利用Nginx+Tomcat+Memcached组建Web服务器负载均衡

1 起因

最近对新开发的web系统进行了压力测试，发现tomcat默认配置下压到600人的并发登录首页响应速度就有比较严重的影响，一轮出现2000多个的500和502错误。我把登录的时间统计做了一下，把服务器处理总时间打印出来，看了一下发现有个别响应确实在20秒，但平均时间和lr测试出来的还是相差很远。所以可以断定不是程序处理处理花费了这么多时间，由于在局域网测试，所以也可以排除网络问题。这就把问题圈定在tomcat的请求响应能力上了。先把tomcat线程数提升到1000，发现500和502的报错降到几十个，但是响应时间上还没什么提高。后来启动了2个tomcat，用nginx做负载均衡，响应时间下降了40%，两个tomcat的处理时长都保持在1秒左右。

看来tomcat性能确实是系统的一个瓶颈，很有必要假设多个服务器来加强响应能力。之前由于只是测试登录，多个tomcat还不用共享session，但真正使用时是必须要能一起工作的。现记录一下负载均衡的安装配置过程。

2 解决方案的选择

多个tomcat要一起协同工作有几种办法，可以考虑的方案有以下几个：

1. 使用tomcat自带的cluster方式，多个tomcat见自动实时复制session信息，配置起来很简单。但这个方案的效率比较低，在大并发下表现并不好。

2. 利用nginx的基于访问ip的hash路由策略，保证访问的ip始终被路由到同一个tomcat上，这个配置更简单。但是我们的应用很可能是某一个局域网大量用户同时登录，这样负载均衡就没什么作用了。

3. 利用memcached把多个tomcat的session集中管理，这是最直接的解决方案，但是操作起来也最为复杂。

我们的系统既要求性能，又要比较好的利用上负载均衡，所以第3个方案是首选。接下来就是安装搭建之路了。

3 安装配置

3.1 memcached的安装

1）先下载libevent-1.4.14b-stable.tar.gz和memcached-1.4.7.tar.gz的源码包，前者是后者的依赖包，就是一个事件驱动的包。

2）安装非常顺利，还是经典的那几个编译安装命令：

1. tar zxvf libevent-1.4.14b-stable.tar.gz 
2. cd libevent-1.4.14b-stable 
3. ./configure --prefix=/usr/local/libevent-1.4.14b 
4. make 
5. make install 
6.  
7. tar zxvf memcached-1.4.7.tar.gz 
8. cd memcached-1.4.7 
9. ./configure --prefix=/usr/local/memcached-1.4.7 --with-libevent=/usr/local/libevent-1.4.14b/ 
10. make 
11. make install 

3）启动memcached：

./bin/memcached -d -m 256 -u root -p 11211 -c 1024 -P /tmp/memcached.pid

3.2 memcached-session-manager配置

让tomcat调用memcached来存储session早就是一个很成熟的解决方案了，开源的msm就可以解决这个问题。比较折腾的就是要用到的jar包，官方文档说的也比较含糊，我这里用的是kryo的序列化方案，所以用到的包多一些，分别是：

kryo-1.03.jar

kryo-serializers-0.8.jar

memcached-2.5.jar（我在官方看最新已经到2.7了，但是msm官方说用2.5，可能新包没测试过，特别是2.6版本changelog里面提到api有调整，还是不要乱升的好）

memcached-session-manager-1.5.1.jar

memcached-session-manager-tc7-1.5.1.jar

minlog-1.2.jar

msm-kryo-serializer-1.5.1.jar

reflectasm-0.9.jar

以上这些包都放在$CATALINA_HOME/lib目录下。

另外提一下，官方给出的4种序列化方案，其中kryo是效率最高的，具体比较看http://code.google.com/p/memcached-session-manager/wiki/SerializationStrategies。

接下来是修改tomcat的配置文件$CATALINA_HOME/conf/context.xml，调整成新的session存储方式。配置文件中加入以下内容：

1.     <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager" 
2.       memcachedNodes="n1:127.0.0.1:11211" 
3.       sticky="false" 
4.       lockingMode="auto" 
5.       sessionBackupAsync="false"   
6.       sessionBackupTimeout="1000"  
7.       transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory" 
8.       />