tomcat的初实现与memcache

news2024/11/15 16:17:26

文章目录

    • 1. tomcat实现多虚拟机
    • 2. tomcat定制访问日志格式
    • 3. tomcat实现MSM集群
    • 4. JVM垃圾回收算法和分代
    • 5. memcache使用，安装和MSM原理

1. tomcat实现多虚拟机

一键安装tomcat并启动，使用openjdk
#!/bin/bash
version=10.1.28
user=tomcat
group=tomcat
yum install java-17-openjdk.x86_64  java-17-openjdk-devel.x86_64 wget -y
wget https://mirrors.aliyun.com/apache/tomcat/tomcat-10/v${version}/bin/apache-tomcat-${version}.tar.gz
tar xf apache-tomcat-${version}.tar.gz -C /usr/local/src
cd /usr/local/src
mv apache-tomcat-${version} tomcat-${version}
ln -s tomcat-${version} tomcat
echo "JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-17-openjdk-17.0.1.0.12-2.el8_5.x86_64" > /usr/local/src/tomcat/conf/tomcat.conf
useradd -r -s /sbin/nologin tomcat
chown -R tomcat.tomcat /usr/local/src/tomcat-${version}
cat > /usr/lib/systemd/system/tomcat.service << EOF
[Unit]
Description=Tomcat
After=syslog.target network.target
[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/src/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/src/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/src/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now tomcat

在这里插入图片描述 tomcat多主机配置

[root@centos8 ~]# mkdir -p /html/{web.app}/ROOT
[root@centos8 ~]# echo "this is website" > /html/web/ROOT/index.html
[root@centos8 ~]# echo "this is appsite" > /html/app/ROOT/index.html
[root@centos8 ~]# chown -R tomcat.tomcat /html/{web,app}/

2. tomcat定制访问日志格式

参数描述
%a远程IP地址
%A本地IP地址
%b发送的字节数（不包括HTTP标头)
%B发送的字节数（不包括HTTP标头)
%h远程主机名
%H请求协议
%l来自identd的远程逻辑用户名
%m请求方法(GET, POST, etc.)
%p接收此请求的本地端口
%q查询字符串
%r请求的第一行
%s响应的HTTP状态码
%S用户会话ID
%t日期和时间，通用日志格式
%u已通过身份验证的远程用户
%U请求的URL路径
%v本地服务器名称
%D处理请求所用的时间（毫秒)
%T处理请求所用的时间（秒）
%F提交响应所需的时间
%I当前请求线程名称
%X响应完成时的连接状态
……

日志配置地方

[root@server ~]# vim /usr/local/src/tomcat/conf/server.xml
<!-- Access log processes all example.
             Documentation at: /docs/config/valve.html
             Note: The pattern used is equivalent to using pattern="common" -->
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" /> #说明&quot在html中表示双引号

[root@client ~]# curl 10.0.0.4:8080
[root@server ~]# tail -f /usr/local/src/tomcat/logs/localhost_access_log.`date +%Y-%m-%d`.txt #查看日志

3. tomcat实现MSM集群

修改server1主机的 conf/server.xml

[root@server1 ~]# vim /usr/local/src/tomcat/conf/server.xml
在<Host> </host>块中间加入下面内容
<Host>
  <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster" channelSendOptions="8">
  <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true"/>
  <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
  <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
 	address="228.0.0.3"   
	port="45564"
 	frequency="500"
 	dropTime="3000"/>
  <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
 	address="10.0.0.4"          #指定网卡的IP
 	port="4000"
 	autoBind="100"
 	selectorTimeout="5000"
 	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"/>
  </Channel>
 	<Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=""/>
 	<Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>
  <Deployer className="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"
 	tempDir="/tmp/war-temp/"
 	deployDir="/tmp/war-deploy/"
 	watchDir="/tmp/war-listen/"
 	watchEnabled="false"/>
 <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
 </Cluster>
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
 </Server>
 [root@server1 ~]#systemctl restart tomcat

