Nginx+Tomcat+Redis负载均衡集群服务搭建

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        在之前的一篇《Nginx+Tomcat+Memcached负载均衡集群服务搭建》中，向大家详细介绍了，基于Nginx+Tomcat+Memcached实现负载均衡集群服务搭建，今天向大家介绍如何基于Nginx+Tomcat+Redis实现负载均衡集群服务的搭建。我们直接进入正题：

插曲：

官方截止到2015-10-12前是不支持Tomcat8的，详情见官网：https://github.com/jcoleman/tomcat-redis-session-manager 

下面我们将它修改为支持Tomcat8，



修改的源代码：RedisSessionManager.java

@SuppressWarnings("deprecation")
private void initializeSerializer() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
log.info("Attempting to use serializer :" + serializationStrategyClass);
serializer = (Serializer) Class.forName(serializationStrategyClass).newInstance();

Loader loader = null;

if (getContainer() != null) {
loader = getContainer().getLoader();
}

ClassLoader classLoader = null;

if (loader != null) {
classLoader = loader.getClassLoader();
}
serializer.setClassLoader(classLoader);
}修改后的内容

private void initializeSerializer() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
log.info("Attempting to use serializer :" + serializationStrategyClass);
serializer = (Serializer) Class.forName(serializationStrategyClass).newInstance();

Loader loader = null;
Context context = this.getContext();
if (context != null) {
loader = context.getLoader();
}

ClassLoader classLoader = null;

if (loader != null) {
classLoader = loader.getClassLoader();
}
serializer.setClassLoader(classLoader);
}

一、前言

         nginx 作为目前最流行的开源反向代理HTTP Server，用于实现资源缓存、web server负载均衡等功能，由于其轻量级、高性能、高可靠等特点在互联网项目中有着非常普遍的应用，相关概念网上有丰富的介绍。分布式web server集群部署后需要实现session共享，针对 tomcat 服务器的实现方案多种多样，比如 tomcat cluster session 广播、nginx IP hash策略、nginx sticky module等方案，本文主要介绍了使用 redis
服务器进行 session 统一存储管理的共享方案。

相关应用结构参照下图：

二、环境配置

　　测试环境基于 Linux CentOS 6.5，请先安装 tomcat、redis、nginx 相关环境，不作详细描述，本文测试配置如下：

版本

名称	IP与端口
nginx	1.9.13	192.168.106.130:80
Tomcat1	7.0.54	192.168.106.130:8081
Tomcat2	7.0.54	192.168.106.130:8082
Tomcat3	7.0.54	192.168.106.130:8083
redis	2.8.19	192.168.106.130:6379

注：安装nginx请参见《Nginx+Tomcat+Memcached负载均衡集群服务搭建》，安装redis请参见《Redis之——CentOS
6.5安装配置redis》

三、构建 tomcat-redis-session-manager-master

1、由于源码构建基于 gradle，请先配置 gradle 环境。

2、从 github 获取 tomcat-redis-session-manager-master 源码，地址如下：

https://github.com/jcoleman/tomcat-redis-session-manager

3、找到源码中的 build.gradle 文件，由于作者使用了第三方仓库（sonatype），需要注册帐号，太麻烦，注释后直接使用maven中央仓库，同时注释签名相关脚本并增加依赖包的输出脚本 copyJars（dist目录），修改后的 build.gradle 文件如下：

apply plugin: 'java'
apply plugin: 'maven'
apply plugin: 'signing'

group = 'com.orangefunction'
version = '2.0.0'

repositories {
mavenCentral()
}

compileJava {
sourceCompatibility = 1.7
targetCompatibility = 1.7
}

dependencies {
compile group: 'org.apache.tomcat', name: 'tomcat-catalina', version: '7.0.27'
compile group: 'redis.clients', name: 'jedis', version: '2.5.2'
compile group: 'org.apache.commons', name: 'commons-pool2', version: '2.2'
//compile group: 'commons-codec', name: 'commons-codec', version: '1.9'

testCompile group: 'junit', name: 'junit', version: '4.+'
testCompile 'org.hamcrest:hamcrest-core:1.3'
testCompile 'org.hamcrest:hamcrest-library:1.3'
testCompile 'org.mockito:mockito-all:1.9.5'
testCompile group: 'org.apache.tomcat', name: 'tomcat-coyote', version: '7.0.27'
}

task javadocJar(type: Jar, dependsOn: javadoc) {
classifier = 'javadoc'
from 'build/docs/javadoc'
}

task sourcesJar(type: Jar) {
from sourceSets.main.allSource
classifier = 'sources'
}

artifacts {
archives jar

archives javadocJar
archives sourcesJar
}

//signing {
//  sign configurations.archives
//}

task copyJars(type: Copy) {
from configurations.runtime
into 'dist'
}

uploadArchives {
repositories {
mavenDeployer {
beforeDeployment { MavenDeployment deployment -> signing.signPom(deployment) }

