tomcat

一、Tomcat简介

Tomcat，可以理解为实现Servlet和JSP的集合的容器。

Servlet：JAVA语言为了实现动态网站效果，实现CGI协议效果，在用户请求动态网页资源时，可以由web服务器将请求通过CGI协议转发至动态服务器，动态服务器在请求动态资源并在本地编译之后反馈给客户端，以实现动态效果。Servlet就是JAVA语言中的CGI协议。客户端将请求发送给服务器端，服务器将请求发送至Servlet，Servlet调用JDK将请求结果发还服务器，在由服务器相应。

JSP：JSP是简化实现Servlet的工具，Servlet编写规则十分复杂，要求程序员同时掌握JAVA开发及前端技能。JSP的出现简化了Servlet的难度，他可以在前端代码中嵌入JAVA语言。JSP在第一次运行时会编译成Servlet，然后编译成class文件，在JVM中执行出结果。

二、Tomcat组件说明

2.1 tomcat组件格式

<server>
　　<service>
　　　　<connector />
　　　　<engine>
　　　　　　<host>
　　　　　　　　<context>
　　　　　　　　</context>
　　　　　　</host>
　　　　　　<host>
　　　　　　</host>
　　　　</engine>
　　</service>
</server>

2.2 常见组件说明

server：顶级组件，Tomcat的一个实例，通常一个JVM只能包含一个Tomcat实例。

service：服务组件，起关联作用，通常包含一个引擎（engine）和与此引擎相关联的一个或多个连接器（connector）。

connector：连接组件，负责连接客户端（可以是浏览器或Web服务器）请求至Servlet容器内的Web应用程序。

常用属性的说明：
address：指定连接器监听的地址，默认为所有地址，即0.0.0.0；
maxThreads：支持的最大并发连接数，默认为200；
port：监听的端口，默认为0；
protocol：连接器使用的协议，默认为HTTP/1.1，定义AJP协议时通常为AJP/1.3；
redirectPort：如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的端口；
connectionTimeout：等待客户端发送请求的超时时间，单位为毫秒，默认为6000，即1分钟；
enableLookups：是否通过request.getRemoteHost()进行DNS查询以获取客户端的主机名；默认为true；
acceptCount：设置等待队列的最大长度；通常在tomcat所有处理线程均处于繁忙状态时，新发来的请求将被放置于等待队列中；

engine：容器类组件，处理请求的Servlet引擎组件，即Catalina Servlet引擎，它检查每一个请求的HTTP首部信息以辨别此请求应该发往哪个host或context，并将请求处理后的结果返回的相应的客户端。

host：容器类组件，主机组件类似于Apache中的虚拟主机，但在Tomcat中只支持基于FQDN的虚拟主机。一个引擎至少要包含一个host组件。

常用属性说明：
appBase：此Host的webapps目录，即存放非归档的web应用程序的目录或归档后的WAR文件的目录路径；可以使用基于$CATALINA_HOME的相对路径；
autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true；
unpackWars：在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true；

context：最内层的容器类组件，一个context代表一个web应用程序。配置一个Context最主要的是指定Web应用程序的根目录，以便Servlet容器能够将用户请求发往正确的位置。Context组件也可包含自定义的错误页，以实现在用户访问发生错误时提供友好的提示信息。

常用的属性定义有：
docBase：相应的Web应用程序的存放位置；也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径；切记，docBase的路径名不能与相应的Host中appBase中定义的路径名有包含关系，比如，如果appBase为deploy，而docBase绝不能为deploy-bbs类的名字；
path：相对于Web服务器根路径而言的URI；如果为空“”，则表示为此webapp的根路径；如果context定义在一个单独的xml文件中，此属性不需要定义；
reloadable：是否允许重新加载此context相关的Web应用程序的类；默认为false；　

