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構建一機多實例tomcat集群配置

1、了解tomcat
Tomcat不是一個完整意義上的Jave EE(j2ee)服務器,因為它沒有提供完整的Java EE企業應用平台的API。但是由於Tomcat遵循apache開源協議,並且對當前Java開發框架開源組件Structs、Spring和Hibernate等實現完美支持,因此tomcat被眾多企業用來部署配置眾多的Java應用程序,實現替代一些商業的Java應用服務器。

2、Tomcat的目錄結構
要部署使用tomcat,則必須了解tomcat的目錄結構以及各目錄的作用。這裡以tomcat7為例
安裝Tomcat,再次不在闡述,[詳情請移步]

進入tomcat安裝目錄下:
|-- bin
|   |-- bootstrap.jar    tomcat啟動時所依賴的一個類,在啟動tomcat時會發現Using CLASSPATH: 是加載的這個類
|   |-- catalina-tasks.xml    定義tomcat載入的庫文件,類文件
|   |-- catalina.bat
|   |-- catalina.sh                     tomcat單個實例在Linux平台上的啟動腳本
|   |-- commons-daemon-native.tar.gz               jsvc工具,可以使tomcat已守護進程方式運行,需單獨編譯安裝
|   |-- commons-daemon.jar               jsvc工具所依賴的java類
|   |-- configtest.bat
|   |-- configtest.sh            tomcat檢查配置文件語法是否正確的Linux平台腳本
|   |-- cpappend.bat
|   |-- daemon.sh    tomcat已守護進程方式運行時的,啟動,停止腳本
|   |-- digest.bat
|   |-- digest.sh
|   |-- setclasspath.bat
|   |-- setclasspath.sh
|   |-- shutdown.bat
|   |-- shutdown.sh    tomcat服務在Linux平台下關閉腳本
|   |-- startup.bat
|   |-- startup.sh             tomcat服務在Linux平台下啟動腳本
|   |-- tomcat-juli.jar
|   |-- tomcat-native.tar.gz     使tomcat可以使用apache的apr運行庫,以增強tomcat的性能需單獨編譯安裝
|   |-- tool-wrapper.bat
|   |-- tool-wrapper.sh
|   |-- version.bat
|   `-- version.sh    查看tomcat以及JVM的版本信息
|-- conf    顧名思義,配置文件目錄
|   |-- catalina.policy    配置tomcat對文件系統中目錄或文件的讀、寫執行等權限,及對一些內存,session等的管理權限
|   |-- catalina.properties    配置tomcat的classpath等
|   |-- context.xml    tomcat的默認context容器
|   |-- logging.properties    配置tomcat的日志輸出方式
|   |-- server.xml           tomcat的主配置文件
|   |-- tomcat-users.xml           tomcat的角色(授權用戶)配置文件
|   `-- web.xml    tomcat的應用程序的部署描述符文件
|-- lib
|-- logs    日志文件默認存放目錄
|-- temp
|   `-- safeToDelete.tmp
|-- webapps              tomcat默認存放應用程序的目錄,好比apache的默認網頁存放路徑是/var/www/html一樣
|   |-- docs    tomcat文檔
|   |-- examples                     tomcat自帶的一個獨立的web應用程序例子
|   |-- host-manager              tomcat的主機管理應用程序
|    |   |-- META-INF              整個應用程序的入口,用來描述jar文件的信息
|    |   |   `-- context.xml     當前應用程序的context容器配置,它會覆蓋tomcat/conf/context.xml中的配置
|    |   |-- WEB-INF     用於存放當前應用程序的私有資源
|    |   |   |-- classes     用於存放當前應用程序所需要的class文件
|       |   |    |-- lib             用於存放當前應用程序鎖需要的jar文件
|    |   |   `-- web.xml    當前應用程序的部署描述符文件,定義應用程序所要加載的serverlet類,以及該程序是如何部署的
|   |-- manager                  tomcat的管理應用程序
|   |-- ROOT                 指tomcat的應用程序的根,如果應用程序部署在ROOT中,則可直接通過http://ip:port 訪問到
`-- work    用於存放JSP應用程序在部署時編譯後產生的class文件

3、了解tomcat的主配置文件(server.xml)結構及含義
如下圖所示,前端請求被tomcat直接接收或者由前端的代理,通過HTTP,或者AJP代理給Tomcat,此時請求被tomcat中的connector接收,不同的connector和Engine被service組件關聯起來,在一個Engine中定義了許多的虛擬主機,由Host容器定義,每一個Host容器代表一個主機,在各自的Host中,又可以定義多個Context,用此來定義一個虛擬主機中的多個獨立的應用程序。



