Tomcat之session解决方案
2024-09-05 04:16:03
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Tomcat集群使用Memcached实现Session共享
session方案及配置
用户访问服务器资源主要分成两类，一类是无状态访问，例如请求一张图片。另一类是有状态访问，这种情况下，服务器需要记录追踪用户状态，并根据用户所处状态做出不同响应，典型的例子是购物车。Session的作用就是在Web服务器上保持用户的状态信息。
用户请求连接服务器时，服务器会生成一个唯一的sessionID为标识符至用户端本地，客户端使用该sessionID来存/取服务器端的session空间。sessionID是客户端浏览器cookie保存的。
当客户端访问Tomcat集群时，所有的请求将被Nginx拦截，由Nginx做负载均衡后转发给后台真实Tomcat。按照这个流程就可能出现一个问题，当用户进行页面刷新或跳转时，每次请求将被转发给不同的Tomcat处理，这样就会造成Session的不同步。举个简单的栗子，例如当用户往购物车添加商品时，兴高采烈地准备买单了，当他跳转到付款页面却发现购物车被清空了，这就是Session丢失的典型栗子。因此，我们需要为集群环境做Session同步。
总结一下：session就是在一次会话中解决2次（或多次）http请求的关联，让他们产生联系，让2个（或多个）页面都能读取到这个全局的session信息，session信息存在于服务端，所以也就解决了session的问题。。而我们现在所说的session解决方案，一般是指怎么避免一台后端服务器挂掉，还能正常保持session
单机环境下，session可有部署在服务器上的web容器如：Tomcat进行保存管理。但在使用负载均衡集群时如架构前端Nginx来负载均衡后端多台Tomcat，所以可能分发到任何一台后端的Tomcat；虽然呢，也有类似于Nginx中的ip_hash算法可以将客户端和服务器做一个绑定，但是弊端太多，生产环境慎用。
下面将介绍几种session的方案
一、session绑定
session绑定就是利用负载均衡服务器的hash源IP地址算法实现，将来源于同一个IP的请求总是分发到同一台后端web服务器上，又称为会话粘滞。
但是如果该服务器死机或故障，那该用户的session空间也就不复存在了，就如我们网页浏览购物网站时，刚添加到购物车的宝贝，一刷新全没了，用户体验肯定非常差，所以该session绑定方案使用场景非常有限
#编辑nginx主配置文件
upstream tomcats {
ip_hash
#使用ip_hash算法调度
server 192.168.111.4:8080；
server 192.168.111.5:8080;
}
二、session复制
适用于小型架构的服务器集群。开启web服务器的session复制功能，在集群中的几台服务器之间同步session对象，这样每台服务器都保存了用户的session信息，但是当集群规模比较大时，session复制机制会消耗大量系统资源以及网络资源
| 操作系统 | IP地址 | 软件版本 | 主机名 |
|---|---|---|---|
| centos7 | 192.168.111.3 | nginx1.14.2 | Nginx |
| centos7 | 192.168.111.4 | JDK1.7；Tomcat7.0.54 | tnode1 |
| centos7 | 192.168.111.5 | JDK1.7；Tomcat7.0.54 | tnode2 |
如有防火墙或selinux记得关闭或者修改相应规则
[root@localhost ~]# nginx -v
nginx version: nginx/1.14.2
[root@localhost ~]# vim /etc/hosts
192.168.111.3 nginx
192.168.111.4 tnode1
192.168.111.5 tnode2
[root@localhost ~]# scp /etc/hosts 192.168.111.4:/etc/
[root@localhost ~]# scp /etc/hosts 192.168.111.5:/etc/
#配置hosts文件
#hostname nginx
#hostname tnode1
#hostname tnode2
修改主机名
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
...
