注意这几点,轻轻松松配置 Nginx + Tomcat 的集群和负载均衡

Tomcat 集群是当单台服务器达到性能瓶颈,通过横向扩展的方式提高整体系统性能的有效手段。Nginx 是一个高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器,可以通过简单的配置实现 Tomcat 集群的负载均衡。

本文使用的 Tomcat 是 8.5.35 版本,Nginx 是 1.14.2 版本。接下来看下配置的过程以及可能会遇到的问题,首发于微信公众号「顿悟源码」。

1. 概述

对于 Web 应用来说,集群最大的问题就是 Session 信息的共享,一般有以下解决方法:

使用粘性会话,比如,使用 IP Hash 的负载均衡策略,将当前用户的请求都集中到一台服务器上;缺点是单点故障,会话丢失

使用 Session 复制,使用 Tomcat 自带的 Session 复制策略,将会话信息同步到集群的各个节点;缺点是消耗更多内存和带宽,适用于小型集群

使用第三方缓存中间件缓存整个集群会话信息,比如 Redis 缓存,可由应用程序控制与 Session 的关联,也可以适配 Tomcat

当然了,也可以把会话信息存到共享文件系统或者数据库

在配置 Nginx 的过程中,可能会遇到以下问题:

配置 upstream 名称时不能使用下划线,比如 tomcat_ha,否则 Tomcat 会抛出 The character [_] is never valid in a domain name 的异常

在 windows 上杀掉所有的 nginx.exe 进程,taskkill /fi "imagename eq nginx.exe" /f

在 windows 上有个 pid 为 4 的系统进程会占用 80 端口,所以这里将 nginx 改为了 8000

在配置 Tomcat 集群的过程中,需要注意的问题:

确保 web.xml 配置了 <distributable/> 元素

确保 Context 的 Manager 别被替换成了标准会话管理器

Receiver.address 不要配置成 auto,因为默认可能会绑定 127.0.0.1;Receiver.port 可改也可不改,Tomcat 会自行检测 4000-4100 范围内的可用端口,自动处理冲突

如果在不同服务器上,需要关闭防火墙或开端口,还有时间同步

2. Nginx 核心配置

Nginx 使用的是默认配置,添加和修改的核心配置如下:

http { ... #gzip on; #设置负载均衡的服务器列表和权重 upstream tomcat-ha { #ip_hash; server 172.31.1.41:8080 weight=1; server 172.31.1.42:8080 weight=1; } server { listen 8000; server_name localhost; #charset koi8-r; #access_log logs/host.access.log main; location / { root html; index index.html index.htm; #转发请求 proxy_pass ; proxy_set_header Host $http_host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; } ... } } 3. Tomcat 集群配置

启用集群配置,在 <Engine> 元素中添加以下配置:

<!-- channelSendOptions=6 同步复制 --> <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster" channelSendOptions="6"> <!-- 集群 Session 管理器 --> <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.BackupManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true" mapSendOptions="6"/> <!-- <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true"/> --> <!-- 集群内部通信配置 --> <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel"> <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService" address="228.0.0.4" port="45564" frequency="500" dropTime="3000"/> <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver" address="192.168.10.2" port="5000" selectorTimeout="100" maxThreads="6"/> <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter"> <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/> </Sender> <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/> <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatchInterceptor"/> <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.ThroughputInterceptor"/> </Channel> <!-- 此 vavle 拦截请求,并将 Session 信息发给内部节点 --> <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=".*\.gif|.*\.js|.*\.jpeg|.*\.jpg|.*\.png|.*\.htm|.*\.html|.*\.css|.*\.txt"/> <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/> </Cluster>

简单描述下工作原理:

nginx 将请求转发给 Tomcat1,请求登录认证,创建会话,生成 Cookie,在响应返回之前,将 Session 信息复制到 Tomcat2

再次请求时,nginx 将带着会话 Cookie 的请求转发给了 Tomcat2,Tomcat2 发现内部 Session 池中有关联的已认证成功的 Session 对象,不再认证返回请求资源

4. 验证负载均衡和 Session 复制 4.1 测试环境

使用两台 PC 部署 Tomcat,对应关系是:172.31.1.41-Tomcat1,172.31.1.42-Tomcat2

部署基于使用 Tomcat 自带的 SessionExample 程序,编写了一个 tomcat-benchmark 的 web 应用

结合 Tomcat 自带的 Manager 应用,查看已部署应用内部 Session 池

4.2 负载均衡

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