//repository(url: "https://oss.sonatype.org/service/local/staging/deploy/maven2/") {
//  authentication(userName: sonatypeUsername, password: sonatypePassword)
//}
//repository(url: "https://oss.sonatype.org/content/repositories/snapshots") {
//  authentication(userName: sonatypeUsername, password: sonatypePassword)
//}

pom.project {
name 'tomcat-redis-session-manager'
packaging 'jar'
description 'Tomcat Redis Session Manager is a Tomcat extension to store sessions in Redis'
url 'https://github.com/jcoleman/tomcat-redis-session-manager'

issueManagement {
url 'https://github.com:jcoleman/tomcat-redis-session-manager/issues'
system 'GitHub Issues'
}

scm {
url 'https://github.com:jcoleman/tomcat-redis-session-manager'
connection 'scm:git:git://github.com/jcoleman/tomcat-redis-session-manager.git'
developerConnection 'scm:git:git@github.com:jcoleman/tomcat-redis-session-manager.git'
}

licenses {
license {
name 'MIT'
url 'http://opensource.org/licenses/MIT'
distribution 'repo'
}
}

developers {
developer {
id 'jcoleman'
name 'James Coleman'
email 'jtc331@gmail.com'
url 'https://github.com/jcoleman'
}
}
}
}
}
}

4、执行gradle命令构建源码，编译输出tomcat-redis-session-manager-master 及依赖jar包

gradle build -x test  copyJars

所有输出列表文件如下：

四、tomcat 配置

安装配置三台 tomcat web服务器，分别修改 Connector 端口号为8081、8082、8083，并确保都能正常工作，当然如果分布在不同的主机则可以使用相同端口号。

五、编写测试页面

　　为了区别3台tomcat的访问，分别编写页面并打包部署：

　　1、为tomcat_1编写测试页面，显示 “ response from tomcat_1 ”，同时页面提供按钮显示当前session值，打包并发布到 tomcat_1 服务器；

　　2、为tomcat_2编写测试页面，显示 “ response from tomcat_2 ”，同时页面提供按钮显示当前session值，打包并发布到 tomcat_2 服务器；

   3、为tomcat_3编写测试页面，显示 “ response from tomcat_3 ”，同时页面提供按钮显示当前session值，打包并发布到 tomcat_3 服务器；

　　此时分别访问 http://192.168.106.130:8081 、http://192.168.106.130:8082、http://192.168.106.130:8083 地址，因为访问的是不同web服务器，所以各自显示不同的页面内容及session值肯定不同。

六、tomcat session manager 配置

　　修改配置使用 tomcat-redis-session-manager-master 作为 tomcat session 管理器

　　1、分别将第三步生成的 tomcat-redis-session-manager-master 及依赖jar包覆盖到 tomcat 安装目录的 lib 文件夹

　　2、分别修改3台 tomcat 的 context.xml 文件，使 tomcat-redis-session-manager-master 作为session管理器，同时指定redis地址和端口。

　　context.xml 增加以下配置：

<Context>
<Valve className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionHandlerValve" />
<Manager className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionManager"
host="localhost"
port="6379"
database="0"
maxInactiveInterval="60" />
</Context>

3、分别重启3台 tomcat 服务器

七、nginx 配置

1、配置nginx.conf

#创建进程的用户和用户组

user      php php;

#服务进程数量，一般等于CPU数量

worker_processes 8;

#全局错误日志定义，建议开启error级别日志.[ debug | info | notice | warn | error | crit ]

worker_rlimit_nofile 655350;

error_log logs/error.log error;

#error_log logs/error.log  notice;

#error_log logs/error.log  info;

#记录进程ID的文件

#pid       logs/nginx.pid;

events {

#epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能.Linux建议使用epoll，FreeBSD建议使用kqueue.

use epoll;