4、單實例應用程序配置一例

規劃: 
網站網頁目錄:/web/www      域名:www.test1.com 
論壇網頁目錄:/web/bbs     URL:bbs.test1.com/bbs 
網站管理程序:$CATALINA_HOME/wabapps   URL:manager.test.com    允許訪問地址:172.23.136.* 
 
conf/server.xml 
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN"> 
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" /> 
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JasperListener" /> 
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" /> 
  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" /> 
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" /> 
  <GlobalNamingResources> 
  <!-- 全局命名資源,來定義一些外部訪問資源,其作用是為所有引擎應用程序所引用的外部資源的定義 --!> 
    <Resource name="UserDatabase" auth="Container" 
              type="org.apache.catalina.UserDatabase" 
              description="User database that can be updated and saved" 
              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory" 
              pathname="conf/tomcat-users.xml" /> 
  </GlobalNamingResources> 
  <!-- 定義的一個名叫“UserDatabase”的認證資源,將conf/tomcat-users.xml加載至內存中,在需要認證的時候到內存中進行認證 --> 
  <Service name="Catalina"> 
  <!-- # 定義Service組件,同來關聯Connector和Engine,一個Engine可以對應多個Connector,每個Service中只能一個Engine --!> 
    <Connector port="80" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" /> 
    <!-- 修改HTTP/1.1的Connector監聽端口為80.客戶端通過浏覽器訪問的請求,只能通過HTTP傳遞給tomcat。  --> 
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> 
    <Engine name="Catalina" defaultHost="test.com"> 
    <!-- 修改當前Engine,默認主機是,www.test.com  --> 
    <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm"> 
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm" 
               resourceName="UserDatabase"/> 
    </Realm> 
    # Realm組件,定義對當前容器內的應用程序訪問的認證,通過外部資源UserDatabase進行認證 
      <Host name="test.com"  appBase="/web" unpackWARs="true" autoDeploy="true"> 
      <!--  定義一個主機,域名為:test.com,應用程序的目錄是/web,設置自動部署,自動解壓    --> 
        <Alias>www.test.com</Alias> 
        <!--    定義一個別名www.test.com,類似apache的ServerAlias --> 
        <Context path="" docBase="www/" reloadable="true" /> 
        <!--    定義該應用程序,訪問路徑"",即訪問www.test.com即可訪問,網頁目錄為:相對於appBase下的www/,即/web/www,並且當該應用程序下web.xml或者類等有相關變化時,自動重載當前配置,即不用重啟tomcat使部署的新應用程序生效  --> 
        <Context path="/bbs" docBase="/web/bbs" reloadable="true" /> 
        <!--  定義另外一個獨立的應用程序,訪問路徑為:www.test.com/bbs,該應用程序網頁目錄為/web/bbs   --> 
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="/web/www/logs" 
               prefix="www_access." suffix=".log" 
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" /> 
        <!--   定義一個Valve組件,用來記錄tomcat的訪問日志,日志存放目錄為:/web/www/logs如果定義為相對路徑則是相當於$CATALINA_HOME,並非相對於appBase,這個要注意。定義日志文件前綴為www_access.並以.log結尾,pattern定義日志內容格式,具體字段表示可以查看tomcat官方文檔   --> 
      </Host> 
      <Host name="manager.test.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"> 
      <!--   定義一個主機名為man.test.com,應用程序目錄是$CATALINA_HOME/webapps,自動解壓,自動部署   --> 
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve" allow="172.23.136.*" /> 
        <!--   定義遠程地址訪問策略,僅允許172.23.136.*網段訪問該主機,其他的將被拒絕訪問  --> 
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="/web/bbs/logs" 
               prefix="bbs_access." suffix=".log" 
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" /> 
        <!--   定義該主機的訪問日志      --> 
      </Host> 
    </Engine> 
  </Service> 
</Server> 
 
conf/tomcat-users.xml 
<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> 
<tomcat-users> 
  <role rolename="manager-gui" /> 
  <!--  定義一種角色名為:manager-gui    --> 
  <user username="cz" password="manager$!!110" roles="manager-gui" /> 
  <!--  定義一個用戶的用戶名以及密碼,並賦予manager-gui的角色    --> 
</tomcat-users>

由以上配置不難看出存在的一個問題。如果我們想要對其中一個應用程序的配置做 一些修改,那麼就必須重新啟動tomcat,那樣勢必就會影響到另外兩個應用程序的正常服務。因此以上配置是不適合線上使用的,因此需要將其配置為多實 例,每個實例只跑一個獨立的應用程序,那樣我們應用程序之間就不會在互相受到影響。但是我們將面臨這樣一個問題,80端口只能被一個HTTP/1.1 Connector監聽,而三個tomcat實例則至少需要3個HTTP/1.1 Connector,這樣我們就需要一個前端代理做分發處理,接收HTTP 80端口的請求,按域名通過每個tomcat實例的AJP/1.3 Connector傳遞請求。而前端的代理選擇apache,基於這樣的思路,我們還可以做到tomcat的負載均衡,而且apache會將接收的 HTTP超文本傳輸報文重新封裝成二進制格式通過AJP/1.3 協議傳遞給後端的tomcat處理,在效率上也是有明顯的提升。

