带你快速了解WEB应用服务器TOMCAT

目录

一、WEB技术

1.1 HTTP协议和B/S 结构

 1.2 前端三大核心技术

1.2.1 HTML

1.2.2 CSS（Cascading Style Sheets）层叠样式表

1.2.3 JavaScript

二 WEB框架

2.1 web资源和访问

2.2 后台应用架构

2.2.1 单体架构

2.2.2 微服务

2.2.3 单体架构和微服务比较

三 tomcat的功能介绍

3.1 安装 Tomcat

3.1.1.安装java环境

3.1.2.安装并启动tomcat

3.1.3.查看端口

3.1.4.访问tomcat

3.2 tomcat的文件结构和组成

3.2.1 目录结构

3.2.2 查看tomcat相关目录和文件

3.3 生成tomcat的启动文件

3.3.1 生成tomcat的主配置文件

3.3.2.生成启动文件

四 结合反向代理实现tomcat部署

4.1 常见部署方式介绍

4.2 利用 nginx 反向代理实现

4.3 实现tomcat中的负载均衡

4.3.1 HTTP的无状态，有连接和短连接

4.3.2 tomcat负载均衡实现

五 Memcached

5.1 Memcached简介

5.2 memcached的安装与启动

5.3 memcached 操作命令

六 session 共享服务器

6.1 msm 介绍

6.2 安装

6.3 配置过程

一、WEB技术

1.1 HTTP协议和B/S 结构

操作系统有进程子系统，使用多进程就可以充分利用硬件资源。进程中可以多个线程，每一个线程可以被CPU 调度执行，这样就可以让程序并行的执行。这样一台主机就可以作为一个服务器为多个客户端提供计算服务。
客户端和服务端往往处在不同的物理主机上，它们分属不同的进程，这些进程间需要通信。跨主机的进程间通信需要使用网络编程。最常见的网络编程接口是Socket 。
Socket 称为套接字，本意是插座。也就是说网络通讯需要两端，如果一端被动的接收另一端请求并提供计算和数据的称为服务器端，另一端往往只是发起计算或数据请求，称为客户端。
这种编程模式称为 Client/Server 编程模式，简称 C/S 编程。开发的程序也称为 C/S 程序。 C/S 编程往往使用传输层协（TCP/UDP ），较为底层，比如： QQ ，迅雷 , 云音乐 , 云盘 , foxmail ， xshell 等
1990 年 HTTP 协议和浏览器诞生。在应用层使用文本跨网络在不同进程间传输数据，最后在浏览器中将服务器端返回的HTML 渲染出来。由此，诞生了网页开发。
网页是存储在 WEB 服务器端的文本文件，浏览器发起 HTTP 请求后，到达 WEB 服务程序后，服务程序根据URL读取对应的 HTML 文件，并封装成 HTTP 响应报文返回给浏览器端。
起初网页开发主要指的是 HTML 、 CSS 等文件制作，目的就是显示文字或图片，通过超级链接跳转到另一个HTML 并显示其内容。
后来，网景公司意识到让网页动起来很重要，傍着 SUN 的 Java 的名气发布了 JavaScript 语言，可以在浏览器中使用JS 引擎执行的脚本语言，可以让网页元素动态变化，网页动起来了。
为了让网页动起来，微软使用 ActiveX 技术、 SUN 的 Applet 都可以在浏览器中执行代码，但都有安全性问题。能不能直接把内容直接在WEB 服务器端组织成 HTML ，然后把 HTML 返回给浏览器渲染呢？
最早出现了 CGI （ Common Gateway Interface ）通用网关接口，通过浏览器中输入 URL 直接映射到一个服务器端的脚本程序执行，这个脚本可以查询数据库并返回结果给浏览器端。这种将用户请求使用程序动态生成的技术，称为动态网页技术。先后出现了ASP 、 PHP 、 JSP 等技术，这些技术的使用不同语言编写的程序都运行在服务器端，所以称为WEB 后端编程。有一部分程序员还是要编写 HTML 、 CSS 、JavaScript，这些代码运行在浏览器端，称为 WEB 前端编程。合起来称为 Browser/Server 编程，即 B/S 编程。

