Tomcat集群Session共享方法

HTTP协议属于无状态协议，当完成数据交换时，客户端与服务器端的连接就会关闭；但再次进行数据交换时，就需要建立新的连接。这意味着服务器无法从连接上跟踪会话，客户端与服务器端之间的联系是离散的、非连续性的。当用户在同一网站的多个页面转换时，服务器无法确定是否是同一用户。例如：用户登录淘宝后进入商品页购买商品，但是服务器不能将用户和商品对应起来。因此，需要通过Session会话跟踪技术来实现追踪定位，以保证用户在多次切换时，服务器可以保存该用户的相关信息，使用Session技术可以实现会话跟踪。

8.1.2案例前置知识点

1. Session概述

Session（中文为"会话"）在计算机中被称之为"会话控制"，是指一个终端用户与交互系统进行通信的时间间隔，通常是指从登录进入系统开始到注销退出系统结束之间的所用时间。Session所包括的客户端、服务器端以及不中断的操作时间，决定Session的不同。例如：用户A和服务器C建立连接时所处的Session与用户B和服务器C建立连接时所处的Session是两个完全不同的Session。

2. Session共享方案

对于Web应用集群的技术而言，最大的难点是在集群中多个节点之间保持数据的一致性，其中会话（Session）信息是这些数据中最重要的一部分。要实现这一点， 可以采用以下两种方式。

· 把所有Session数据放到一台服务器上或者数据库中，集群中的所有节点通过访问这台Session服务器来获取数据；

· 在集群中的所有节点间进行Session数据的同步拷贝，任何一个节点均保存了所有的Session数据。

在集群中可以通过以下几种方案实现Session共享：

（1) 请求精确定位

例如基于访问IP地址的Hash策略，即当前用户的请求都集中定位到一台服务器中，这样单台服务器就会保存用户的Session登录信息。但是如果宕机，则等同于单点故障，保存用户的Session登录信息就会丢失，会话不复制。

（2) Session复制共享

例如Tomcat自带Session共享，主要是指集群环境下多台应用服务器之间同步Session，使Session保持一致，对外则是保持透明。 如果其中一台服务器发生故障，根据负载均衡的原理，调度器会遍历寻找可用节点来分发请求。由于Session已同步，所以能够保证用户的Session信息不会丢失，也就是所谓的会话复制。

但是这个方案存在以下几个缺点：

· 必须在同一种中间件之间完成，例如Tomcat与Tomcat之间；

· Session复制带来的性能损失会快速增加，特别是当Session中保存了较大的对象，而且对象变化较快时，性能下降更加显著，会大量消耗系统性能。这种特性使得Web应用的水平扩展受到了限制。

· Session内容通过广播同步给成员，会造成网络流量瓶颈。

（3) 基于高速缓存数据库的Session共享

基于Memcached/Redis缓存的Session共享，即使用高速缓存数据库存取Session信息，应用服务器接受新请求将Session信息保存在高速缓存数据库中。应用服务器发生故障时，调度器会遍历寻找可用节点来分发请求，当应用服务器发现Session不在本机内存时，则去高速缓存数据库中查找。如果找到则复制到本机，这样实现Session共享和高可用。

3.Tomcat集群Session同步方案

Tomcat集群Session同步方案有以下几种方式：

（1）使用Tomcat自带的Cluster方式

多个Tomcat之间自动实时复制Session信息，配置起来比较简单。但这个方案的效率比较低。

（2）利用Nginx的基于访问IP地址的Hash路由策略

保证访问的IP地址始终被路由到同一个Tomcat上。每个请求按访问IP地址的Hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决Session的问题。

（3）利用Nginx插件实现Tomcat集群和Session同步

nginx-upstream-jvm-route是一个Nginx的扩展模块，用来实现基于Cookie的Session Sticky（会话粘滞）的功能。但是这个模块的补丁在Nginx1.4版本之后就没有再更新了,所以Nginx1.4之后版本跟该模块就不兼容。

（4）利用Memcached实现（MSM工具）

Memcached存储Session，并把多个Tomcat的Session集中管理，前端利用Nginx实现负载均衡和动静态资源分离，在兼顾系统水平扩展的同时又能保证较高的性能。其原理是通过MSM工具把Tomcat的Session序列化后保存到Memcached里面，从而实现Session共享。

MSM是一个高可用的Tomcat Session共享解决方案，除了可以从本机内存快速读取Session信息(仅针对黏性Session)外，还可使用Memcached存取Session，以实现高可用。传统Tomcat集群，会话复制随着结点数增多，扩展性成为瓶颈。MSM使用memcached完成统一管理Tomcat会话，避免Tomcat节点之间过多会话复制。

MSM利用Value(Tomcat 阀)对Request进行跟踪。Request请求到来时，从Memcached加载Session，Request请求结束时将Tomcat Session更新至Memcached，以达到Session共享DE 目的,支持Sticky和Non-Sticky模式：

· Sticky ：会话粘连模式(黏性Session)。客户端在一台Tomcat实例上完成登录后，以后的请求均会根据IP直接绑定到该Tomcat实例。

· Non-Sticky：会话非粘连模式(非粘性Session)。客户端的请求是随机分发，多台Tomcat实例都会收到请求。

（5）利用Redis实现

使用Redis不仅仅是因为它可以将缓存的Session持久化，还因为它支持的单个对象比较大，而且数据类型丰富。也就是说Redis不仅仅可以用于缓存 Session，还可以做其他用途。Redis这种方式目前还不支持Tomcat8环境(现在网上插件不支持Tomcat8,想要支持Tomcat8的话,则需修改插件jar包的源代码)。

在Tomcat集群中，当一个节点出现故障，虽然有高可用集群来负责故障转移，但用户的Session信息如何保持呢？下面通过案例的方式具体介绍上述所说的第4种Tomcat集群Session同步方案：使用MSM（Memcached-Session-Manager）进行Session复制同步，即利用MSM+Memcached实现Session共享。