修改server2主机的 conf/server.xml

[root@server2 ~]# vim /usr/local/src/tomcat/conf/server.xml
<Host>
  <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster" channelSendOptions="8">
  <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true"/>
  <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
  <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
 	address="228.0.0.3"   
	port="45564"
 	frequency="500"
 	dropTime="3000"/>
  <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
 	address="10.0.0.6"
 	port="4000"
 	autoBind="100"
 	selectorTimeout="5000"
 	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"/>
  </Channel>
 	<Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=""/>
 	<Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>
  <Deployer className="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"
 	tempDir="/tmp/war-temp/"
 	deployDir="/tmp/war-deploy/"
 	watchDir="/tmp/war-listen/"
 	watchEnabled="false"/>
 <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
 </Cluster>
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
 </Server>
 [root@cserver2 ~]#systemctl restart tomcat

4. JVM垃圾回收算法和分代

  1. 标记-清除 Mark-Sweep：分垃圾标记阶段和内存释放阶段。标记阶段，找到所有可访问对象打个标记。清理阶段，遍历整个堆，对未标记对象(即不再使用的对象)清理。最大的问题会造成内存碎片,但是效率很高,不浪费空间。
  2. 标记-压缩 (压实)Mark-Compact：分垃圾标记阶段和内存整理阶段。标记阶段，找到所有可访问对象打个标记。内存清理阶段时，整理时将对象向内存一端移动，整理后存活对象连续的集中在内存一端。好处是整理后内存空间连续分配，有大段的连续内存可分配，没有内存碎片。但内存整理过程有消耗,效率相对低下。
  3. 复制 Copying：先将可用内存分为大小相同两块区域A和B，每次只用其中一块，比如A。当A用完后，则将A中存活的对 象复制到B。复制到B的时候连续的使用内存，最后将A一次性清除干净。缺点是比较浪费内存，只能使用原来一半内存，因为内存对半划分了，复制过程毕竟也是有代价。好处是没有碎片，复制过程中保证对象使用连续空间
    总结
    效率: 复制算法>标记清除算法> 标记压缩算法
    内存整齐度: 复制算法=标记压缩算法> 标记清除算法
    内存利用率: 标记压缩算法=标记清除算法>复制算法

 1.堆内存分代: 将heap内存空间分为三个不同类别: 年轻代、老年代、持久代Heap堆内存分为年轻代Young：Young Generation伊甸园区eden: 只有一个,刚刚创建的对象幸存(存活)区Servivor Space：有2个幸存区，一个是from区，一个是to区。大小相等、地位相同、可互换。from 指的是本次复制数据的源区to 指的是本次复制数据的目标区老年代Tenured：Old Generation, 长时间存活的对象
 2 年轻代回收 Minor GC: 起始时，所有新建对象(特大对象直接进入老年代)都出生在eden，当eden满了，启动GC。这个称为Young GC 或者 Minor GC。先标记eden存活对象，然后将存活对象复制到s0（假设本次是s0，也可以是s1，它们可以调换），eden剩余所有空间都清空。GC完成。继续新建对象，当eden再次满了，启动GC。先同时标记eden和s0中存活对象，然后将存活对象复制到s1。将eden和s0清空,此次GC完成继续新建对象，当eden满了，启动GC。先标记eden和s1中存活对象，然后将存活对象复制到s0。将eden和s1清空,此次GC完成以后就重复上面的步骤。通常场景下,大多数对象都不会存活很久，而且创建活动非常多，新生代就需要频繁垃圾回收。但是，如果一个对象一直存活，它最后就在from、to来回复制，如果from区中对象复制次数达到阈值(默认15次,CMS为6次,可通过java的选项 -XX:MaxTenuringThreshold=N 指定)，就直接复制到老年代。
 3.老年代回收 Major GC: 进入老年代的数据较少，所以老年代区被占满的速度较慢，所以垃圾回收也不频繁如果老年代也满了,会触发老年代GC,称为Old GC或者 Major GC。由于老年代对象一般来说存活次数较长，所以较常采用标记-压缩算法。当老年代满时,会触发 Full GC,即对所有"代"的内存进行垃圾回收Minor GC比较频繁，Major GC较少。但一般Major GC时，由于老年代对象也可以引用新生代对象，所以先进行一次Minor GC，然后在Major GC会提高效率。可以认为回收老年代的时候完成了一次FullGC.所以可以认为 MajorGC = FullGC