 1.2 前端三大核心技术

1.2.1 HTML

  • HTML（HyperText Markup Language）超文本标记语言，它不同于一般的编程语言。超文本即超出纯文本的范畴，例如：描述文本颜色、大小、字体等信息，或使用图片、音频、视频等非文本内容。
  • HTML由一个个的标签（标记）组成，这些标签各司其职，有的提供网页信息，有的负责文字，有的负责图片，有的负责网页布局，所以一个HTML文件，是由格式标签和数据组成。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title> 首页 </title>
</head>
<body>
<h1> 这是第一个页面 </h1>
</body>
</html>
  • 超文本需要显示，就得有软件能够呈现超文本定义的排版格式，例如显示：图片、表格，显示字体的大小、颜色，这个软件就是浏览器。
  • 超文本的诞生是为了解决纯文本不能格式显示的问题，是为了好看，但是只有通过网络才能分享超文本的内容，所以制定了HTTP协议。

1.2.2 CSS（Cascading Style Sheets）层叠样式表

HTML 本身为了格式化显示文本，但是当网页呈现大家面前的时候，需求 HTML 提供更多样式能力。这使得HTML 变得越来越臃肿。这促使了 CSS 的诞生。
  • 1994年，W3C成立，CSS设计小组所有成员加入W3C，并努力研发CSS的标准，微软最终加入。
  • 1996年12月发布CSS 1.0。
  • 1998年5月发布CSS 2.0
CSS 3 采用了模块化思想，每个模块都在 CSS 2 基础上分别增强功能。所以，这些模块是陆续发布的。
不同厂家的浏览器使用的引擎，对 CSS 的支持不一样，导致网页布局、样式在不同浏览器不一样。因此，想要保证不同用户使用不同浏览器看到的网页效果一直非常困难。

1.2.3 JavaScript

Javascript 简称 JS ，是一种动态的弱类型脚本解释性语言，和 HTML 、 CSS 并称三大 WEB 核心技术，得到了几乎主流浏览器支持。
1994 年，网景 Netscape 公司成立并发布了 Netscape Navigator 浏览器，占据了很大的市场份额，网景意识到WEB 需要动态，需要一种技术来实现。
1995 年 9 月网景浏览器 2 发布测试版本发布了 LiveScript ，随即在 12 月的测试版就更名为 JavaScript 。同时期，微软推出IE 并支持 JScript 、 VBScript ，与之抗衡。
1997 年，网景、微软、 SUN 、 Borland 公司和其他组织在 ECMA （ European Computer Manufacturers Association 欧洲计算机制造商协会）确定了 ECMAScript 的本程序设计语言的标准。 JavaScript 和 JScript都成为ECMAScript 标准的实现。
2008 年后随着 chrome 浏览器的 V8 引擎发布。
V8 JS 引擎不是解释执行，而是本地编译，在 V8 引擎做了很多优化， JS 程序在其上运行堪比本地二进制程序。V8 引擎使用 C++ 开发，可以嵌入到任何 C++ 程序中。基于 V8 引擎， 2009 年基于服务器 javascript 的运行环境Node.js 诞生，创建了第一版 npm (Node.js 包管理器和开源库生态系统 ), 提供了大量的库供程序员使用。从此，便可以在服务器端真正大规模使用JavaScript 编程了。也就是说 JavaScript 也可以真正称为服务器端编程语言了，成为目前唯一的前，后端通用的语言。
同步
交互式网页，用户提交了请求，就是想看到查询的结果。服务器响应到来后是一个全新的页面内容，哪怕URL 不变，整个网页都需要重新渲染。例如，用户填写注册信息，只是 2 次密码不一致，提交后，整个注册页面重新刷新，所有填写项目重新填写( 当然有办法让用户减少重填 ) 。这种交互非常不友好。从代价的角度看，就是为了注册的一点点信息，结果返回了整个网页内容，不但浪费了网络带宽，还需要浏览器重新渲染网页，太浪费资源了，影响了用户体验和感受。上面这些请求的过程，就是同步过程，用户发起请求，页面整个刷新，直到服务器端响应的数据到来并重新渲染。
异步
1996 年微软实现了 iframe 标签，可以在一个网页使用 iframe 标签局部异步加载内容。
1999 年微软推出异步数据传输的 ActiveX 插件技术，太笨重了，但是也火了很多年。有一个组件XMLHttpRequest被大多数浏览器支持。
传统的网页如果需要更新内容，必需重载整个网页面。 Ajax 的出现，改变这一切，同时极大的促进了Javascript的发展。 Ajax 即 "Asynchronous Javascript And XML" （异步 JavaScript 和 XML ），是指一种创建交互式、快速动态网页应用的网页开发技术，最早起源于1998 年微软的 Outlook Web Access 开发团队。Ajax 通过在后台与服务器进行少量数据交换， 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。Javascript 通过调用浏览器内置的 WEB API 中的XMLHttpRequest 对象实现 Ajax 技术。早期 Ajax 结合数据格式 XML ，目前更多的使用 JSON 。利用 AJAX 可实现前后端开发的彻底分离，改变了传统的开发模式。
AJAX 是一种技术的组合，技术的重新发现，而不是发明，但是它深远的影响了整个 WEB 开发。