2.3 其他组件

valve：拦截请求并在将其转至对应的webapp之前进行某种处理操作，类似于过滤器；可以用于任何容器中。

AccessLogValve：访问日志Valve
ExtendedAccessValve：扩展功能的访问日志Valve
JDBCAccessLogValve：通过JDBC将访问日志信息发送到数据库中；
RequestDumperValve：请求转储Valve；
RemoteAddrValve：基于远程地址的访问控制；
RemoteHostValve：基于远程主机名称的访问控制；
SemaphoreValve：用于控制Tomcat主机上任何容器上的并发访问数量；
JvmRouteBinderValve：在配置多个Tomcat为以Apache通过mod_proxy或mod_jk作为前端的集群架构中，当期望停止某节点时，可以通过此Valve将用记请求定向至备用节点；使用此Valve，必须使用JvmRouteSessionIDBinderListener；
ReplicationValve：专用于Tomcat集群架构中，可以在某个请求的session信息发生更改时触发session数据在各节点间进行复制；
SingleSignOn：将两个或多个需要对用户进行认证webapp在认证用户时连接在一起，即一次认证即可访问所有连接在一起的webapp；
ClusterSingleSingOn：对SingleSignOn的扩展，专用于Tomcat集群当中，需要结合ClusterSingleSignOnListener进行工作；

logger：

realm：

Manager：
Manger对象用于实现HTTP会话管理的功能，Tomcat6中有5种Manger的实现：
1) StandardManager
Tomcat6的默认会话管理器，用于非集群环境中对单个处于运行状态的Tomcat实例会话进行管理。当Tomcat关闭时，这些会话相关的数据会被写入磁盘上的一个名叫SESSION.ser的文件，并在Tomcat下次启动时读取此文件。
2) PersistentManager
当一个会话长时间处于空闲状态时会被写入到swap会话对象，这对于内存资源比较吃紧的应用环境来说比较有用。
3)DeltaManager
用于Tomcat集群的会话管理器，它通过将会话数据同步给集群中的其它节点实现会话复制。这种实现会将所有会话的改变同步给集群中的每一个节点，也是在集群环境中用得最多的一种实现方式。
4)BackupManager
用于Tomcat集群的会话管理器，与DeltaManager不同的是，某节点会话的改变只会同步给集群中的另一个而非所有节点。
5)SimpleTcpReplicationManager
Tomcat4时用到的版本，过于老旧了。

 2.4 Tomcat主目录用途

/bin：存放windows或Linux平台上启动和关闭Tomcat的脚本文件

/conf：存放Tomcat服务器的各种全局配置文件，其中最重要的是server.xml和web.xml

/doc：存放Tomcat文档

/server：包含三个子目录：classes、lib和webapps

/server/lib：存放Tomcat服务器所需的各种JAR文件

/server/webapps：存放Tomcat自带的两个WEB应用admin应用和 manager应用

/common/lib：存放Tomcat服务器以及所有web应用都可以访问的jar文件

/shared/lib：存放所有web应用都可以访问的jar文件（但是不能被Tomcat服务器访问）

/logs：存放Tomcat执行时的日志文件

/src：存放Tomcat的源代码

/webapps：Tomcat的主要Web发布目录，默认情况下把Web应用文件放于此目录

/work：存放JSP编译后产生的class文件

三、tomcat配置

3.1 虚拟主机

tomcat的虚拟主机主要由<Host>和<Context>组件定义。

以下为简单示例：

<Host name="test" appBase="/home/data" unpackWARs="true" autoDeploy="true" >
　　<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="/home/data/logs"
　　　　prefix="test_access_log" suffix=".txt"
　　　　pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
　　<Context path="" docBase="" />
　　<Context path="/node1" docBase="node" />
</Host>

3.2 tomcat前增加反代，保证性能及安全性

前端反代工具可以使用Nginx、httpd、HAProxy等工具。

下面以httpd的最简单模型为例说明：

大概流程为：用户请求通过http协议发送给前端httpd程序，httpd程序通过http协议或者ajp协议反向代理给tomcat（具体来说是给tomcat的http connector或者ajp connector）

