Nginx 服务器之Nginx与tomcat实现负载均衡

本文讲解我们如何使用Nginx做反向带服务器，实现nginx与tomcat服务器集群做负载均衡。

一、nginx与tomcat实现负载均衡

1、在/usr/local/ngnix/conf 创建文件 nginx-tomcat.conf

文件内容：

user  nobody;

worker_processes  2;

events {

    worker_connections  1024;

}

http{

    # upstream 配置一组后端服务器，

    # 请求转发到upstream后，nginx按策略将请求指派出某一服务器

    # 即配置用于负载均衡的服务器群信息

    upstream tomcats{

        fair;

        server 121.42.41.143:8080;

        server 219.133.55.36;

    }

    server {

        listen       80;

        server_name  121.42.41.143;

        access_log  logs/tomcat-nginx.access.log  combined;

        # 反向代理设置，将所有/路径下请求发给本机上的tomcat

        location / {

            #root   html;

            index  index.html index.htm;

            #==========Nginx提供的代理============

            proxy_set_header X-Forwarded-Host $host;

            proxy_set_header X-Forwarded-Server $host;

            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

            proxy_pass http://tomcats;

        }

   }

}

2、使用该配置文件启动nginx （启动前先关闭nginx）

[root@iZ28b4kreuaZ bin]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx-tomcat.conf

二、配置文件详解：

worker_processes  2;

events {

    worker_connections  1024;

}

http {

    include       mime.types;

    default_type  application/octet-stream;

    # upstream 配置一组后端服务器，

    # 请求转发到upstream后，nginx按策略将请求指派出某一服务器

    # 即配置用于负载均衡的服务器群信息

    upstream backends {

        #=========均衡策略=============

        #none 轮询（权重由weight决定）

        #ip_hash  通过hash算法将用户的请求与第一次请求的服务器进行绑定，后续该用户所有的请求都将被分配到该服务器上。除非该服务器挂掉。

        #==============  第三方 均衡策略===========

        #fair  根据各个服务器的性能的不同，自动选择使用响应能力强的服务器。

        #url_hash 根据url选择服务器。 

        #===============服务器集==============

        server 192.168.1.62:8080;

        server 192.168.1.63;

        #==========weight权重策略：权重值越高负载越大==========

        # server 192.168.1.64 weight=5;

        #===============backup：备份机，只有非备份机都挂掉了才启用===============

        server 192.168.1.64 backup;

        #==============down: 停机标志，不会被访问(对临时维护的服务器设置)=============

        server 192.168.1.65 down;

        # max_fails:达到指定次数认为服务器挂掉；

        # fail_timeout:挂掉之后过多久再去测试是否已恢复

        server 192.168.1.66 max_fails=2 fail_timeout=60s;

    }

    server {

        listen       80;

        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {

            root   html;

            index  index.html index.htm;

        }

        # 反向代理设置，将所有/proxy_test/路径下请求发给本机上的tomcat

        location /proxy_test/ {

            proxy_pass http://localhost:8080;

        }

        # 负载均衡设置，将所有jsp请求发送到upstream backends指定的服务器群上

        location ~ \.jsp$ {

            proxy_pass http://backends;

            # 真实的客户端IP

            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;

            # 请求头中Host信息

            proxy_set_header   Host             $host;

            # 代理路由信息，此处取IP有安全隐患

            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;

            # 真实的用户访问协议

            proxy_set_header   X-Forwarded-Proto $scheme;

            # 默认值default，

            # 后端response 302时 tomcat header中location的host是http://192.168.1.62:8080

            # 因为tomcat收到的请求是nginx发过去的, nginx发起的请求url host是http://192.168.1.62:8080

            # 设置为default后，nginx自动把响应头中location host部分替换成当前用户请求的host部分

            # 网上很多教程将此值设置成 off，禁用了替换，

            # 这样用户浏览器收到302后跳到http://192.168.1.62:8080，直接将后端服务器暴露给浏览器

            # 所以除非特殊需要，不要设置这种画蛇添足的配置

            proxy_redirect default;

        }

        # 一个url重写的例子，浏览器请求 /page.go时，url被重写成/test/page.jsp

        location ~ \.go$ {

            rewrite ^(.*)\.go$ /test/$1\.jsp last;