二 WEB框架

2.1 web资源和访问

从静态服务器请求 HTML 、 CSS 、 JS 等文件发送到浏览器端，浏览器端接收后渲染在浏览器上从图片服务器请求图片资源显示
从业务服务器访问动态内容，动态内容是请求后有后台服务访问数据库后得到的，最终返回到浏览器端
手机 App 访问
内置了 HTML 和 JS 文件，不需要从静态 WEB 服务器下载 JS 或 HTML 。为的就是减少文件的发送，现代前端开发使用的JS 文件太多或太大了
有必要就从图片服务器请求图片，从业务服务器请求动态数据
客户需求多样，更多的内容还是需要由业务服务器提供，业务服务器往往都是由一组服务器组成。

2.2 后台应用架构

2.2.1 单体架构

  • 传统架构（单机系统），一个项目一个工程：比如商品、订单、支付、库存、登录、注册等等，统一部署，一个进程
  • all in one的架构方式，把所有的功能单元放在一个应用里。然后把整个应用部署到一台服务器上。如果负载能力不行，将整个应用进行水平复制，进行扩展，然后通过负载均衡实现访问。
  • Java实现：JSP、Servlet，打包成一个jar、war部署
  • 易于开发和测试:也十分方便部署;当需要扩展时，只需要将war复制多份，然后放到多个服务器上，再做个负载均衡就可以了。
  • 如果某个功能模块出问题，有可能全站不可访问，修改Bug后、某模块功能修改或升级后，需要停掉整个服务，重新整体重新打包、部署这个应用war包，功能模块相互之间耦合度高,相互影响,不适合当今互联网业务功能的快速迭代。
  • 特别是对于一个大型应用，我们不可能吧所有内容都放在一个应用里面，我们如何维护、如何分工合作都是问题。如果项目庞大，管理难度大
  • web应用服务器：开源的tomcat、jetty、glassfish。商用的有weblogic、websphere、Jboss

2.2.2 微服务

  • 属于SOA（Service Oriented Architecture）的子集
  • 微服务化的核心就是将传统的一站式应用，根据业务拆分成一个一个的服务，彻底去掉耦合，每一个微服务提供单个业务功能，一个服务只做一件事。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立地部署到生产环境、类生产环境等
  • 从技术角度讲就是一种小而独立的处理过程，类似与进程的概念，能够自行单独启动或销毁
  • 微服务架构（分布式系统），各个模块/服务，各自独立出来，"让专业的人干专业的事"，独立部署。分布式系统中，不同的服务可以使用各自独立的数据库。
  • 服务之间采用轻量级的通信机制（通常是基于HTTP的RESTful API）。
  • 微服务设计的思想改变了原有的企业研发团队组织架构。传统的研发组织架构是水平架构，前端、后端、DBA、测试分别有自己对应的团队，属于水平团队组织架构。而微服务的设计思想对团队的划分有着一定的影响，使得团队组织架构的划分更倾向于垂直架构，比如用户业务是一个团队来负责，支付业务是一个团队来负责。但实际上在企业中并不会把团队组织架构拆分得这么绝对，垂直架构只是一种理想的架构
  • 微服务的实现框架有多种，不同的应用架构，部署方式也有不同

