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利用nginx+tomcat+memcached组建web服务器负载均衡

时间:2011-09-14 08:53:25  来源:  作者:

1 起因

最近对新开发的web系统进行了压力测试,发现tomcat默认配置下压到600人的并发登录首页响应速度就有比较严重的影响,一轮出现2000多个的500和502错误。我把登录的时间统计做了一下,把服务器处理总时间打印出来,看了一下发现有个别响应确实在20秒,但平均时间和lr测试出来的还是相差很远。所以可以断定不是程序处理处理花费了这么多时间,由于在局域网测试,所以也可以排除网络问题。这就把问题圈定在tomcat的请求响应能力上了。先把tomcat线程数提升到1000,发现500和502的报错降到几十个,但是响应时间上还没什么提高。后来启动了2个tomcat,用nginx做负载均衡,响应时间下降了40%,两个tomcat的处理时长都保持在1秒左右。

看来tomcat性能确实是系统的一个瓶颈,很有必要假设多个服务器来加强响应能力。之前由于只是测试登录,多个tomcat还不用共享session,但真正使用时是必须要能一起工作的。现记录一下负载均衡的安装配置过程。

 

2 解决方案的选择

多个tomcat要一起协同工作有几种办法,可以考虑的方案有以下几个:

1. 使用tomcat自带的cluster方式,多个tomcat见自动实时复制session信息,配置起来很简单。但这个方案的效率比较低,在大并发下表现并不好。

2. 利用nginx的基于访问ip的hash路由策略,保证访问的ip始终被路由到同一个tomcat上,这个配置更简单。但是我们的应用很可能是某一个局域网大量用户同时登录,这样负载均衡就没什么作用了。

3. 利用memcached把多个tomcat的session集中管理,这是最直接的解决方案,但是操作起来也最为复杂。

我们的系统既要求性能,又要比较好的利用上负载均衡,所以第3个方案是首选。接下来就是安装搭建之路了。

 

3 安装配置

3.1 memcached的安装

1)先下载libevent-1.4.14b-stable.tar.gz和memcached-1.4.7.tar.gz的源码包,前者是后者的依赖包,就是一个事件驱动的包。

2)安装非常顺利,还是经典的那几个编译安装命令:

  1. tar zxvf libevent-1.4.14b-stable.tar.gz
  2. cd libevent-1.4.14b-stable
  3. ./configure --prefix=/usr/local/libevent-1.4.14b
  4. make
  5. make install
  6. tar zxvf memcached-1.4.7.tar.gz
  7. cd memcached-1.4.7
  8. ./configure --prefix=/usr/local/memcached-1.4.7 --with-libevent=/usr/local/libevent-1.4.14b/
  9. make
  10. make install

3)启动memcached:

./bin/memcached -d -m 256 -u root -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid

 

3.2 memcached-session-manager配置

让tomcat调用memcached来存储session早就是一个很成熟的解决方案了,开源的msm就可以解决这个问题。比较折腾的就是要用到的jar包,官方文档说的也比较含糊,我这里用的是kryo的序列化方案,所以用到的包多一些,分别是:

kryo-1.03.jar

kryo-serializers-0.8.jar

memcached-2.5.jar(我在官方看最新已经到2.7了,但是msm官方说用2.5,可能新包没测试过,特别是2.6版本changelog里面提到api有调整,还是不要乱升的好)

memcached-session-manager-1.5.1.jar

memcached-session-manager-tc7-1.5.1.jar

minlog-1.2.jar

msm-kryo-serializer-1.5.1.jar

reflectasm-0.9.jar

以上这些包都放在$CATALINA_HOME/lib目录下。

另外提一下,官方给出的4种序列化方案,其中kryo是效率最高的,具体比较看http://code.google.com/p/memcached-session-manager/wiki/SerializationStrategies。

 

接下来是修改tomcat的配置文件$CATALINA_HOME/conf/context.xml,调整成新的session存储方式。配置文件中加入以下内容:

  1. <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
  2. memcachedNodes="n1:127.0.0.1:11211"
  3. sticky="false"
  4. lockingMode="auto"
  5. sessionBackupAsync="false"
  6. sessionBackupTimeout="1000"
  7. transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
  8. />

 

在$CATALINA_HOME/conf/logging.properties文件中添加de.javakaffee.web.msm.level=FINE,就可以在catalina.out的日志中看到详细的session存取情况。

 

另外在Manager配置中加上requestUriIgnorePattern=".*\.(png|gif|jpg|css|js)$",用chrome浏览器测试发现居然sessionID会突然变掉,然后就被拦截器给跳回首页了。去掉就一切正常,但拦截器只会去检测action的,按理说应该完全没关系,望高人指点!

