摘 要：Java Web最常用的服務(wù)器是Tomcat，但是Tomcat處理靜態(tài)資源能力有著缺陷，本文介紹了使用tomcat集群加nginx作為web服務(wù)器，同時(shí)nginx做負(fù)載均衡，加上redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)作為session存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)緩存的架構(gòu)方案，所有這些技術(shù)均為開源軟件，免除了授權(quán)的問題。

關(guān)鍵詞：Tomcat；nginx；redis；開源

中圖分類號(hào)：TP311.52

Tomcat快速、高效、易于部署，并且開源，是Java Web最常用的開源服務(wù)器。但是在處理靜態(tài)資源上，Tomcat相對(duì)于現(xiàn)在流行的高性能Web服務(wù)器，如nginx、lighttpd尚有不小的差距。因此，在追求高并發(fā)、重負(fù)載的場(chǎng)合，可以在Tomcat集群前加上nginx處理靜態(tài)資源以及負(fù)載均衡。同時(shí)，對(duì)于高并發(fā)的場(chǎng)合，數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢性能很容易成為瓶頸，使用連接池技術(shù)加上內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)redis作緩存可以大幅度的提升查詢性能。

1 Tomcat集群和調(diào)優(yōu)

Tomcat建議安裝在64位Linux系統(tǒng)下，在32位系統(tǒng)中，即使某些操作系統(tǒng)可以使用超過4G，JVM的也限制了最多只能夠使用2G內(nèi)存。Tomcat容器的默認(rèn)配置吞吐量也不能夠滿足高并發(fā)服務(wù)的需要，因此需要更改Tomcat的配置，修改server.xml文件。

URIEncoding=\"UTF-8\" minSpareThreads=\"25\" maxSpareThreads=\"75\"

enableLookups=\"1\" disableUploadTimeout=\"true\" connectionTimeout=\"20000\"

acceptCount=\"300\" maxThreads=\"300\"maxProcessors=\"1000\" minProcessors=\"5\"

useURIValidationHack=\"1\" compression=\"on\"

compressionMinSize=\"2048\"

compressableMimeType=\"text/html，text/xml，text/javascript，text/css，text/plain\"

redirectPort=\"8443\"

/>

其中URIEncoding=”UTF-8”表示可以解析含有中文的URL，acceptCount是等待隊(duì)列，maxThreads為最大線程數(shù)，即最大并發(fā)數(shù)。

單個(gè)Tomcat處理能力有限，在現(xiàn)在的服務(wù)器配置情況下，常常不能夠利用完CPU和內(nèi)存就達(dá)到最大負(fù)載，此時(shí)，可以使用Tomcat的縱向集群，即單臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)Tomcat。如果還不能達(dá)到高并發(fā)的需要，那么就需要使用Tomcat的橫向集群，即多臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行多個(gè)Tomcat。

集群方案可以使用Tomcat自帶的cluster方式，多個(gè)Tomcat間自動(dòng)實(shí)時(shí)復(fù)制session信息，配置簡(jiǎn)單。但該方案的效率比較低，在高并發(fā)場(chǎng)合下表現(xiàn)并不好。另一種方案是利用nginx的基于訪問IP的hash路由策略，保證訪問的IP始終被路由到同一個(gè)tomcat上。以單服務(wù)器Tomcat集群為例，需要修改Tomcat的三處端口。首先是修改Tomcat的關(guān)閉端口，每個(gè)Tomcat不能重復(fù)：

然后修改Tomcat的監(jiān)聽端口，同樣不能重復(fù)：

redirectPort=\"8443\" />

第三處端口修改Tomcat的連接端口：

最后Engine元素增加jvmRoute屬性

2 nginx作負(fù)載均衡和動(dòng)靜態(tài)分離

nginx是一個(gè)高性能的HTTP和反向代理服務(wù)器，處理靜態(tài)資源的能力得到了眾多高并發(fā)Web站點(diǎn)的考驗(yàn)，nginx可以按照調(diào)度規(guī)則實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)頁面的分離，可以按照輪詢、ip hash、URL hash、權(quán)重等多種方式對(duì)后端服務(wù)器做負(fù)載均衡。使用nginx在Tomcat的前端作反向代理，nginx處理如html、css、js、圖片等靜態(tài)資源，而將動(dòng)態(tài)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給Tomcat集群進(jìn)行處理，從而充分的結(jié)合nginx和Tomcat的長(zhǎng)處，分別處理靜態(tài)和動(dòng)態(tài)資源。

nginx的負(fù)載均衡配置配置如下所示：

upstream web_server {

#ip_hash；

server 127.0.0.1：8080 max_fails=3 fail_timeout=30s；

server 127.0.0.1：8081 max_fails=3 fail_timeout=30s；

}

其中參數(shù)max_fails=3，表示允許在30秒內(nèi)后端服務(wù)器有3次失敗，如果大于3次，則將該后端服務(wù)器標(biāo)記為不可用，該參數(shù)主要用過于對(duì)后端服務(wù)器進(jìn)行健康檢查。

3 redis做session存儲(chǔ)

Web服務(wù)集群最大的難點(diǎn)就是如何能在集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，Session是這些數(shù)據(jù)中最重要的一塊。Tomcat集群可以通過Tomcat自帶的session復(fù)制，將session同步復(fù)制到每一個(gè)Tomcat中，但如果集群內(nèi)節(jié)點(diǎn)較多，容易引起session廣播風(fēng)暴。還有種方案是將session放到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中集中存儲(chǔ)，這就要求該數(shù)據(jù)庫(kù)具備非常高的性能，使用redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)可以很好的滿足Tomcat集群的需求。在Tomcat 的conf/context.xml 文件里增加如下內(nèi)容：

host=\"localhost\" port=\"6379\"

database=\"0\" maxInactiveInterval=\"60\" />

4 redis用作數(shù)據(jù)緩存

Web應(yīng)用并發(fā)數(shù)增大后，數(shù)據(jù)庫(kù)I/O容易成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸，一般可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)拆分，建立數(shù)據(jù)庫(kù)集群來解決該問題，但數(shù)據(jù)庫(kù)集群的建立無疑需要較大的成本，同時(shí)必須要由水平很高的DBA進(jìn)行實(shí)施。如果使用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)做緩存，實(shí)現(xiàn)查詢緩存（以sql為key緩存查詢結(jié)果）和數(shù)據(jù)緩沖，由于內(nèi)存的訪問速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硬盤，可以極大的提升查詢效率。同時(shí)也可以將一些更新頻率較低但查詢頻率較高（如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表、配置文件）等數(shù)據(jù)在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)即加載到redis中。

5 結(jié)束語

本文描述了nginx+tomcat集群的配置方案，同時(shí)使用了redis內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)做session集中存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)緩存，該方案可以應(yīng)對(duì)高并發(fā)和重負(fù)載的Web站點(diǎn)所需，并且使用的所有技術(shù)均為開源軟件，建議使用的服務(wù)器操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，可以節(jié)省軟件使用的授權(quán)成本。

參考文獻(xiàn)：

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[2]任世宗，李潤(rùn)知，張茜.基于Nginx的可擴(kuò)展負(fù)載均衡Web站點(diǎn)部署[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2014（08）.

作者單位：瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川瀘州 646005