2.2.3 单体架构和微服务比较

微服务的优点
  • 每个服务足够内聚，足够小，代码容易理解。这样能聚焦一个只当的业务功能或业务需求。
  • 开发简单、开发效率提高，一个服务可能就是专业的只干一件事，微服务能够被小团队单独开发，这个小团队可以是2到5人的开发人员组成
  • 微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。
  • 微服务能使用不同的语言开发
  • 易于和第三方集成，微服务运行容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如: Jenkins、Hudson、Bamboo
  • 微服务易于被一个开发人员理解、修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果，无需通过合作才能体现价值
  • 微服务允许你利用融合最新技术。微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML/CSS或其他界面组件混合，即前后端分离
  • 每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库，也可以有统一数据库
微服务缺点：
  • 微服务把原有的一个项目拆分成多个独立工程，增加了开发、测试、运维、监控等的复杂度
  • 微服务架构需要保证不同服务之间的数据一致性，引入了分布式事务和异步补偿机制，为设计和开发带来一定挑战
  • 开发人员和运维需要处理分布式系统的复杂性，需要更强的技术能力
  • 微服务适用于复杂的大系统，对于小型应用使用微服务，进行盲目的拆分只会增加其维护和开发成本
常见的微服务框架
Dubbo
  • 阿里开源贡献给了ASF，目前已经是Apache的顶级项目
  • 一款高性能的Java RPC服务框架，微服务生态体系中的一个重要组件
  • 将单体程序分解成多个功能服务模块，模块间使用Dubbo框架提供的高性能RPC通信
  • 内部协调使用Zookeeper，实现服务注册、服务发现和服务治理
Spring cloud
  • 一个完整的微服务解决方案，相当于Dubbo的超集
  • 微服务框架，将单体应用拆分为粒度更小的单一功能服务
  • 基于HTTP协议的REST(Representational State Transfer 表述性状态转移）风格实现模块间通信

三 tomcat的功能介绍

Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的 Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，Tomcat 具有处理 HTML 页面的功能，它还是一个 Servlet 和JSP容器
起始于 SUN 公司的一个 Servlet 的参考实现项目 Java Web Server ，开发者是 James Duncan Davidson ， 在1999 年，将项目贡献给了 apache 软件基金会（ ASF ），和 ASF 现有的项目 JServ 合并，并开源成为顶级项目
Tomcat 仅仅实现了 Java EE 规范中与 Servlet 、 JSP 相关的类库，是 JavaEE 不完整实现。
1999 年发布初始版本是 Tomcat 3.0 ，实现了 Servlet 2.2 和 JSP 1.1 规范。
Tomcat 4.x 发布时，内建了 Catalina （ Servlet 容器）和 Jasper （ JSP engine ）等
当前 Tomcat 的正式版本已经更新到 10.0.x 版本，但当前企业中主流版本为 8.x 和 7.x
官网 :         http://tomcat.apache.org/
官网文档 :         https://tomcat.apache.org/tomcat-8.5-doc/index.html
帮助文档 :
https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/
https://cwiki.apache.org/confluence/display/tomcat/FAQ

3.1 安装 Tomcat

推荐从 Apache 官网下载源码包直接安装启动

3.1.1.安装java环境

[root@tomcat-node ~]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y

3.1.2.安装并启动tomcat

[root@tomcat-node ~]# ls
 packages.zip

[root@tomcat-node ~]# unzip packages.zip

[root@tomcat-node ~]# cd packages/tomcat/
[root@tomcat-node tomcat]# ls
apache-tomcat-9.0.91.tar.gz  apache-tomcat-9.0.93.tar.gz
[root@tomcat-node tomcat]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz  -C /usr/local/

[root@tomcat-node ~]# ln -s /usr/local/apache-tomcat-9.0.93/ /usr/local/tomcat
[root@tomcat-node ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/local/jvm/jdk1.8.0_60/jre
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:   
Tomcat started.

