“汤姆猫除了不会捉杰瑞啥都会”之作为Web服务器，tomcat的常用部署方式（Tomcat+memcached实现高可用）

企业级WEB应用服务器TOMCAT
- 一、tomcat的功能介绍
- - 1.1 安装 Tomcat
  - 1.2 tomcat的文件结构和组成
  - 1.3 生成tomcat的启动文件
- 二、结合反向代理实现tomcat部署
- - 2.1 常见部署方式介绍
  - 2.2 利用 nginx 反向代理实现
  - 2.3 实现tomcat中的负载均衡
  - - 2.3.1 HTTP的无状态，有连接和短连接
    - 2.3.2 tomcat负载均衡实现
- 三、Memcached
- - 3.1 Memcached简介
  - 3.2 memcached的安装与启动
  - 3.3 memcached 操作命令
- 四、session 共享服务器
- - 4.1 msm 介绍
  - 4.2 安装
  - 4.3 配置过程

企业级WEB应用服务器TOMCAT

一、tomcat的功能介绍

在这里插入图片描述

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

Tomcat的主要特点包括：

免费和开源：Tomcat是免费的，并且其源代码是开放的，这意味着任何人都可以查看和修改其源代码。
跨平台：Tomcat可以在任何支持Java的平台上运行，这包括Windows、Linux和Mac OS等。
轻量级：相对于其他Web应用服务器，Tomcat是轻量级的，这使得它易于安装和配置。
易于集成：Tomcat可以很容易地与Apache HTTP Server等Web服务器集成，以提供更强的处理能力和灵活性。
广泛的支持：Tomcat得到了广泛的社区支持，并且有许多可用的插件和扩展来增强其功能。
性能：Tomcat提供了良好的性能，并且可以通过配置和优化来进一步提高其性能。

Tomcat通常用于部署Java Web应用程序，这些应用程序可以是简单的Web页面，也可以是复杂的Web服务。开发人员可以使用Tomcat来测试他们的应用程序，并确保它们在部署到生产环境之前能够正确地运行。总的来说，Tomcat是一个功能强大、易于使用和广泛支持的Web应用服务器，是Java Web开发的一个重要组成部分。

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

1.1 安装 Tomcat

推荐从Apache官网下载源码包直接安装启动

1.安装java环境

[root@tomcat1 + 2 ~]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y

2.安装并启动tomcat

[root@tomcat1 + 2 ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz -C /usr/local/
[root@tomcat1 + 2 ~]# ln -s /usr/local/apache-tomcat-9.0.93/ /usr/local/tomcat
[root@tomcat1 + 2 ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3.查看端口

[root@tomcat1 ~]# netstat -antlupe | grep java
tcp6       0      0 127.0.0.1:8005          :::*                    LISTEN      1001       30806      2863/java           
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      1001       30794      2863/java

4.访问tomcat

在这里插入图片描述

1.2 tomcat的文件结构和组成

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

查看tomcat相关目录和文件

[root@tomcat1 ~]# ls /usr/local/tomcat/
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work

1.3 生成tomcat的启动文件

1.生成tomcat的主配置文件

[root@tomcat1 + 2 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre_openjdk

2.生成启动文件

[root@tomcat1 + 2 ~]# useradd -s /sbin/nologin -M tomcat
[root@tomcat1 + 2 ~]# chown -R tomcat.tomcat /usr/local/tomcat/
[root@tomcat1 + 2 ~]# 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

3.启动服务

[root@tomcat1 + 2 ~]# systemctl daemon-reload
[root@tomcat1 + 2 ~]# systemctl enable --now tomcat

二、结合反向代理实现tomcat部署

2.1 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
- LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
- 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
- LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
多级代理
- LNNMT：Linux + Nginx + Nginx + MySQL + Tomcat

2.2 利用 nginx 反向代理实现

在这里插入图片描述

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

示例

写好测试文件

[root@tomcat1 ~]# vim /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/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>

nginx配置

[root@nginx-node1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhost.conf
server {
    listen 80;
    server_name www.zty.com;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://172.25.254.10:8080;
    }
}

测试

在浏览器中访问信息

在这里插入图片描述

2.3 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。

2.3.1 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。
- 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
- 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
- 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
- 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。

2.3.2 tomcat负载均衡实现

[root@nginx-node1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhost.conf
upstream tomcat {
    ip_hash;
    #hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name www.zty.com;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}

测试：

当使用ip_hash的算法时，不同浏览器都会访问同一个tomcat服务器

使用cookie哈希算法

[root@nginx-node1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhost.conf
upstream tomcat {
    #ip_hash;
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name www.zty.com;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}

不同浏览器里测试

在这里插入图片描述

三、Memcached

3.1 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/

3.2 memcached的安装与启动

[root@tomcat1 ~]# yum install memcached -y
[root@tomcat1 ~]# vim /etc/sysconfig/memcached 
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"

[root@tomcat ~]# systemctl enable --now memcached

3.3 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@tomcat1 ~]# yum install -y telnet
[root@tomcat1 ~]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
#增加
add key 0 60 4 				#0 是否压缩 60 过期时间 4 字长
test
STORED

add key1 0 60 3
lee
STORED

#查看
get key
VALUE leekey 0 4
test

get key1
VALUE leekey1 0 3
lee

#改
set key 0 60 5
test1
STORED

get key
VALUE leekey 0 5
test1
END

#删除
delete key
DELETED
get key
END

#清空
flush_all
OK
get key1
END

四、session 共享服务器

4.1 msm 介绍

在这里插入图片描述

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
- memcached-session-manager-2.3.2.jar
- memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
Session数据的序列化、反序列化类
- 官方推荐kyro
- 在webapp中WEB-INF/lib/下
驱动类
- memcached(spymemcached.jar)
- Redis(jedis.jar)

4.2 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

4.3 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@tomcat1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
......
    <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
      memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
      failoverNodes="n1"
      requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
      transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />


[root@tomcat2 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
......
    <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
      memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
      failoverNodes="n2"
      requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
      transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />

修改nginx配置

[root@nginx-node1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhost.conf
upstream tomcat {
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name www.zty.com;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}

重启tomcat后测试

在两台tomcat都开启的情况下访问：

在这里插入图片描述

在172.25.254.20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@tomcat2 lib]# systemctl stop tomcat.service

在这里插入图片描述