#一个worker_processe允许的最近并发连接数量

worker_connections  1024;

}

http {

include       mime.types;

default_type application/octet-stream;

client_max_body_size     15m;
client_body_buffer_size  128k;
proxy_connect_timeout    600;
proxy_read_timeout       600;
proxy_send_timeout       6000;
proxy_buffer_size        16k;
proxy_buffers            4 64k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
proxy_temp_file_write_size 64k;

#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local]"$request" '

#                  '$status $body_bytes_sent"$http_referer" '

#                  '"$http_user_agent""$http_x_forwarded_for"';

#access_log  logs/access.log  main;

sendfile        on;

#tcp_nopush     on;

#http连接的持续时间

keepalive_timeout  65;

#gzip压缩设置

gzip  on;           #开启gzip

gzip_min_length 1k;  #最小压缩文件大小

gzip_buffers 4 16k;  #压缩缓冲区

#http的协议版本(1.0/1.1),默认1.1，前端如果是squid2.5请使用1.0

gzip_http_version 1.1;

#gzip压缩比，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢(传输快但比较消耗cpu)

gzip_comp_level 2;

#和http头有关系，加个vary头，给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩

gzip_vary on;

#gzip压缩类型，不用添加text/html，否则会有警告信息

gzip_types text/plain text/javascript text/css application/xmlapplication/x-javascript application/json;

#设定负载均衡的服务器列表，可以设置多个upstream，但mysvr名字要区分

upstream myClusterServer1 {

#weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大

#本机上的Squid开启3128端口

server 127.0.0.1:8081  weight=5;

server 127.0.0.1:8082  weight=5;

server 127.0.0.1:8083  weight=5;

}

server {

#nginx监听的端口号

listen       80;

#域名可以有多个，用空格隔开

server_name  127.0.0.1;

#字符编码方式

charset utf-8;

#设定本虚拟主机的访问日志。关闭日志可以减少IO，提高性能。

#access_log logs/host.access.log  main;

#默认请求

location / {

#定义服务器的默认网站根目录位置

root   html;

#定义首页索引文件的名称

index  index.html index.htmindex.jsp;

#请求转向mysvr 定义的服务器列表

proxy_pass    http://myClusterServer1; 
proxy_redirect default;

#跟代理服务器连接的超时时间，必须留意这个time out时间不能超过75秒，当一台服务器当掉时，过10秒转发到另外一台服务器。

proxy_connect_timeout 10;

}

#error_page  404              /404.html;

#redirect server error pages to the static page /50x.html

#

error_page   500 502 503 504  /50x.html;

location = /50x.html {

root   html;

}

#proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80

#

#location ~ \.php$ {

#    proxy_pass   http://127.0.0.1; 
#}

#pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000

#

#location ~ \.php$ {

#    root           html;

#    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;

#    fastcgi_index  index.php;

#    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;

#    include        fastcgi_params;

#}

#deny access to .htaccess files, if Apache's document root

#concurs with nginx's one

#

#location ~ /\.ht {

#    deny  all;

#}

}
}

2、nginx 重新加载配置

nginx -s reload

八、测试结果

1、访问 http://192.168.106.130:8081 直接请求到tomcat_1服务器，

　　　　显示 “ response from tomcat_1 ”， session 值为 ‘56E2FAE376A47F1C0961D722326B8423’；

2、访问 http://192.168.106.130:8082 直接请求到tomcat_2服务器，

　　　　显示 “ response from tomcat_2 ”， session 值为 ‘56E2FAE376A47F1C0961D722326B8423’；

3、访问 http://192.168.106.130:8083 直接请求到tomcat_3服务器，

　　　　显示 “ response from tomcat_3 ”， session 值为 ‘56E2FAE376A47F1C0961D722326B8423’；

4、访问 http://192.168.106.130 （默认80端口）请求到 nginx 反向代理到指定Web服务器，由于默认使用轮询负载方式，

　　　　反复刷新页面显示的内容在“ response from tomcat_1 ” 、 “ response from tomcat_2 ”和“ response from tomcat_3 ”之间切换，但 session 值保持为 ‘56E2FAE376A47F1C0961D722326B8423’；

5、使用 redis-cli 连接 redis 服务器，查看会显示有 “56E2FAE376A47F1C0961D722326B8423” key的 session 数据，value为序列化数据。



至此实现了基于nginx负载均衡下 tomcat 集群的 session 一致性