3.1.3.查看端口

[root@tomcat-node ~]# netstat -antlupe | grep java           
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      0          34690      3381/java

3.1.4.访问tomcat

3.2 tomcat的文件结构和组成

3.2.1 目录结构

目录                 说明
-------------------------------------------------------
bin                 服务启动、停止等相关程序和文件
conf                配置文件
lib                   库目录
logs                日志目录
webapps         应用程序，应用部署目录，相当于 nginx 的默认发布目录
work jsp          编译后的结果文件，建议提前预热访问

3.2.2 查看tomcat相关目录和文件

[root@tomcat-node tomcat]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz  -C /usr/local/

[root@tomcat-node ~]# ls /usr/local/tomcat/
bin              lib      README.md      webapps
BUILDING.txt     LICENSE  RELEASE-NOTES  work
conf             logs     RUNNING.txt
CONTRIBUTING.md  NOTICE   temp

3.3 生成tomcat的启动文件

3.3.1 生成tomcat的主配置文件

[root@tomcat-node jre_openjdk]# vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre_openjdk

3.3.2.生成启动文件

[root@tomcat-node ~]# useradd -s /sbin/nologin -M tomcat

[root@tomcat-node ~]# chown -R tomcat.tomcat /usr/local/tomcat/

[root@tomcat-node ~]# ll /usr/local/tomcat/ -ld
drwxr-xr-x 9 tomcat tomcat 220 Aug 21 19:46 /usr/local/tomcat/
 

[root@tomcat-node ~]# vim /lib/systemd/system/tomcat.service 
[Unit]
Description=Tomcat
#After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target
 

[root@tomcat-node ~]# systemctl daemon-reload 

[root@tomcat-node ~]# systemctl enable --now tomcat.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/tomcat.service → /usr/lib/systemd/system/tomcat.service.

四 结合反向代理实现tomcat部署

4.1 常见部署方式介绍

  • standalone模式，Tomcat单独运行，直接接受用户的请求，不推荐。
  • 反向代理，单机运行，提供了一个Nginx作为反向代理，可以做到静态由nginx提供响应，动态jsp代理给Tomcat
  1. LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
  2. LAMT：Linux + Apache（Httpd）+ MySQL + Tomcat
  • 前置一台Nginx，给多台Tomcat实例做反向代理和负载均衡调度，Tomcat上部署的纯动态页面更适合
  1. LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
  • 多级代理
  1. LNNMT：Linux + Nginx + Nginx + MySQL + Tomcat

4.2 利用 nginx 反向代理实现

利用 nginx 反向代理功能，实现图中的代理功能，将用户请求全部转发至指定的同一个 tomcat 主机
利用 nginx 指令 proxy_pass 可以向后端服务器转发请求报文 , 并且在转发时会保留客户端的请求报文中的host首部

[root@tomcat-node ~]# cp test.jsp /usr/local/tomcat/webapps/ROOT
[root@tomcat-node ~]# cd /usr/local/tomcat/webapps/ROOT
[root@tomcat-node ROOT]# ls
test.jsp

[root@tomcat-node ROOT]# cat test.jsp 
<%@ page contentType="text/html; charset=GBK" %>
<%@ page import="java.util.*" %>
<html><head><title>Cluster App Test</title></head>
<body>
Server Info:
<%
out.println(request.getLocalAddr() + " : " + request.getLocalPort()+"<br>");%>
<%
out.println("<br> ID " + session.getId()+"<br>");
String dataName = request.getParameter("dataName");
if (dataName != null && dataName.length() > 0) {
String dataValue = request.getParameter("dataValue");
session.setAttribute(dataName, dataValue);
}
out.print("<b>Session list</b>");
Enumeration e = session.getAttributeNames();
while (e.hasMoreElements()) {
String name = (String)e.nextElement();
String value = session.getAttribute(name).toString();
out.println( name + " = " + value+"<br>");
System.out.println( name + " = " + value);
}
%>
<form action="test.jsp" method="POST">
name:<input type=text size=20 name="dataName">
<br>
key:<input type=text size=20 name="dataValue">
<br>
<input type=submit>
</form>
</body>
</html>

