Linux Tomcat如何实现高可用性

Linux Tomcat高可用落地方案

一、总体架构与组件

• 前端入口层：使用Nginx/HAProxy做反向代理与负载均衡，统一暴露服务端口，隐藏后端实例。
• 会话层：开启Tomcat内置集群会话复制（DeltaManager），保证节点宕机不丢会话；对跨机房/大规模场景可改用Redis集中会话。
• 数据层：业务数据使用数据库主从/集群或分布式缓存，避免单点。
• 入口高可用：在负载均衡器前再加一层Keepalived VIP，消除负载均衡器单点。
• 监控与告警：接入Prometheus + Grafana等，持续观测吞吐、延迟、错误率与JVM指标。

二、部署步骤

• 准备环境
  • 安装JDK 8+，在多个节点部署相同版本的 Tomcat；建议每个实例使用独立目录与端口。
  • 示例：下载解压 Tomcat 9 至**/opt/tomcat**，创建专用系统用户运行。
• 配置 Tomcat 集群与会话复制
  • 在server.xml的Engine内加入：
    • 集群：< Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
    • 节点标识：为 Engine 设置唯一jvmRoute（如 server1、server2），便于粘性会话与排障。
  • 在context.xml（或应用 context 片段）启用会话复制：
    • 管理器：< Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true"/>
    • 监听器：< ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
  • 在应用的web.xml中加入：< distributable/> 。
• 配置负载均衡（Nginx 示例）
  • 安装 Nginx，配置 upstream 与反向代理：
    • upstream：server 192.168.1.11:8080; server 192.168.1.12:8080;
    • location：设置proxy_pass与头部转发（Host、X-Real-IP、X-Forwarded-For、X-Forwarded-Proto）。
• 配置入口高可用（Keepalived VIP）
  • 两台负载均衡器安装 Keepalived，配置VRRP与virtual_ipaddress（如 192.168.1.100），实现主备自动切换。
• 启动与验证
  • 启动 Tomcat 集群与 Nginx/Keepalived；访问 VIP 验证分发与会话复制。

三、关键配置示例

• Tomcat 内置集群片段（server.xml，Engine 内）

  <
      Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="server1">
      
    <
      Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster">
      
      <
      Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
               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" 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.TcpPingInterceptor"/>
      
        <
      Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
      
        <
      Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatch15Interceptor"/>
      
      <
      /Channel>
      
      <
      Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=""/>
      
      <
      ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
      
    <
      /Cluster>
      
  <
      /Engine>
  
  

• Nginx 负载均衡片段（/etc/nginx/conf.d/tomcat.conf）

  upstream tomcat_cluster {
      
      server 192.168.1.11:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
      
      server 192.168.1.12:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
      
      keepalive 32;
  
  }
  
  server {
      
      listen 80;
  
      location / {
      
          proxy_pass http://tomcat_cluster;
      
          proxy_set_header Host $host;
      
          proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      
          proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      
          proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
  
      }
  
  }
  
  

• Keepalived 主节点片段（/etc/keepalived/keepalived.conf）

  vrrp_instance VI_1 {
  
      state MASTER
      interface eth0
      virtual_router_id 51
      priority 100
      advert_int 1
      authentication {
       auth_type PASS;
   auth_pass 42 }
  
      virtual_ipaddress {
   192.168.1.100/24 }
  
  }
      
  

• 应用侧：在WEB-INF/web.xml中加入< distributable/> ，确保会话可复制。

四、健康检查与故障转移

• 负载均衡健康检查
  • Nginx：在 upstream 中使用max_fails/fail_timeout实现被动探测；商业版支持主动health_check。
  • HAProxy：内置主动健康检查与多种算法（roundrobin、leastconn 等），可按应用特性选择。
• 入口高可用
  • Keepalived VRRP实现秒级主备切换，对外提供稳定VIP。
• 会话容错
  • 开启DeltaManager后，节点失效时请求被转发到健康节点，已复制的会话可继续使用；对写入密集场景建议结合sticky session或改为集中式会话存储（如 Redis）。

五、验证与运维要点

• 验证清单
  • 分发验证：多次刷新页面，观察不同jvmRoute出现在响应或日志中。
  • 会话复制：登录后关闭当前节点，刷新应仍保持登录状态。
  • 故障转移：停止某实例或拔网线，确认Nginx/HAProxy摘除节点且业务不中断；恢复后自动回归。
  • VIP 漂移：停止主 Keepalived，确认VIP漂移到备机。
• 运维建议
  • 统一JDK/Tomcat版本与配置基线；为集群开放必要端口（如8080、4000、45564）。
  • 打开访问日志与AccessLogValve，便于审计与排障。
  • 接入Prometheus + Grafana监控 JVM、线程、连接、GC、吞吐与错误率，设置告警阈值。

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