企业级WEB应用服务器TOMCAT

最早出现了CGI（Common Gateway Interface）通用网关接口，通过浏览器中输入URL直接映射到一个服务器端的脚本程序执行，这个脚本可以查询数据库并返回结果给浏览器端。这种将用户请求使用程序动态生成的技术，称为动态网页技术。先后出现了ASP、PHP、JSP等技术，这些技术的使用不同语言编写的程序都运行在服务器端，所以称为WEB后端编程。有一部分程序员还是要编写HTML、CSS、JavaScript，这些代码运行在浏览器端，称为WEB前端编程。合起来称为Browser/Server编程，即B/S编程。

1.2 前端三大核心技术

1.2.1 HTML

        HTML（HyperText Markup Language）超文本标记语言，它不同于一般的编程语言。超文本即超出纯文本的范畴，例如：描述文本颜色、大小、字体等信息，或使用图片、音频、视频等非文本内容。

        HTML由一个个的标签（标记）组成，这些标签各司其职，有的提供网页信息，有的负责文字，有的负责图片，有的负责网页布局，所以一个HTML文件，是由格式标签和数据组成。

1.2.2 CSS（Cascading Style Sheets）层叠样式表

HTML本身为了格式化显示文本，但是当网页呈现大家面前的时候，需求HTML提供更多样式能力。这使得HTML变得越来越臃肿。这促使了CSS的诞生。

CSS 3采用了模块化思想，每个模块都在CSS 2基础上分别增强功能。所以，这些模块是陆续发布的。

不同厂家的浏览器使用的引擎，对CSS的支持不一样，导致网页布局、样式在不同浏览器不一样。因此，想要保证不同用户使用不同浏览器看到的网页效果一直非常困难。

1.2.3 JavaScript

Javascript 简称JS，是一种动态的弱类型脚本解释性语言，和HTML、CSS并称三大WEB核心技术，得到了几乎主流浏览器支持。

同步

2.1 web资源和访问

PC 端或移动端浏览器访问

内置了HTML和JS文件，不需要从静态WEB服务器下载 JS 或 HTML。为的就是减少文件的发送，现代前端开发使用的JS文件太多或太大了

有必要就从图片服务器请求图片，从业务服务器请求动态数据

客户需求多样，更多的内容还是需要由业务服务器提供，业务服务器往往都是由一组服务器组成。

        每个服务足够内聚，足够小，代码容易理解。这样能聚焦一个只当的业务功能或业务需求。

        开发简单、开发效率提高，一个服务可能就是专业的只干一件事，微服务能够被小团队单独开发， 这个小团队可以是2到5人的开发人员组成

        微服务是松耦合的，是有功能意义的服务，无论是在开发阶段或部署阶段都是独立的。

        微服务能使用不同的语言开发

        易于和第三方集成，微服务运行容易且灵活的方式集成自动部署，通过持续集成工具，如: Jenkins、Hudson、Bamboo微服务易于被一个开发人员理解、修改和维护，这样小团队能够更关注自己的工作成果，无需通过合作才能体现价值

        微服务允许你利用融合最新技术。微服务只是业务逻辑的代码，不会和HTML/CSS或其他界面组件混合，即前后端分离

        每个微服务都有自己的存储能力，可以有自己的数据库，也可以有统一数据库

        Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，Tomcat 具有处理HTML页面的功能，它还是一个Servlet和JSP容器

3.1 安装 Tomcat

推荐从Apache官网下载源码包直接安装启动

1.安装java环境

[root@tomcat ~]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y

2.安装并启动tomcat

[root@tomcat ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz -C /usr/local/
[root@tomcat ~]# ln -s /usr/local/apache-tomcat-9.0.93/ /usr/local/tomcat
[root@tomcat ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3.查看端口

[root@tomcat ~]# netstat -antlupe | grep java
tcp6 0 0 :::8080 :::* LISTEN 0 68636 32887/java