upstream tomcatpool {
server 192.168.111.4:8080 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=10s;
server 192.168.111.5:8080 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=10s;
}
#以上为添加
location / {
root html;
index index.html index.htm;
proxy_pass http://tomcatpool;
}
#以上为修改添加最下面一行调用池
安装配置Tomcat。
[root@tnode1 ~]# tar zxf jdk-7u65-linux-x64.tar.gz
[root@tnode1 ~]# mv jdk1.7.0_65/ /usr/local/java7
[root@tnode1 ~]# echo "PATH=$PATH:/usr/local/java7/bin" >> /etc/profile
[root@tnode1 ~]# source /etc/profile
[root@tnode1 ~]# rm -rf /usr/bin/java
[root@tnode1 ~]# java -version
java version "1.7.0_65"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_65-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.65-b04, mixed mode)
[root@tnode1 ~]# tar zxf apache-tomcat-7.0.54.tar.gz
[root@tnode1 ~]# mv apache-tomcat-7.0.54 /usr/local/tomcat7
[root@tnode2 ~]# tar zxf jdk-7u65-linux-x64.tar.gz
[root@tnode2 ~]# mv jdk1.7.0_65/ /usr/local/java7
[root@tnode2 ~]# echo "PATH=$PATH:/usr/local/java7/bin" >> /etc/profile
[root@tnode2 ~]# source /etc/profile
[root@tnode2 ~]# rm -rf /usr/bin/java
[root@tnode1 ~]# java -version
java version "1.7.0_65"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_65-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 24.65-b04, mixed mode)
[root@tnode2 ~]# tar zxf apache-tomcat-7.0.54.tar.gz
[root@tnode2 ~]# mv apache-tomcat-7.0.54 /usr/local/tomcat7
[root@tnode1 ~]# vim /usr/local/tomcat7/webapps/ROOT/session.jsp
#测试页面
Session ID:<%= session.getId() %><BR>
SessionPort:<%= request.getServerPort() %>
<% out.println("This tomcat server 192.168.111.4");%>
[root@tnode2 ~]# vim /usr/local/tomcat7/webapps/ROOT/session.jsp
Session ID:<%= session.getId() %><BR>
SessionPort:<%= request.getServerPort() %>
<% out.println("This tomcat server 192.168.111.5");%>
#这是一个获取当前服务器所拥有的IP和sessionID的脚本页面
下面开始配置session复制（生产环境时一般10台以下使用该session解决方案
[root@tnode1 ~]# vim /usr/local/tomcat7/conf/server.xml
104 <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="tnode1">
#改行后面添加jvmroute配置项。
109 <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
#去掉注释
[root@tnode1 ~]# vim /usr/local/tomcat7/webapps/ROOT/WEB-INF/web.xml
</description>
#添加至倒数第二行
[root@tnode2 ~]# vim /usr/local/tomcat7/conf/server.xml
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="tnode2">
<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
[root@tnode1 ~]# vim /usr/local/tomcat7/webapps/ROOT/WEB-INF/web.xml
</description>
#添加至倒数第二行
[root@tnode1 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/shutdown.sh
[root@tnode1 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/startup.sh
[root@tnode2 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/shutdown.sh
[root@tnode2 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/startup.sh
客户端使用火狐浏览器输入：http://192.168.111.3/session.jsp来进行测试，并且刷新（别强制刷新，那样是新的sessionID）
三、使用memcached解决session问题
memcached是一套分布式的快取系统，相关数据都是在内存里，一旦服务重启或者死机，则数据必然丢失；memcached是键值对存储形式；在以下试验中，每个session都会在这两台memcached上进行分布式存储，有了冗余性，即使一台出问题也不影响工作。同样只适用于中小型架构。
以下的配置两台Tomcat一样
[root@tnode1 ~]# yum -y install libevent memcached
