 会话。这样每个访客都固定访问一个后端服务器，可以解决 session 不能跨服务器的问题。
upstream serverpool{ip_hash;server 192.168.192.133:8080;server 192.168.192.137:8080;
}
三、Tomcat专题 - Tomcat集群 - session共享问题及方案
1、Session 共享问题
在 Tomcat 集群中，如果应用需要用户进行登录，那么这个时候，用于 tomcat 做了负载均衡，则用户登录并访问应用系统时，就会出现问题 。
2、Session 共享方案
1） ip_hash 策略
一个用户发起的请求，只会请求到 tomcat1 上进行操作，另一个用户发起的请求只在 tomcat2 上进行操作 。那么这个时候，同一个用户发起的请求，都会通过 nginx 的 ip_hash 策略，将请求转发到其中的一台 Tomcat 上。
2） Session 复制
四、Tomcat专题 - Tomcat集群 - Session复制
1、在 servlet_demo01 工程模块中，创建 session.jsp 页面，
<%--D:\java-test\idea2019\project_tomcat\servlet_demo01\web\session.jspCreated by IntelliJ IDEA.User: AdministratorDate: 2024/8/24Time: 21:15To change this template use File | Settings | File Templates.
--%>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head><title>Title</title>
</head>
<body>TOMCAT ‐ 9999 ：<br/>sessionID : <%= session.getId()%><br/><%Object loginUser = session.getAttribute("loginUser");if(loginUser != null && loginUser.toString().length()>0){out.println("session 有值, loginUser = " + loginUser);}else{session.setAttribute("loginUser","dgz168");out.println("session 没有值");}%>
</body>
</html>2、servlet_demo01 工程模块 创建，请点击：
# 利刃出鞘_Tomcat 核心原理解析（六）
3、打包 servlet_demo01 工程模块成 servlet_demo01.war 包。
idea --> File
--> Project Structure
--> Artifacts
--> 点击 【+】
--> 选择【Web Application Archive】
--> Name : ( servlet_demo01 )点击 servlet_demo01.war右键 'servlet_demo01'compile outputPut into /WEB-INF/classes右键 Java EE...Put into /WEB-INF/lib右键 Web facet resources Put into Output Root
--> Apply --> OKidea --> Build
--> Build Artifact
--> servlet_demo01
--> Build
--> 到 ...\out\artifacts\servlet_demo01\ 文件夹，找到 servlet_demo01.war
4、复制 servlet_demo01.war 到 tomcat 目录中。并启动两个 tomcat 服务。
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01.war
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\webapps\servlet_demo01.war
1）启动 端口 8888 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\bin\startup.bat
2）启动 端口 9999 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\bin\startup.bat
3）启动两个 tomcat 服务后，会生成两个文件夹：
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01\
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\webapps\servlet_demo01\
5、修改 D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01\session.jsp 页面，
重启两台 tomcat 和 nginx 进行测试。
<%--D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01\session.jspCreated by IntelliJ IDEA.User: AdministratorDate: 2024/8/24Time: 21:15To change this template use File | Settings | File Templates.
--%>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head><title>Title</title>
</head>
<body>TOMCAT ‐ 8888 ：<br/>sessionID : <%= session.getId()%><br/><%Object loginUser = session.getAttribute("loginUser");if(loginUser != null && loginUser.toString().length()>0){out.println("session 有值, loginUser = " + loginUser);}else{session.setAttribute("loginUser","dgz168");out.println("session 没有值");}%>
</body>
</html>1）启动 端口 8888 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\bin\startup.bat
2）启动 端口 9999 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\bin\startup.bat
3）启动 nginx
D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\nginx.exe
4）浏览器访问测试
http://localhost:8888/ 访问 Home-8888
http://localhost:9999/ 访问 Home-9999
http://localhost:99/
5）访问到的两台 Tomcat 出现的 sessionID 是不一样的，说明两台 Tomcat 的 Session 各是各的，并没有进行同步，这在集群环境下是存在问题的。
6、Session 同步的配置如下：
1） 在 Tomcat 的 conf/server.xml 配置如下:
<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\conf\server.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Server port="8015" shutdown="SHUTDOWN"><Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /> <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /><Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /><GlobalNamingResources> <Resource name="UserDatabase" auth="Container"type="org.apache.catalina.UserDatabase"description="User database that can be updated and saved"factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"pathname="conf/tomcat-users.xml" /></GlobalNamingResources><Service name="Catalina"> <Connector port="8888" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" /><Connector port="8019" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /><Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"><!-- Session 同步的配置 --><Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/><Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm"> <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"resourceName="UserDatabase"/></Realm><Host name="localhost" appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"> <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" /></Host></Engine></Service>