3.2 tomcat的文件结构和组成

目录结构

目录 说明

-------------------------------------------------------

bin                服务启动、停止等相关程序和文件

conf              配置文件

lib                 库目录

logs              日志目录

webapps       应用程序，应用部署目录，相当于 nginx 的默认发布目录

work jsp        编译后的结果文件，建议提前预热访问

查看tomcat相关目录和文件

[root@tomcat ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz -C /usr/local/
[root@tomcat ~]# ls /usr/local/tomcat/

3.3 生成tomcat的启动文件

1.生成tomcat的主配置文件

[root@tomcat ~]# cat /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre_openjdk

2.生成启动文件

[root@tomcat ~]# useradd -s /sbin/nologin -M tomcat
[root@tomcat ~]# chown -R tomcat.tomcat /usr/local/tomcat

[root@tomcat ~]# cat /lib/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=Tomcat
#After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@tomcat ~]# systemctl daemon-reload
[root@tomcat ~]# systemctl enable --now tomcat

四、结合反向代理实现tomcat部署

4.1 常见部署方式介绍

4.2 利用 nginx 反向代理实现

利用nginx反向代理功能，实现图中的代理功能，将用户请求全部转发至指定的同一个tomcat主机

利用nginx指令proxy_pass 可以向后端服务器转发请求报文,并且在转发时会保留客户端的请求报文中的host首部

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf
    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://172.25.254.115:8080;
}

测试：

在浏览器中访问信息

www.yu.com/test.jsp

4.3 实现tomcat中的负载均衡

动态服务器的问题，往往就是并发能力太弱，往往需要多台动态服务器一起提供服务。如何把并发的压力分摊，这就需要调度，采用一定的调度策略，将请求分发给不同的服务器，这就是Load Balance负载均衡。

当单机Tomcat，演化出多机多级部署的时候，一个问题便凸显出来，这就是Session。而这个问题的由来，都是由于HTTP协议在设计之初没有想到未来的发展。

4.3.1 HTTP的无状态，有连接和短连接

无状态：指的是服务器端无法知道2次请求之间的联系，即使是前后2次请求来自同一个浏览器，也 没有任何数据能够判断出是同一个浏览器的请求。后来可以通过cookie、session机制来判断。

        浏览器端第一次HTTP请求服务器端时，在服务器端使用session这种技术，就可以在服务              器端产生一个随机值即SessionID发给浏览器端，浏览器端收到后会保持这个SessionID                  在Cookie当 中，这个Cookie值一般不能持久存储，浏览器关闭就消失。浏览器在每一次提交          HTTP请求的时候会把这个SessionID传给服务器端，服务器端就可以通过比对知道是谁了

        更换浏览器也将重新获得新的SessionID

有连接：是因为它基于TCP协议，是面向连接的，需要3次握手、4次断开。

短连接：Http 1.1之前，都是一个请求一个连接，而Tcp的连接创建销毁成本高，对服务器有很大的 影响。所以，自Http 1.1开始，支持keep-alive，默认也开启，一个连接打开后，会保持一段时间 （可设置），浏览器再访问该服务器就使用这个Tcp连接，减轻了服务器压力，提高了效率。

服务器端如果故障，即使Session被持久化了，但是服务没有恢复前都不能使用这些SessionID。

如果使用HAProxy或者Nginx等做负载均衡器，调度到了不同的Tomcat上，那么也会出现找不到 SessionID的情况。

4.3.2 tomcat负载均衡实现

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf

upstream tomcat {
    ip_bash;
    #hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.115:8080;
    server 172.25.254.116:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name www.yu.com;
    root /data/web/html;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}

测试：

不同浏览器里测试http://lee.timinglee.org/test.jsp

五、Memcached

5.1 Memcached简介

Memcached 只支持能序列化的数据类型，不支持持久化，基于Key-Value的内存缓存系统memcached虽然没有像redis所具备的数据持久化功能，比如RDB和AOF都没有，但是可以通过做集群同步的方式，让各memcached服务器的数据进行同步，从而实现数据的一致性，即保证各memcached的数据是一样的，即使有任何一台 memcached 发生故障，只要集群中有一台 memcached 可用就不会出现数据丢失，当其他memcached 重新加入到集群的时候,可以自动从有数据的memcached 当中自动获取数据并提供服务。