        }

        #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;

        }

    }

}

三、fair策略的安装

fair策略：根据各个服务器的性能的不同，自动选择使用响应能力强的服务器。该策略是第三方提供的，所以要先安装。

安装步骤

1、下载 gnosek-nginx-upstream-fair-a18b409.tar.gz

2、解压 tar zxvf gnosek-nginx-upstream-fair-a18b409.tar.gz

3、将解压后的文件移动到 /usr/local目录下并改名为 nginx-upstream-fair

4、将该模块添加到我们安装的nginx中

a、首先进入nginx-1.8.1源文件目录下在执行：

[root@iZ28b4kreuaZ nginx-1.8.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/usr/local/nginx-upstream-fair/

b、执行：make 进行编译

c、进入 nginx-1.8.1/objs/下将最新的nginx启动项覆盖原来的 /usr/local/nginx/sbin/nginx启动项。

[root@iZ28b4kreuaZ objs]# cp nginx /usr/local/nginx/sbin

d、开启Nginx 看看是可以使用

四、在分布式服务器集群中session共享问题

问题：当我们的用户在tomcat1服务器上登录后，tomcat1会保存用户的登录信息，但当用户的请求被代理服务器分配给tomcat2/tomcat3服务器时，这时就会出现tomcat2/tomcat3无法获取用户登录信息，从而导致用户需要重新登录的现象。我们有三种解决方案：

1、同一个用户的请求锁定在同一台服务器上，这样就不会存在session在不同服务器之间共享问题。这种方案简单，但缺乏容错性（一旦服务器故障，那用户的请求将被分配给其他服务器，这时就需要重新登录）

实现方式：设置集群策略为 ip_hash ；

 upstream tomcats{

        ip_hash;

    }

2、session复制方式: 当任何服务器中session值发生改变，他都会将该改变广播给其他服务器，当其他服务器收到广播后也做相应的改变，从而实现session在所有服务器中一直。缺点当集群中tomcat服务器很多时会增加网络负荷，性能低下。实现方式：

a、在tomcat的server.xml中配置session广播

      <!-- 基于网络广播的策略，一个节点session变化，其它节点同步复制，节点多或数据量大时性能低下 -->

      <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster">

        <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">

            <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"

                      address="192.168.6.223"

                      port="8080"/>

        </Channel>

      </Cluster>

b、在我们的分布式应用的web.xml 中添加 <distributable/>标签

<distributable/>：作用是公告我们的应用可以处于集群环境中。

3、通过创建额外的共享空间用来管理session，一般我们使用分布式缓存技术redis、memcached缓存技术，在这里我么使用memcached。

　　a、memcached的安装：http://www.cnblogs.com/jalja/p/6121978.html

　　b、memcached 的 session共享原理

　　粘性共享：

　　非粘性：

c、tomcat访问memcached的相关环境(我们使用的是tomcat7)

　　1. 复制jar包到tomcat/lib目录，jar分三类

　　　　1）spymemcached.jar memcached java客户端

　　　　2）memcached相关的包 memcached-session-manager-{version}.jar 核心包 memcached-session-manager-tc{tomcat-version}-{version}.jar Tomcat版本相关的包

　　　　3）序列化工具包，有多种可选方案，不设置时使用jdk自带序列化，其它可选kryo，javolution,xstream,flexjson等 msm-{tools}-serializer-{version}.jar 其它序列化工具相关包一般第三方序列化工具不需要实现serializable接口

d、配置Context，加入处理session的Manager MemcachedBackupSessionManager
Context配置查找顺序：
        1)conf/context.xml 全局配置，作用于所有应用
        2) conf/[enginename]/[hostname]/context.xml.default 全局配置，作用于指定host下全部应用
        3) conf/[enginename]/[hostname]/[contextpath].xml 只作用于contextpath指定的应用
        4) 应用META-INF/context.xml 只作用于本应用
        5) conf/server.xml <Host>下作用于Context docBase指定的应用
         如果只希望session管理作用于特定应用，最好用3，4方式设置，希望作用全体，可用1，2，5设置