#安装memcached及其依赖
[root@tnode1 ~]# memcached -u root -m 512M -n 10 -f 2 -d -vvv -c 512
//-u:运行用户必须是root身份
//-m:指定使用物理机的多少内存
//-n:chunk size的最小空间是多少字节
//-f:chunk size大小增长的倍数默认1.25倍
//-d:在后台启动
//-vvv:显示详细信息
//-c:memcached服务的最大连接数
Tomcat连接memcached所依赖的库文件：
javolution-5.5.1.jar memcached-session-manager-1.5.1.jar msm-kryo-serializer-1.6.4.jar
kryo-1.03.jar memcached-session-manager-tc7-1.5.1.jar reflectasm-0.9.jar
kryo-serializers-0.10.jar minlog-1.2.jar spymemcached-2.7.3.jar
memcached-2.5.jar msm-javolution-serializer-1.5.1.jar
将这些文件放到/usr/local/tomcat7/lib/目录下
配置文件连接memcached。
[root@tnode2 ~]# vim /usr/local/tomcat7/conf/context.xml
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager" memcachedNodes="memA:192.168.111.4:11211 memB:192.168.111.5:11211" requestUrilgnorePattern=".*\(ico|png|gif|jpg|css|js)$" transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"/>
[root@tnode2 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/shutdown.sh
[root@tnode2 ~]# /usr/local/tomcat7/bin/startup.sh
#重启服务
测试页仍然使用以上的那个测试页
浏览器访问http://192.168.111.3/session.jsp测试，可以看到sessionID不变
四、使用redis解决session问题
注意：尽量保持系统环境的纯净
如果使用如上做完memcached环境接着做redis
1.rpm -e memcached-1...
2.vim /usr/local/tomcat7/conf/context.xml
3.pkill -9 memcached
4.删除相关jar包
安装部署redis
[root@tnode1 ~]# tar zxf redis-3.2.5.tar.gz
[root@tnode1 ~]# yum -y install tcl
#依赖包
[root@tnode1 src]# mkdir /usr/local/redis/{bin,etc,var} -pv
[root@tnode1 src]# cp ~/redis-3.2.5/src/redis-benchmark redis-check-aof redis-cli redis-server /usr/local/redis/bin/
//redis-benchmark：读写性能测试工具
//redis-cli：redis命令行操作工具
//redis-server：redis服务的daemon启动程序
[root@tnode1 src]# cp ~/redis-3.2.5/redis.conf /usr/local/redis/etc/
//redis的主配置文件
[root@tnode1 src]# vim /usr/local/redis/etc/redis.conf
128 daemonize yes
#表示将redis启动在后台
61 bind 0.0.0.0
#监听所有主机
[root@tnode1 src]# /usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf
[root@tnode1 src]# netstat -anpt | grep redis
tcp 0 0 0.0.0.0:6379 0.0.0.0:* LISTEN 69432/redis-server
#启动并且查看端口
Tomcat和redis连接需要用到如下包：
commons-logging-1.1.3.jar jedis-2.5.2.jar tomcat-redis-session-manage-tomcat7.jar
commons-pool2-2.2.jar tomcat-juli.jar
[root@tnode1 ~]# vim /usr/local/tomcat7/conf/context.xml
#连接redis配置
<Valve className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionHandlerValve" />
<Manager className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionManager" host="192.168.111.4" port="6379" database="0" maxInactiveInterval="60" />
#Context字段中添加如上，IP为redis服务器的IP。
#如下可以先把node2上该lib目录删掉，直接复制覆盖
[root@tnode1 ~]# scp -r /usr/local/tomcat7/lib root@192.168.111.5:/usr/local/tomcat7/lib
#如下是直接覆盖node2配置文件
[root@tnode1 ~]# scp /usr/local/tomcat7/conf/context.xml root@192.168.111.5:/usr/local/tomcat7/conf/
#然后node2上重启Tomcat服务，可多重启几遍顺便观察node1上的redis监视状态，并且时刻关注本机catalina.out日志变化是否异常。
#如下是正常情况下redis监视的状态输出
[root@tnode1 src]# /usr/local/redis/bin/redis-cli -p 6379 monitor
1556385116.932343 [0 192.168.111.4:37948] "EXPIRE" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5" "1800"
1556385116.970109 [0 192.168.111.4:37948] "GET" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5"
