集群环境下的Session处理

在单台服务器情况下session处理比较简单，一旦到了集群环境中，我们就必须考虑用户和会话的问题，如果不加处理的话，一旦后端IP轮询切换，会话cookies找不到session，会话就中断了。在此情景下，通常有以下5种解决方案。

将每一个用户和后端服务器绑定，这样用户的会话就会一直落在同一台服务器上，这是成本最小的解决方案，只需要修改Nginx服务器的配置即可。如果是在比较老的架构上，推荐这种改造方案。

这种解决解决方案也存在局限性，比如某台服务器挂了切换到另一台服务器，对应的会话也就丢了。还有另外一个问题，如果前端用了CDN的话，客户端IP变化的频率可能是很高的，有可能一个小时或更短时间内就变一次，这在校园网的网络环境下很容易产生这种情况。

顾名思义，Session复制就是让集群里的每台服务器都存储整个集群所有服务器上的全部session。这样一旦某台服务器挂了，用户切换到其他服务器上也能访问到一样的session数据。这种解决方案不好的地方在于进行session复制需要额外的网络开销和系统资源，当服务器较多或session中存储的数据量大的时候，这个问题尤为明显。

Session复制本身的操作是比较复杂，但是对于服务器来说，配置比较简单，但性能是个很大的问题。当集群中服务器数量大于两台时就比较吃力了，总之这是一种比较早期时候的解决方案。

sticky方案和方案1类似，但是sticky能把会话死死地粘滞在其中一台服务器上，算是对方案1的补充，可以避免在CDN网络波动下的IP冲突造成的会话丢失。但是依然无法解决服务器挂掉导致会话丢失的问题。

基于Redis等NoSQL的session集中存储方案，是目前最流行的解决方案，早期用MySQL来存储。引入Redis的方案除了会增加系统复杂度外，依然还有以下几个问题：

使用纯cookie，不使用session，天然分布式。存在问题：

需要注意的是，如果应用需要做“禁止同时登录”的需求时，用Cookie的话解决起来会麻烦很多。

另外可以把cookie换成token等方式验证用户，每次请求带上token作为会话凭据。

众所周知，J2EE应用服务器百花齐放，种类众多。那么J2EE应用服务器有哪些?又有哪些功能呢?一起来看看吧!

从功能实现上划分：

有实现完整J2EE规范(full profile)的Weblogic, WebSphere, GlassFish

有实现web应用规范(web profile)的 TomEE, JBoss/WildFly

有基本的Servlet及Jsp规范的Web容器(Web Container) Tomcat, Jetty, Resin

回顾过去的2015年，各应用服务器市场占有率各有千秋。

下图为各个应用服务器使用率饼图

我们看到，在众多J2EE应用服务器中，Tomcat使用率达到58.66%，稳坐第一。

相较2014年，Tomcat使用率大幅增长，增长将近19%。

整体而言，Tomcat做为Servlet和Jsp规范的参考实现(Reference implementation ， 简称RI)，一般都会在第一时间实现规范的新特性并通过Oracle的CTS 测试认证。目前最新的Tomcat 9.0，虽还是alpha版，但已经实现了Servlet 4.0草案，感兴趣的朋友，可以下载尝鲜哦!

Tomcat是一个实现了JAVA EE标准的最小的WEB服务器，是Apache 软件基金会的Jakarta 项目中的一个核心项目，由Apache、Sun 和其他一些公司及个人共同开发而成。因为Tomcat 技术先进、性能稳定，而且开源免费，因而深受Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web 应用服务器。学习JavaWeb开发一般都使用Tomcat服务器，该服务器支持全部JSP以及Servlet规范，启动界面如图：

 

Tomcat 是一款非常优秀的 Java Web 服务器,以致于很多开源 Java 应用服务器(如 JOnAS) 直接集成它作为 servlet 容器。

Tomcat的总体结构

Tomcat中主要涉及Server,Service,Engine,Connector,Host,Context组件，之前用过Tomcat的.童鞋是不是觉得这些组件的名称有点似曾相识的赶脚，没赶脚?!您再想想。好吧，不用你想了，我来告诉你吧。其实在Tomcat二进制分发包解压后,在conf目录中有一个server.xml文件，你打开它瞄两眼看看，是不是发现server.xml文件中已经包含了上述的几个名称。

Tomcat 集群源码的类图

从图中我们可以看出 Tomcat 集群包括以下几个方面的内容:

Session: Session 分为 StandardSession 与ClusterSession 两种,后者用于 Session 复制。

Session Manager: 有用于集群 Session 管理的ClusterSession,也有用于对 Session 进行一般日常管理的,如 PersistentManager,BackupManager,SimpleTcpReplicationManager。

组通迅框架:SessionManager调用组通讯框架进行 Session 的传输,Tomcat采用的组通

讯框架是 tribe,目前 tribe 已被独立为开放的 apache 工程。

Cluster: 方便集群管理而派生出的逻辑概念,可将实际物理机划分为一个 Cluster,也可 将一台物理机上不同端口的实例划分为一个 Cluster,它有一个简单的实现类 SimpleTcpCluster。

1.1 Session

服务器集群通常操纵两种session:

1. Stickysessions: 尽量让同一个客户请求由同一台服务器来处理,这样 sticky sessions 就是 存在于单机服务器中接受客户端请求的 session,它不需要进行 Session 复制,如果这个 单机失败的话,用户必须重新登录网站。

2. Replicatedsessions: 在一台服务器中的 session 状态被复制到集群的其他服务器上,无论 何时,只要 session 改变了,session 数据都要重新全部或部分(依据复制策略)被复制 到其他服务器上。

Tomcat 支持以下三种 session 持久性类型:

1. 内存复制:在 JVM 内存中复制 session状态,使用 Tomcat自带的 SimpleTcpCluster 和SimpleTcpClusterManager类。

2. 数据库持久性:在这种类型中,session 状态保存在一个关系数据库中,服务器使用org.apache.catalina.session.JDBCManager类从数据库中获取 Session 信息。

3. 基于文件的持久性:这里使用类org.apache.catalina.session.FileManager 把session 状态保存到一个文件系统。

Session Manager

Tomcat 通过 org.apache.catalina.Manager 来管理 Session,Manager 接口总是和 Context Container 相关联。它主要负责 session 的建立、更新和销毁。该接口中一些重要的方法有:

用户在 Servlet 中通过 javax.servlet.http.HttpServletRequest 接口的 getSession 方法获得 Session,而该接口的实现位于 org.apache.catalina.connector.Request 类中的 doGetSession 方 法中,在该方法中通过 org.apache.catalina.Manager 来获得 Session , doGetSession 方法的 部分代码如下:

组通讯框架--Tribe

组通讯框架 Tribe 在 Tomcat 中的位置可如下图

如图所示,Tribe 的核心主要是 Channel 类,由此看出,它采用 NIO 进行 Socket 通讯,运用

了组播,事件、心跳检测等技术,下面我们来着重看看代码中 Tomcat 是如何与 Tribe 衍接首先在 SimpleTcpReplication 类中的实现 Manager 接口的 start 方法中:

Cluster

Cluster 用于管理集群中的 Session 复制,它有一个简单的实现类 SimpleTcpCluster。

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