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf
server {
    listen 80;
    server_name lee.timinglee.org;
    root /webdata/nginx/timinglee.org/lee;
    location ~ \.jsp$ {
            proxy_pass http://192.168.10.10:8080;
    }
}

[root@nginx ~]# nginx -s reload
nginx: [error] open() "/run/nginx.pid" failed (2: No such file or directory)
[root@nginx ~]# ps -aux | grep nginx
avahi        869  0.0  0.1  15520  6324 ?        Ss   20:30   0:00 avahi-daemon: running [nginx-2.local]
root        2160  0.0  0.0   9808   980 ?        Ss   20:31   0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
nginx       2161  0.0  0.1  13656  4796 ?        S    20:31   0:00 nginx: worker process
nginx       2162  0.0  0.1  13656  4796 ?        S    20:31   0:00 nginx: worker process
nginx       2163  0.0  0.1  13656  4796 ?        S    20:31   0:00 nginx: worker process
nginx       2164  0.0  0.1  13656  4796 ?        S    20:31   0:00 nginx: worker process
root        2275  0.0  0.0 221796  2288 pts/0    S+   20:41   0:00 grep --color=auto nginx
[root@nginx ~]# echo 2160 > /run/nginx.pid
[root@nginx ~]# nginx -s reload
[root@nginx ~]# 

测试：

在浏览器中访问信息
lee.timinglee.org/test.jsp

4.3 实现tomcat中的负载均衡

动态服务器的问题，往往就是并发能力太弱，往往需要多台动态服务器一起提供服务。如何把并发的压力分摊，这就需要调度，采用一定的调度策略，将请求分发给不同的服务器，这就是Load Balance 负载
均衡。
当单机 Tomcat ，演化出多机多级部署的时候，一个问题便凸显出来，这就是 Session 。而这个问题的由来，都是由于HTTP 协议在设计之初没有想到未来的发展。

4.3.1 HTTP的无状态，有连接和短连接

  • 无状态：指的是服务器端无法知道2次请求之间的联系，即使是前后2次请求来自同一个浏览器，也没有任何数据能够判断出是同一个浏览器的请求。后来可以通过cookie、session机制来判断。
  1. 浏览器端第一次HTTP请求服务器端时，在服务器端使用session这种技术，就可以在服务器端产生一个随机值即SessionID发给浏览器端，浏览器端收到后会保持这个SessionID在Cookie当 中，这个Cookie值一般不能持久存储，浏览器关闭就消失。浏览器在每一次提交HTTP请求的时候会把这个SessionID传给服务器端，服务器端就可以通过比对知道是谁了
  2. Session通常会保存在服务器端内存中，如果没有持久化，则易丢失
  3. Session会定时过期。过期后浏览器如果再访问，服务端发现没有此ID，将给浏览器端重新发新的SessionID
  4. 更换浏览器也将重新获得新的SessionID
  • 有连接：是因为它基于TCP协议，是面向连接的，需要3次握手、4次断开。
  • 短连接：Http 1.1之前，都是一个请求一个连接，而Tcp的连接创建销毁成本高，对服务器有很大的影响。所以，自Http 1.1开始，支持keep-alive，默认也开启，一个连接打开后，会保持一段时间 （可设置），浏览器再访问该服务器就使用这个Tcp连接，减轻了服务器压力，提高了效率。
服务器端如果故障，即使 Session 被持久化了，但是服务没有恢复前都不能使用这些 SessionID 。
如果使用 HAProxy 或者 Nginx 等做负载均衡器，调度到了不同的 Tomcat 上，那么也会出现找不到SessionID的情况。