<VirtualHost *:80>
  ServerName localhost        #设置虚拟主机名
  ProxyVia Off                #在相应报文中的首部中添加反代信息
  ProxyRequests Off           #httpd仅能通知支持正向代理和反向代理中的一项，想使用反向代理必须显示关闭正向代理
  ProxyPreserveHost On        #向后端反向代理请求时，是否携带主机名信息（后端启动虚拟主机时有用）
  ProxyPass / http://200.168.10.102:8080/
  ProxyPassReverse / http://200.168.10.102:8080/    #用于让apache调整HTTP重定向响应报文中的Location、Content-Location及URI标签所对应的URL，在反向代理环境中必须使用此指令避免重定向报文绕过proxy服务器。

    <Location /status>
      SetHandler status
      Proxypass !　　　　　　　　 #对特定uri不进行反代
      Require all granted
    </Location>

  <Proxy *>
    Require all granted
  </Proxy>
  <Location  / >
    Require all granted
  </Location>
</VirtualHost>

四、tomcat集群

4.1 集群实现

 tomcat集群实现就是简单的LB集群搭建，创建两个以上的tomcat，tomcat前端加上负载均衡工具，如Nginx，httpd，haproxy等。

其实各反代工具中也有可以实现会话保持的功能，如Nginx使用upstream模块使用ip_hash功能，httpd使用proxy_module、proxy_balancer_module模块。

4.2 会话保持

4.2.1 使用tomcat会话管理器

DeltaManager：通过多播（默认228.0.0.4）将会话信息同步给其他节点，实现单一节点上拥有全部会话信息。

BackupManager：与BackupManager相比，简单来说就类似于raid 0于raid 10。

配置方式

1、在特定应用的web.xml中添加 <distributable/>

2、如果使用的是mod_jk模块，请确保在您的engine上设置了jvmroute属性，并且jvmroute属性值与workers.properties中的worker名称匹配

 3、然后在 <Engine> 或<Host> 组件中添加相应配置。下面是官网中给的示例：


        <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
                 channelSendOptions="8">

          <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
                   expireSessionsOnShutdown="false"
                   notifyListenersOnReplication="true"/>
          <!--
          <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.BackupManager"
                   expireSessionsOnShutdown="false"
                   notifyListenersOnReplication="true"/>
          -->

          <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
            <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
                        address="228.0.0.4"
                        port="45564"
                        frequency="500"
                        dropTime="3000"/>
            <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
                      address="auto"　　#如果有多个IP的话，建议手动指定
                      port="4000"
                      autoBind="100"
                      selectorTimeout="5000"
                      maxThreads="6"/>

            <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">
              <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>
            </Sender>
            <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
            <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatchInterceptor"/>
          </Channel>

          <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"
                 filter=""/>
          <Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>
　　　　　　#如果开启的tomcat的自动部署功能，还可以实现在一台tomcat上部署应用，自动部署到其他节点
          <Deployer className="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"
                    tempDir="/tmp/war-temp/"
                    deployDir="/tmp/war-deploy/"
                    watchDir="/tmp/war-listen/"
                    watchEnabled="false"/>

          <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
        </Cluster>

4.2.2 使用memcached缓存session

理论： 简单来说就是在tomcat后端部署一个或多个memcached服务，将会话session保存在mamcached中。

实践：

1、下载相应jar包至tomcat的lib目录

　　memcached-session-manager-${version}.jar
　　memcached-session-manager-tc${6,7,8}-${version}.jar
　　spymemcached-${version}.jar
　　msm-javolution-serializer-${version}.jar
　　javolution-${version}.jar

2、在<Context>组件中添加相应配置，如下：

           <Context path="/test" docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" reloadable="true">
              <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
                memcachedNodes="n1:200.168.10.101:11211,n2:200.168.10.102:11211"
                failoverNodes="n1"　　#故障转移节点，指明哪个节点是备用节点 
                requestUriIgnorePattern=".*.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
                transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.javolution.JavolutionTranscoderFactory"
              />
             </Context>

3、测试。完成后添加负载均衡。