1556385116.972760 [0 192.168.111.4:37948] "EXPIRE" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5" "1800"
1556385117.582753 [0 192.168.111.4:37948] "GET" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5"
1556385117.584391 [0 192.168.111.4:37948] "EXPIRE" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5" "1800"
1556385117.599639 [0 192.168.111.4:37948] "GET" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5"
1556385117.600743 [0 192.168.111.4:37948] "EXPIRE" "DCF23D098140E899E20A996990F690D5" "1800"
1556385125.008432 [0 192.168.111.4:37948] "PING"
1556385155.006175 [0 192.168.111.4:37948] "PING"
1556386097.450914 [0 192.168.111.5:34118] "SETNX" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "null"
1556386097.575639 [0 192.168.111.5:34118] "SET" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "\xac\xed\x00\x05sr\x00Dcom.orangefunction.tomcat.redissessions.S
essionSerializationMetadataB\xd9\xd9\xf7v\xa2\xdbL\x03\x00\x01[\x00\x15sessionAttributesHasht\x00\x02[Bxpw\x14\x00\x00\x00\x10\x1f\xa2\xa9o\x15\x7f\xe1W\x9c\x9c\xc6\xc2\xb0\xd5\xe2\xa8xsr\x00\x0ejava.lang.Long;\x8b\xe4\x90\xcc\x8f#\xdf\x02\x00\x01J\x00\x05valuexr\x00\x10java.lang.Number\x86\xac\x95\x1d\x0b\x94\xe0\x8b\x02\x00\x00xp\x00\x00\x01j3\x83F\xddsq\x00~\x00\x03\x00\x00\x01j3\x83F\xddsr\x00\x11java.lang.Integer\x12\xe2\xa0\xa4\xf7\x81\x878\x02\x00\x01I\x00\x05valuexq\x00~\x00\x04\x00\x00\a\bsr\x00\x11java.lang.Boolean\xcd r\x80\xd5\x9c\xfa\xee\x02\x00\x01Z\x00\x05valuexp\x01q\x00~\x00\nsq\x00~\x00\x03\x00\x00\x01j3\x83F\xddt\x00 F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0sq\x00~\x00\a\x00\x00\x00\x00w\b\x00\x00\x01j3\x83F\xdd"1556386097.577377 [0 192.168.111.5:34118] "EXPIRE" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "1800"
1556386097.586858 [0 192.168.111.5:34118] "EXPIRE" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "1800"
1556386099.395455 [0 192.168.111.5:34118] "GET" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0"
1556386099.403983 [0 192.168.111.5:34118] "EXPIRE" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "1800"
1556386099.410867 [0 192.168.111.5:34118] "GET" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0"
1556386099.413166 [0 192.168.111.5:34118] "EXPIRE" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "1800"
1556386099.855877 [0 192.168.111.5:34118] "GET" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0"
1556386099.857305 [0 192.168.111.5:34118] "EXPIRE" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0" "1800"
1556386100.497947 [0 192.168.111.5:34118] "GET" "F7379EF99F21FD0BBF830056FEF162A0"
客户端访问http://192.168.111.3/session.jsp，是Nginx的地址来进行测试，正常时是sessionID不会变的
五、memcached和redis对比表
| 、 | 内存利用率 | 性能 | 数据持久化 | 高可用 |
|---|---|---|---|---|
| redis | 键值对村存储利用率低于memcached，但使用hash结构存储则超过后者 | 只使用单核CPU，数据大小100K以下快于后者 | 支持数据持久化（保存到硬盘） | Redis 支持数据的备份，即 master-slave 模式的数据备份，支持多种数据结构的存储 |
| memcached | 如上 | 可以使用多核，100K以上快于前者 | 自身不支持持久化，但可以结合其他数据库做架构如：memcached + bdb | 服务器之间不支持同步数据，可以通过第三方工具进行分布式写入（magent） |
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