4.3.2 tomcat负载均衡实现

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf

upstream tomcat {
    ip_hash;
    #hash $cookie_JSESSIONID;
    server 192.168.10.10:8080;
    server 192.168.10.20:8080;
}


server {
    listen 80;
    server_name lee.timinglee.org;
    root /webdata/nginx/timinglee.org/lee;
    access_log /var/log/nginx/access.log;
    error_log /var/log/nginx/error.log;
    try_files $uri $uri.html $uri/index.html /error/default.html;
    location ~ \.jsp$ {
    proxy_pass http://tomcat;
    }
}
[root@nginx ~]# nginx -s reload
[root@nginx ~]# 

测试：
当使用 ip_bash 的算法时有什么问题？
在不同的浏览器
不同浏览器里测 Cluster App Test (timinglee.org)icon-default.png?t=N7T8http://lee.timinglee.org/test.jsp
ip_hash;        #源地址hash

hash $cookie_JSESSIONID;        #对 JSESSIONID进行hash

注意：如果不能出现上图所示，需要清空浏览器缓存，退出浏览器后在进行访问

五 Memcached

5.1 Memcached简介

Memcached 只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，基于 Key-Value 的内存缓存系统 memcached虽然没有像redis 所具备的数据持久化功能，比如 RDB 和 AOF 都没有，但是可以通过做集群同步的方式，让各memcached 服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各 memcached 的数据是一样的，即使有任何一台 memcached 发生故障，只要集群中有一台 memcached 可用就不会出现数据丢失，当其他memcached 重新加入到集群的时候 , 可以自动从有数据的 memcached 当中自动获取数据并提供服务。
Memcached 借助了操作系统的 libevent 工具做高效的读写。 libevent 是个程序库，它将 Linux 的 epoll 、BSD类操作系统的 kqueue 等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥高性能。memcached 使用这个 libevent 库，因此能在 Linux 、 BSD 、 Solaris 等操作系统上发挥其高性能
Memcached 支持最大的内存存储对象为 1M ，超过 1M 的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个key中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长， memcached 最适合保存用户的session实现 session 共享
Memcached 存储数据时 , Memcached 会去申请 1MB 的内存 , 把该块内存称为一个 slab, 也称为一个 page
Memcached 支持多种开发语言，包括： JAVA,C,Python,PHP,C#,Ruby,Perl 等
Memcached 官网： http://memcached.org/

5.2 memcached的安装与启动

[root@tomcat-node ~]#  yum install memcached -y
[root@tomcat-node ~]# vim /etc/sysconfig/memcached

PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"

[root@tomcat-node ~]# systemctl enable --now memcached.service Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/memcached.service → /usr/lib/systemd/system/memcached.service.
[root@tomcat-node ~]# netstat -antlupe | grep memcache
tcp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*               LISTEN      977        49617      4905/memcached

5.3 memcached 操作命令

五种基本 memcached 命令执行最简单的操作。这些命令和操作包括：
  • set
  • add
  • replace
  • get
  • delete
# 前三个命令是用于操作存储在 memcached 中的键值对的标准修改命令 , 都使用如下所示的语法：
command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>
# 参数说明如下：
command set/add/replace
key         key 用于查找缓存值
flags         可以包括键值对的整型参数，客户机使用它存储关于键值对的额外信息
expiration time         在缓存中保存键值对的时间长度（以秒为单位， 0 表示永远）
bytes         在缓存中存储的字节数
value         存储的值（始终位于第二行）
# 增加 key ，过期时间为秒， bytes 为存储数据的字节数
add key flags exptime bytes
示例：
[root@tomcat ~]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
# 增加
add leekey 0 60 4         #0 是否压缩 60 过期时间 4 字长
test
STORED
add leekey1 0 60 3
lee
STORED
# 查看
get leekey
VALUE leekey 0 4
test
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
# 改
set leekey 0 60 5
test1
STORED
get leekey
VALUE leekey 0 5
test1
END
add leekey1 0 60 4
test
# 删除
delete leekey
DELETED
get leekey
END
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
# 清空
flush_all
OK
get leekey1
END