 

3.3 nginx配置

nginx非常简单,只要在upstream里面多配置几个server就可以了,这里把我的配置贴出来:

  1. #user nobody;
  2. worker_processes 16;
  3. events {
  4. use epoll;
  5. worker_connections 65535;
  6. }
  7. http {
  8. include mime.types;
  9. default_type application/octet-stream;
  10. #log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
  11. # '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
  12. # '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
  13. #access_log logs/access.log main;
  14. client_header_buffer_size 32k;
  15. large_client_header_buffers 4 32k;
  16. client_max_body_size 8m;
  17. client_body_buffer_size 128k;
  18. sendfile on;
  19. tcp_nopush on;
  20. #keepalive_timeout 0;
  21. keepalive_timeout 65;
  22. gzip on;
  23. gzip_types text/javascript text/plain text/css application/xml application/x-javascript;
  24. gzip_disable "MSIE [1-6]\.(?!.*SV1)";
  25. proxy_connect_timeout 300;
  26. proxy_send_timeout 300;
  27. proxy_read_timeout 300;
  28. proxy_buffer_size 16k;
  29. proxy_buffers 4 32k;
  30. proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
  31. proxy_set_header Connection Close;
  32. server_names_hash_max_size 1024;
  33. server_names_hash_bucket_size 1024;
  34. # Default cache parameters for use by virtual hosts
  35. # Set the cache path to tmpfs mounted disk, and the zone name
  36. # Set the maximum size of the on disk cache to less than the tmpfs file system size
  37. proxy_cache_path ./cache levels=1:2 keys_zone=pscms:100m max_size=800m;
  38. proxy_temp_path ./proxy;
  39. #配置后端服务器信息
  40. upstream web_server {
  41. #ip_hash;
  42. server localhost:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
  43. server localhost:8180 max_fails=3 fail_timeout=30s;
  44. }
  45. server {
  46. listen 8888; ## listen for ipv4
  47. #listen [::]:80 default ipv6only=on; ## listen for ipv6
  48. server_name localhost;
  49. charset utf-8;
  50. log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
  51. '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
  52. '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
  53. access_log logs/host.access.log main;
  54. #access_log off;
  55. location ~ .*\.(jsp|action)?$ {
  56. proxy_set_header Host $http_host;
  57. proxy_redirect off;
  58. proxy_pass http://web_server;
  59. proxy_set_header Host $host;
  60. proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  61. proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  62. }
  63. location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$ {
  64. #如果后端的服务器返回502、504、执行超时等错误,自动将请求转发到upstream负载均衡池中的另一台服务器,实现故障转移。
  65. proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
  66. proxy_cache pscms; #进行缓存,使用Web缓存区cache_one
  67. proxy_cache_valid 200 304 1h; #对不同的HTTP状态码设置不同的缓存时间
  68. proxy_cache_valid 301 302 5m;
  69. proxy_cache_valid any 1m;
  70. proxy_set_header Host $host;
  71. proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  72. proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
  73. proxy_set_header Accept-Encoding ""; #(或是后台服务器关闭gzip),这样这台机器才不会缓存被压缩的文件,造成乱码
  74. proxy_ignore_headers "Cache-Control" "Expires"; #这段配置加上后,proxy_cache就能支持后台设定的expires。
  75. proxy_pass http://web_server;
  76. expires 15m;
  77. }
  78. location / {
  79. proxy_set_header Host $http_host;
  80. proxy_redirect off;
  81. proxy_pass http://web_server;
  82. proxy_set_header Host $host;
  83. proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  84. proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  85. }
  86. }
  87. }

 

参考文档:

1. http://code.google.com/p/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration

2. http://wangrui.iteye.com/blog/500921

 

修改记录:

2011年9月3日 修改了nginx配置文件的gzip_types,增加对css和js的压缩

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