5. memcache使用，安装和MSM原理

 memcache介绍：Memcache是一个高性能的分布式内存对象缓存系统，用于加速动态 Web 应用程序通过减轻数据库负载。它通过在内存中缓存数据和对象来减少读取数据库的次数，从而提高性能。
 主要特性：

 1. 简单易用：客户端和服务器之间的通信基于简单的 ASCII 协议。
 2. 高可用性：可以部署多个Memcached服务器，应用程序自动负载均衡。
 3. 无单点故障：如果某个Memcached 实例宕机，其他实例仍然可用。
 4. 数据过期策略：支持设置数据的生存时间，到期后数据会被自动删除。

  应用场景:
 1. 数据库查询结果缓存：存储频繁访问的数据，减少对数据库的请求。
 2. 会话数据存储：替代文件或数据库存储用户会话信息。
 3. API 调用结果缓存：减少对外部服务的调用频率。
MSM 原理
 Slab 分类:Memcached将内存划分为多个 slab 类别，每个类别对应一组固定大小的内存块。
 内存块大小：每个 slab 类别中的内存块具有相同的大小，大小从 1KB 开始，每次翻倍。
 Slab 类别：当 Memcached 接收到一个新项时，它会根据项的大小将其放置在合适的 slab 类别中。
 分配和释放：当一个项被删除或过期时，其内存块不会立即释放，而是返回到 slab 类别中供重用。
 Eviction Policy：当某个 slab 类别的内存不足时，Memcached 会根据一定的策略（如 LRU）释放旧的项以腾出空间。
Memcached 安装

[root@server ~]# yum install -y epel-release
[root@server ~]# yum install -y memcached
[root@server ~]# systemctl start memcached.service #进行启动

memcached使用

常用命令意思
set设置键值对
get获取键对应的值
delete删除键值对
replace如果键存在，则替换其值
append/prepend:在现有值的末尾/开头追加数据
increment/decrement:对整数值进行递增/递减操作
stats显示服务器统计信息
# 设置键值对
[root@server ~]# echo "set mykey 0 60 4\r\nvalue\r\n" | nc localhost 11211
# 获取键值对
[root@server ~]# echo "get mykey\r\n" | nc localhost 11211
# 删除键值对
[root@server ~]# echo "delete mykey\r\n" | nc localhost 11211

使用 Python 客户端操作 Memcached

[root@server ~]# pip install python-memcached
[root@server ~]# vim mem.py
import memcache
# 创建 Memcached 客户端
mc = memcache.Client(['127.0.0.1:11211'])
# 设置键值对
mc.set('mykey', 'Hello Memcached!')
# 获取键值对
value = mc.get('mykey')
print(value)  # 输出: Hello Memcached!
# 删除键值对
mc.delete('mykey')
# 替换键值对（如果键存在）
mc.set('mykey', 'Hello!')
mc.replace('mykey', 'MyMemcached!')
# 追加数据
mc.set('mykey', 'My')
mc.append('mykey', 'Memcached!')
print(mc.get('mykey'))  # 输出: MyMemcached!
# 递增/递减整数值
mc.set('counter', 1)
mc.incr('counter', 1)
print(mc.get('counter'))  # 输出: 2
mc.decr('counter', 1)
print(mc.get('counter'))  # 输出: 1
[root@server ~]# chmod +x mem.py
[root@server ~]# python mem.py

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