Memcached 借助了操作系统的 libevent 工具做高效的读写。libevent是个程序库，它将Linux的epoll、BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加，也能发挥高性能。memcached使用这个libevent库，因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能

Memcached 支持最大的内存存储对象为1M，超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个key中，比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长，memcached 最适合保存用户的session实现session共享Memcached存储数据时, Memcached会去申请1MB的内存, 把该块内存称为一个slab, 也称为一个page

Memcached 支持多种开发语言，包括：JAVA,C,Python,PHP,C#,Ruby,Perl等

Memcached 官网：http://memcached.org/

5.2 memcached的安装与启动

[root@tomcat ~]# yum install memcached -y
[root@tomcat ~]# vim /etc/sysconfig/memcached

PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"

[root@tomcat ~]# systemctl enable --now memcached
[root@tomcat ~]# netstat -antlupe | grep memcache
tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN 980 97815 34711/memcached

5.3 memcached 操作命令

五种基本 memcached 命令执行最简单的操作。这些命令和操作包括：

        set

        add

        replace

        get

        delete

#前三个命令是用于操作存储在 memcached 中的键值对的标准修改命令,都使用如下所示的语法：
command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>

#参数说明如下：
command set/add/replace
key key 用于查找缓存值
flags 可以包括键值对的整型参数，客户机使用它存储关于键值对的额外信息
expiration time 在缓存中保存键值对的时间长度（以秒为单位，0 表示永远）
bytes 在缓存中存储的字节数
value 存储的值（始终位于第二行）

#增加key，过期时间为秒，bytes为存储数据的字节数
add key flags exptime bytes

示例：

[root@tomcat ~]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
#增加
add yukey 0 60 4 #0 是否压缩 60 过期时间 4 字长
test
STORED

add yukey1 0 60 2
yu
STORED

#查看
get yukey
VALUE yukey 0 4
test

get yukey1
VALUE yukey1 0 2
yu

#改
set yukey 0 60 5
test1
STORED
get leekey
VALUE yukey 0 5
test1
END
add yukey1 0 60 4
test

#删除
delete yukey
DELETED
get yukey
END

get leekey1
VALUE leekey1 0 4
long

#清空
flush_all
OK
get leekey1
END

六、session 共享服务器

6.1 msm 介绍

msm（memcached session manager）提供将Tomcat的session保持到memcached可以实现高可用。

github网站链接: https://github.com/magro/memcached-session-manager

kryo-3.0.3.jar
asm-5.2.jar
objenesis-2.6.jar
reflectasm-1.11.9.jar
minlog-1.3.1.jar
kryo-serializers-0.45.jar
msm-kryo-serializer-2.3.2.jar
memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
spymemcached-2.12.3.jar
memcached-session-manager-2.3.2.jar

t1和m1部署可以在一台主机上，t2和m2部署也可以在同一台。

当新用户发请求到Tomcat1时, Tomcat1生成session返回给用户的同时,也会同时发给memcached2备份。即Tomcat1 session为主session，memcached2 session为备用session，使用memcached相当于备份了一份Session

如果Tomcat1发现memcached2 失败,无法备份Session到memcached2,则将Sessoin备份存放在 memcached1中

6.3 配置过程

下载相关jar包

下载相关jar包,参考下面官方说明的下载链接

https://github.com/magro/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration

修改tomcat配置

[root@tomcat-1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
    <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
        memcachedNodes="n1:172.25.254.115:11211,n2:172.25.254.116:11211"
        failoverNodes="n1"
        requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
        transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />
[root@tomcat-2 tomcat]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
    <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
        memcachedNodes="n1:172.25.254.115:11211,n2:172.25.254.116:11211"
        failoverNodes="n2"
        requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
    />

修改nginx配置

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf

upstream tomcat {
    ip_bash;
    #hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.115:8080;
    server 172.25.254.116:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name www.yu.com;
    root /data/web/html;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat;
    }
}

测试：

1.在两台tomcat都开启的情况下：

http://www.yu.com/test.jsp

2.在n1被停止后继续提交信息看是否可以读取到之前的会话信息