</Server>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\conf\server.xml -->- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\conf\server.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Server port="8025" shutdown="SHUTDOWN"><Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /> <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /><Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /><Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /><GlobalNamingResources> <Resource name="UserDatabase" auth="Container"type="org.apache.catalina.UserDatabase"description="User database that can be updated and saved"factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"pathname="conf/tomcat-users.xml" /></GlobalNamingResources><Service name="Catalina"> <Connector port="9999" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443" /><Connector port="8029" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /><Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"><!-- Session 同步的配置 --><Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/><Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm"> <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"resourceName="UserDatabase"/></Realm><Host name="localhost" appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"> <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" /></Host></Engine></Service>
</Server>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\conf\server.xml -->2） 在 Tomcat 部署的应用程序 servlet_demo01 的 web.xml 中加入如下配置 ：
<distributable/>
- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01\WEB-INF\web.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"version="3.1"><servlet><servlet-name>bbsServlet</servlet-name><servlet-class>djh.it.web.BbsServlet</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>bbsServlet</servlet-name><url-pattern>/bbs/findAll</url-pattern></servlet-mapping><context-param><param-name>project_param_01</param-name><param-value>dzs168</param-value></context-param><!-- 会话配置session-config --><session-config><session-timeout>30</session-timeout><cookie-config><name>JESSIONID</name><domain>localhost</domain><path>/</path><comment>Session Cookie</comment><http-only>true</http-only><secure>false</secure><max-age>3600</max-age></cookie-config></session-config><!-- 欢迎页面 --><welcome-file-list><welcome-file>login.jsp</welcome-file></welcome-file-list><!-- Session 同步的配置 --><distributable/><!-- 错误页面 -->
<!-- <error-page>-->
<!-- <error-code>404</error-code>-->
<!-- <location>/404.html</location>-->
<!-- </error-page>-->
<!-- <error-page>-->
<!-- <error-code>500</error-code>-->
<!-- <location>/500.html</location>-->
<!-- </error-page>-->
<!-- <error-page>-->
<!-- <exception-type>java.lang.Exception</exception-type>-->
<!-- <location>/error.jsp</location>-->
<!-- </error-page>--></web-app>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\webapps\servlet_demo01\WEB-INF\web.xml -->- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\webapps\servlet_demo01\WEB-INF\web.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"version="3.1"><servlet><servlet-name>bbsServlet</servlet-name><servlet-class>djh.it.web.BbsServlet</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>bbsServlet</servlet-name><url-pattern>/bbs/findAll</url-pattern></servlet-mapping><context-param><param-name>project_param_01</param-name><param-value>dzs168</param-value></context-param><!-- 会话配置session-config --><session-config><session-timeout>30</session-timeout><cookie-config><name>JESSIONID</name><domain>localhost</domain><path>/</path><comment>Session Cookie</comment><http-only>true</http-only><secure>false</secure><max-age>3600</max-age></cookie-config></session-config><!-- 欢迎页面 --><welcome-file-list><welcome-file>login.jsp</welcome-file></welcome-file-list><!-- Session 同步的配置 --><distributable/><!-- 错误页面 -->
<!-- <error-page>-->
<!-- <error-code>404</error-code>-->
<!-- <location>/404.html</location>-->
<!-- </error-page>-->
<!-- <error-page>-->
<!-- <error-code>500</error-code>-->
<!-- <location>/500.html</location>-->
<!-- </error-page>-->
<!-- <error-page>-->
<!-- <exception-type>java.lang.Exception</exception-type>-->
<!-- <location>/error.jsp</location>-->
<!-- </error-page>--></web-app>
<!-- D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\webapps\servlet_demo01\WEB-INF\web.xml -->3） 配置完毕之后， 再次重启两个 Tomcat 服务，进行测试。
- 启动 端口 8888 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-8888\bin\startup.bat
- 启动 端口 9999 的 tomcat
D:\java-test\tomcat-colony\tomcat-9999\bin\startup.bat
- 启动 nginx
D:\java-test\tomcat-colony\nginx-1.8.1\nginx.exe
- 浏览器访问测试
http://localhost:8888/ 访问 Home-8888
http://localhost:9999/ 访问 Home-9999
http://localhost:99/
7、Session 同步的配置 注意事项：
Session 同步的配置 只适用于较小的集群环境（节点数不超过4个），如果集群的节点数比较多的话，通过这种广播的形式来完成 Session 的复制，会消耗大量的网络带宽，影响服务的性能。
五、Tomcat专题 - Tomcat集群 - SSO解决Session共享问题
1、SSO-单点登录
单点登录（Single Sign On），简称为 SSO，是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO的定义是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统，也是用来解决集群环境Session共享的方案之一 。
2、SSO-单点登录 示意图
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