conf/context.xml的配置：

 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

 <Context>

     <WatchedResource>WEB-INF/web.xml</WatchedResource>

     <WatchedResource>${catalina.base}/conf/web.xml</WatchedResource>

     <!-- sticky session 最小配置-->

     <!-- className 管理器类名 -->

     <!-- memcachedNodes memcached服务器节点，以节点名：主机：端口形式表示，其中节点名随意命名，但不同tomcat间要一致 -->

     <!-- sticky隐含默认值为true,此时为sticky session模式 -->

     <!-- failoverNodes 仅适用于sticky模式， n1表示主要将session备份到n2,如果n2不可用，再用n1-->

     <!-- 另一台服务器配置正好相反，这样保证将session保存到其它机器，避免整个机器崩溃时tomcat与session一起崩溃-->

     <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"

         memcachedNodes="n1:192.168.1.62:11211,n2:192.168.1.63:11211"

         failoverNodes="n1"

     />

     <!-- 经常用到的生产环境sticky(粘性)模式配置 -->

     <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"

         memcachedNodes="n1:192.168.1.62:11211,n2:192.168.1.63:11211"

         failoverNodes="n1"

         requestUriIgnorePattern=".*\.(jpg|png|css|js)$"

         memcachedProtocol="binary"

         transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"

     />

     <!-- 经常用到的生产环境non-sticky(非粘性模式)模式配置 -->

     <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"

         memcachedNodes="n1:192.168.1.62:11211,n2:192.168.1.63:11211"

         sticky="false"

         sessionBackupAsync="false"

         lockingMode="auto"

         requestUriIgnorePattern=".*\.(jpg|png|css|js)$"

         memcachedProtocol="binary"

         transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"

     />

     <!--

     <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"

         memcachedNodes="n1:192.168.1.62:11211,n2:192.168.1.63:11211"

         #sticky模式，默认true

         sticky="false"

         #仅适用于sticky模式，n1表示主要将session备份到n2,如果n2不可用，再用n1

         failoverNodes="n1"

         #忽略的请求类型，这些类型请求不处理session

         requestUriIgnorePattern=".*\.(jpg|png|css|js)$" 

         #例如context中设置sessionPath=/时，一个host下多个应用可能有相同session_id，

         #此时向memcached写入时会造成混乱，可通过以下方式加前缀区分不同应用

         storageKeyPrefix="static:name|context|host|webappVersion|context.hash|host.hash|多项组合，以,间隔"

         #设置mecached协议数据传输方式，默认text，设为binary有助力性能提升

         memcachedProtocol="binary"

         #是否异步存储session变化，默认true，性能好，适用于sticky模式，

         #non-sticky时建议设置为false，避免延迟造成信息不一致

         sessionBackupAsync="false"

         #仅适用于non-sticky模式，为避免同步编辑冲突，在修改session时锁定

         #同步编辑一种可能发生的情况是在ajax请求时，同一页多个请求同时发起，可能会访问不同后端

         #auto 读模式不锁写模式锁

         #uriPattern模式，将URI+"?"+queryString与模式Regex匹配，如果匹配则锁定

         lockingMode="none|all|auto|uriPattern:Regex"

         #使用第三方序列化工具，提高序列化性能

         #常用的第三方工具kryo, javolution, xstream等

         #此时需要向tomcat/lib下添加相关jar包

         transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"

     />

     -->

 </Context>

四、集群环境开发注意事项

1、实体类要序列化（ implements Serializable）

private static final long serialVersionUID = 3349238980725146825L;

2、获取客户端请求地址的方式。在nginx-tomcat.conf中添加如下配置：

   server {

        location / {

            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr; # 真实的客户端IP

        }

   }

java代码：

public static String  getIp(HttpServletRequest request){

        String remoteIp =request.getRemoteAddr();

        String headIp=request.getHeader("X-Real-IP");

        return headIp==null?remoteIp:headIp;

    }

3、动静分离
　　把静态文件放在nginx服务器中（css、js、图片）

Nginx 服务器之Nginx与tomcat实现负载均衡

一、nginx与tomcat实现负载均衡

二、配置文件详解：

三、fair策略的安装

四、在分布式服务器集群中session共享问题