六 session 共享服务器

6.1 msm 介绍

msm （ memcached session manager ）提供将 Tomcat 的 session 保持到 memcached 可以实现高可用。项目早期托管在google code, 目前在 Github
github 网站链接 : https://github.com/magro/memcached-session-manager
支持 Tomcat 的 6.x 、 7.x 、 8.x 、 9.x
  • Tomcat的Session管理类，Tomcat版本不同
  1. memcached-session-manager-2.3.2.jar
  2. memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
  • Session数据的序列化、反序列化类
  1. 官方推荐kyro
  2. 在webapp中WEB-INF/lib/下
  • 驱动类
  1. memcached(spymemcached.jar)
  2. Redis(jedis.jar)

6.2 安装

参考链接 : https://github.com/magro/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration
将 spymemcached.jar 、 memcached-session-manage 、 kyro 相关的 jar 文件都放到 Tomcat 的 lib 目录
中，这个目录是 $CATALINA_HOME/lib/ ，对应本次安装就是 /usr/local/tomcat/lib 。
kryo-3.0.3.jar
asm-5.2.jar
objenesis-2.6.jar
reflectasm-1.11.9.jar
minlog-1.3.1.jar
kryo-serializers-0.45.jar
msm-kryo-serializer-2.3.2.jar
memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
spymemcached-2.12.3.jar
memcached-session-manager-2.3.2.jar
t1 和 m1 部署可以在一台主机上， t2 和 m2 部署也可以在同一台。
当新用户发请求到 Tomcat1 时 , Tomcat1 生成 session 返回给用户的同时 , 也会同时发给 memcached2 备
份。即 Tomcat1 session 为主 session ， memcached2 session 为备用 session ，使用 memcached 相当于
备份了一份 Session
如果 Tomcat1 发现 memcached2 失败 , 无法备份 Session 到 memcached2, 则将 Sessoin 备份存放在
memcached1 中

6.3 配置过程

下载相关 jar 包
下载相关 jar 包 , 参考下面官方说明的下载链接
https://github.com/magro/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration

修改 tomcat 配置
[root@tomcat-node ~]# cd packages/
[root@tomcat-node packages]# ls
jar  jar.zip  test.jsp  tomcat
[root@tomcat-node packages]# cd jar/
[root@tomcat-node jar]# ls
asm-5.2.jar
kryo-3.0.3.jar
kryo-serializers-0.45.jar
memcached-session-manager-2.3.2.jar
memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
minlog-1.3.1.jar
msm-kryo-serializer-2.3.2.jar
objenesis-2.6.jar
reflectasm-1.11.9.jar
spymemcached-2.12.3.jar
[root@tomcat-node jar]# cp * /usr/local/tomcat/lib/

[root@tomcat-node jar]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
      memcachedNodes="n1:192.168.10.10:11211,n2:192.168.10.20:11211"
      failoverNodes="n1"
      requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
      transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />
[root@tomcat-node jar]# systemctl restart tomcat.service 
[root@tomcat-node jar]# 

[root@tomcat-node2 jar]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
      memcachedNodes="n1:192.168.10.10:11211,n2:192.168.10.20:11211"
      failoverNodes="n2"
      requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
      transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />
[root@tomcat-node2 jar]# systemctl restart tomcat.service 
[root@tomcat-node2 jar]# 
修改 nginx 配置
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf

upstream tomcat {
    #ip_hash;
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 192.168.10.10:8080;
    server 192.168.10.20:8080;
}


server {
    listen 80;
    server_name lee.timinglee.org;
    root /webdata/nginx/timinglee.org/lee;
    access_log /var/log/nginx/access.log;
    error_log /var/log/nginx/error.log;
    try_files $uri $uri.html $uri/index.html /error/default.html;
    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}
[root@nginx ~]# nginx -s reload
[root@nginx ~]# 

测试：
1. 在两台 tomcat 都开启的情况下：
Cluster App Test (timinglee.org)icon-default.png?t=N7T8http://lee.timinglee.org/test.jsp在不同浏览器访问

2. 在n2 被停止后继续提交信息看是否可以读取到之前的会话信息

[root@tomcat-node2 jar]# systemctl stop tomcat.service 
[root@tomcat-node2 jar]#

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