5、結合apache構造多實例tomcat集群
apache結合tomcat的方式主要有三 種:mod_jk,ajp_proxy,http_proxy(以http協議代理給tomcat),而當前使用最多的還是要數mod_jk。因為 mod_jk出現的較早,技術已經相當成熟,而且具備集群節點健康檢測功能,支持大型的AJP數據包。

安裝apache,tomcat這裡不在詳述
安裝tomcat-connectors
tar zxvf tomcat-connectors-1.2.30-src.tar.gz
cd tomcat-connectors/src
./configure --with-apxs=/usr/local/apache/bin/apxs
make && make install

①單獨建立httpd-jk.conf
單獨建立httpd-jk.conf文件用來配置mod_jk的相關設置
vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-jk.conf

LoadModule jk_module modules/mod_jk.so
# 配置apache裝載mod_jk.so模塊
JkWorkersFile /usr/local/apache/conf/extra/workers.properties
# 指定保存了worker相關工作屬性定義的配置文件
JkLogFile /usr/local/apache/logs/mod_jk.log
# 定義mod_jk模塊的日志文件
JkLogLevel info
# 定義mod_jk模塊日志的記錄級別

②建立worker相關工作屬性定義的配置文件
vim /usr/local/apache/conf/extra/workers.properties
worker.list=Cluster1,stat
worker.web2.port=8003
worker.web2.host=172.23.138.19
worker.web2.type=ajp13
worker.web2.lbfactor=1

worker.web3.port=8003
worker.web3.host=172.23.136.144
worker.web3.type=ajp13
worker.web3.lbfactor=1
worker.Cluster1.type=lb
worker.Cluster1.balance_workers=web2,web3
worker.Cluster1.sticky_session = 1

worker.stat.type=status
worker.list=Cluster2
worker.manager2.port=7003
worker.manager2.host=172.23.138.19
worker.manager2.type=ajp13
worker.manager2.lbfactor=1

worker.manager3.port=7003
worker.manager3.host=172.23.136.144
worker.manager3.type=ajp13
worker.manager3.lbfactor=1
worker.Cluster2.type=lb
worker.Cluster2.balance_workers=manager2,manager3
worker.Cluster2.sticky_session = 1

③配置後端tomcat多實例
使用腳本快速部署tomcat實例,修改新實例的AJP/1.3 Connector的監聽端口,HTTP/1.1 Connector的監聽端口以及Server容器的監聽端口。腳本內容如下:

#!/bin/bash 
# when:2013-01-21 
# who: [email protected] 
# 
Java_Home=/usr/java/jdk1.7.0_10 
Tomcat_Home=/usr/local/tomcat_7 
Tomcat_User=tomcat 
New_instance=/usr/local/new 
 
if [ ! -d $New_instance ];then 
        mkdir -p $New_instance 
else 
        echo "The parh alreadly exists..." 
        exit 
fi 
 
id $Tomcat_User 2&> /dev/null & useradd -r $Tomcat_User 
 
cp -r $Tomcat_Home/conf $New_instance 
mkdir -p $New_instance/{logs,temp,webapps/ROOT,work} 
 
cat > $New_instance/tomcat.sh << EOF 
#!/bin/sh 
 
JAVA_HOME=`echo $Java_Home` 
JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx128m" 
CATALINA_HOME=`echo $Tomcat_Home` 
CATALINA_BASE=`echo $New_instance` 
export JAVA_HOME JAVA_OPTS CATALINA_HOME CATALINA_BASE 
 
su `echo $Tomcat_User` \$CATALINA_HOME/bin/catalina.sh \$1 
EOF 
 
cat > $New_instance/webapps/ROOT/index.jsp << EOF 
<html><body><center> 
<h1>This is a new tomcat instance!</h1> 
</br> 
Now time is: <%=new java.util.Date()%> 
</center> 
</body></html> 
EOF 
 
chown $Tomcat_User:$Tomcat_User -R $New_instance

現在後端每台tomcat節點的配置狀況如下: www.test.com實例: <Server port="8000"> <Connector port="8001" protocol="HTTP/1.1"> <Connector port="8003" protocol="AJP/1.3"> </Server> manager.test.com實例: <Server port="7000"> <Connector port="7001" protocol="HTTP/1.1"> <Connector port="7003" protocol="AJP/1.3"> </Server> 使用新實例中的tomcat.sh進行啟動每個實例

④配置多域名的負載均衡
vim /usr/local/apache/conf/extra/httpd-vhosts.conf

NameVirtualHost *:80
<VirtualHost *:80>
    ServerName www.test.com
    JkMount /* Cluster1
</VirtualHost>
<VirtualHost *:80>
    ServerName manager.test.com
    JkMount /* Cluster2
    JkMount /status stat
</VirtualHost>

到此基於多域名多實例的tomcat負載均衡集群構建完成,啟動apache即可,基於當前結構還可結合持久會話管理器(PersistentManager)來實現會話持久的效果。

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