web服务器集群

概述

集群和分布式都是从集中式进化而来的。分布式和集群会相互合作的，同时的集群和分布式。在这里重点说说集群

集群是什么？

集群能提高单位时间内处理的任务数量，提升服务器性能
有多台服务器去处理任务，但是每个任务都是由一台服务器独立完成的

分布式是什么？

分布式能缩短单个任务处理的时间
跟集群一样，也有多台服务器去处理任务，但是每个任务由多台服务器合作完成，每台服务器负责完成大任务中的一个小任务

集中式是什么？

集中式就是最传统的那种，所有任务由一台大机完成

集群场景

可以在一台物理服务器上集群多个应用服务器，每个应用服务器独立工作。再在前端分配一个中央控制服务器，负责把发送到这台物理服务器的请求，按照一定权重分发给各个应用服务器。

例子

以tomcat为例子，可以采用1*apache+N*tomcat的模式
apache作为门面，在前端用负载均衡把请求发给各个tomcat服务器

好处

通常集群32位的服务器来代替单个64位的服务器，这样能尽量发挥出硬件的性能

1. 在64位的程序中，由于指针膨胀以及内存对齐，会造成内存浪费。
2. 在单个64位的服务器宕机的时候，所产生的快照很大，不好分析
3. 大内存的服务器，意味着要对更大的内存区域进行垃圾收集，那么会增大GC的时间，会加长服务器的停顿

难点

由于http请求是无状态的，那么对于会话级别的事务，如何保持用户的状态？
在单个服务器中，提供了session-sessionID的机制来保存用户的状态
那么现在有多台服务器，如何记录用户的状态？
有两个大方向：

1. session粘性
2. 共享session

session粘性

这种方式也成为亲和式集群，给session创造粘性，意思是让用户每次都访问的同一个应用服务器
这样就要在前端服务器apache中记录下，用户首次访问的是哪个tomcat，将用户后面发送的请求都发送到这个tomcat上去
这样带来的后果是，各个服务器负载不均衡，因为只在用户首次访问的时候，采用了负载均衡分发，但是这个影响也不会那么明显

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worker.controller.sticky_session=true|false
worker.controller.sticky_session_force=true|false

这是在apache对于session粘性的配置
worker.controller.sticky_session，为true会开启session粘性机制，为false关闭
worker.controller.sticky_session_force，为true意味着即使这个服务器宕机了，也仍然发送到这个服务器，为false则会选择发送其他到其他服务器
建议选择前者为true，后者为false。这样既能达到session粘性，又能在服务器宕机的时候继续提供服务

优点：

1. 占用的内存少，因为只记录了sessionID以及对应发送的服务器

缺点：

1. 如果服务器宕机了，在这个服务器上的session信息都会丢失

同步session

这种方式需要在一个地方存放session的所有信息，并且能让每个服务器节点都能访问得到这些session
这种方式大概有三种方案：

1. cookie同步
2. 数据库同步
3. 内存数据库同步

cookie同步

cookie同步是将session的所有信息存放在客户端，每次请求的时候，将session也发送上来
优点：

1. 不占用服务器内存
2. 服务器宕机不会丢失session信息

缺点：

1. 放在客户端，不安全
2. 受浏览器的限制，浏览器禁用cookie
3. 增大流量，变相拉低响应时间
4. session序列化和反序列都需要额外的时间

数据库同步

将session信息存放在一个都能访问到的数据库
优点：

1. 服务器宕机不会丢失session信息

缺点：

1. 占用的内存大
2. 增大数据库负担
3. session序列化和反序列都需要额外的时间
4. 访问数据库会需要额外的时间

内存数据库同步

将session信息存放在一个都能访问到的内存数据库中，比如redis、memcached
优点：

1. 服务器宕机不会丢失session信息
2. 访问的速度快

缺点:

1. 占用内存大
2. session序列化和反序列都需要额外的时间

总结

session同步最好的是第三种，内存数据库同步
session同步的好处是不怕单个服务器宕机，但是他占用的资源、速度也比session粘性要大

缺点

1. 节点对共享资源的竞争，如磁盘文件
2. 节点对同一资源进行操作带来的问题，如对同一文件进行读写
3. 32位的节点受最大内存的限制
4. 节点内资源池的闲置。如连接池，可能会出现某些节点的连接池用满，某些节点还有可用连接。可以考虑配置同一资源池，集中式JNDI
5. 节点内的本地缓存重复，因为每份节点都有一份本地缓存。可以考虑采用缓存数据库统一存放缓存，如redis
6. 浪费内存，节点越多，重复加载的类越多，jvm中的方法区内容差不多，但是每个节点都有一份。