企业级WEB应用服务器——TOMCAT

一、WEB技术

1.1、HTTP协议和B/S 结构 

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。

  • 1994年，W3C成立，CSS设计小组所有成员加入W3C，并努力研发CSS的标准，微软最终加入
  • 1996年12月发布CSS 1.0
  • 1998年5月发布CSS 2.0 

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

交互式网页，用户提交了请求，就是想看到查询的结果。服务器响应到来后是一个全新的页面内容，哪 怕URL不变，整个网页都需要重新渲染。 

  • 异步 

传统的网页如果需要更新内容，必需重载整个网页面。Ajax的出现，改变这一切，同时极大的促进了 Javascript的发展。Ajax即"Asynchronous Javascript And XML"（异步 JavaScript 和 XML），是指一种 创建交互式、快速动态网页应用的网页开发技术，最早起源于1998年微软的Outlook Web Access开发团 队。Ajax 通过在后台与服务器进行少量数据交换， 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加 载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。Javascript 通过调用浏览器内置的WEB API中的 XMLHttpRequest 对象实现Ajax 技术。早期Ajax结合数据格式XML，目前更多的使用JSON。利用AJAX可 实现前后端开发的彻底分离，改变了传统的开发模式。

AJAX是一种技术的组合，技术的重新发现，而不是发明，但是它深远的影响了整个WEB开发。 

三、Tomcat的功能介绍

3.1、安装 Tomcat 

与Java耦合性较高，所以需要先安装Java

1.安装java环境

 [root@tomcat1 ~]# yum install java-1.8.0-openjdk -y

2.安装并启动tomcat

[root@tomcat2 ~]# tar zxf apache-tomcat-9.0.93.tar.gz -C /usr/local/
[root@tomcat2 ~]# cd /usr/local/
[root@tomcat2 local]# ls
apache-tomcat-9.0.93  etc    include  lib64    sbin   src
bin                   games  lib      libexec  share
[root@tomcat2 local]# ln -s apache-tomcat-9.0.93 tomcat
[root@tomcat2 local]# cd tomcat/
[root@tomcat2 tomcat]# ls
bin           CONTRIBUTING.md  logs       RELEASE-NOTES  webapps
BUILDING.txt  lib              NOTICE     RUNNING.txt    work
conf          LICENSE          README.md  temp
[root@tomcat2 tomcat]# cd bin/
[root@tomcat2 bin]# ./startup.sh
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:
Tomcat started.

查看端口 

[root@tomcat2 bin]# netstat -antlupe | grep java
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      0          67735      34185/java
tcp6       0      0 127.0.0.1:8005          :::*                    LISTEN      0          67747      34185/java 

3.2、生成tomcat的启动文件

1.生成tomcat的主配置文件

[root@tomcat1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
[root@tomcat1 ~]# cat /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME=/etc/alternatives/jre_openjdk

2.生成启动文件

[root@tomcat1 ~]# useradd -s /sbin/nologin -M tomcat
[root@tomcat1 ~]# chown -R tomcat.tomcat /usr/local/tomcat/


[root@tomcat1 ~]# vim /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@tomcat1 ~]# systemctl daemon-reload
[root@tomcat1 ~]# 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

1、standalone

Tomcat单独运行，直接接受用户的请求，不推荐。

2、单机反向代理

提供了一个Nginx作为反向代理，可以做到静态由nginx提供响应，动态jsp代 理给Tomcat

LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat LAMT：Linux + Apache（Httpd）+ MySQL + Tomcat

3、反向代理多机

前置一台Nginx，给多台Tomcat实例做反向代理和负载均衡调度，Tomcat上部署的纯动态页面更 适合

LNMT：Linux + Nginx + MySQL + Tomcat

4、反向代理多机多级

LNNMT：Linux + Nginx + Nginx + MySQL + Tomcat

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

server {
    listen 80;
    server_name www.timingzpy.org;
    root /data/web/html;
    index index.html;

    location ~ \.jsp$ {
        proxy_pass http://172.25.254.10:8080;

    }
}

 测试：

4.3、实现tomcat中的负载均衡 

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。
  • 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。 

4.3.2、tomcat负载均衡实现

upstream tomcat {
    ip_hash;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}

server {
    listen *:80;
    server_name www.timingzpy.org;
    root /data/web/html;
    index index.html;

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

测试：

源地址hash，不同浏览器会访问到一个后端浏览器上，除非这个down掉。

 为了解决这样的状况，可以对cookie进行hash，保证session不丢失

upstream memcache {
    server 127.0.0.1:11211;
    keepalive 512;
}
upstream tomcat {
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}
server {
    listen *:80;
    server_name www.timingzpy.org;
    root /data/web/html;
    index index.html;

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

测试：

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。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 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@tomcat1 ~]# yum install memcached -y
[root@tomcat1 ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
        PORT="11211"
        USER="memcached"
        MAXCONN="1024"
        CACHESIZE="64"
        OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"

[root@tomcat1 ~]# systemctl enable --now memcached.service
[root@tomcat1 ~]# netstat -antlupe | grep memcached
tcp        0      0 0.0.0.0:11211           0.0.0.0:*               LISTEN                                  980        38395      3903/memcached
tcp6       0      0 ::1:11211               :::*                    LISTEN                                  980        38396      3903/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 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

这个没有客户端，只能通过telnet来连接  

 yum install telnet -y

telnet 172.25.254.10 11211

 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。

项目早期托管在google code,目前在Github

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

支持Tomcat的 6.x、7.x、8.x、9.x

Tomcat的Session管理类，Tomcat版本不同

  • memcached-session-manager-2.3.2.jar
  • memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar

Session数据的序列化、反序列化类

  • 官方推荐kyro
  • 在webapp中WEB-INF/lib/下

驱动类

  • memcached(spymemcached.jar)
  • Redis(jedis.jar)

6.2、安装 

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

配置对端存储 ，session共享，会话保持。

将spymemcached.jar、memcached-session-manage、kyro相关的jar文件都放到Tomcat的lib目录 中，这个目录是 $CATALINA_HOME/lib/ ，对应本次安装就是/usr/local/tomcat/lib。 

[root@tomcat1 jar]# cp *.jar /usr/local/tomcat/lib/

6.3、配置过程  

修改tomcat配置 

这些添加的内容可以在官方网站上找到

[root@tomcat1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml

 [root@tomcat2 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml

修改nginx配置 

 upstream tomcat {
    hash $cookie_JSESSIONID;
    server 172.25.254.10:8080;
    server 172.25.254.20:8080;
}
server {
    listen *:80;
    server_name www.timingzpy.org;
    root /data/web/html;
    index index.html;

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

测试：

现在关闭172.25.254.20 的tomcat服务

这样就配置好了

在一个服务器断的时候，在转接另一服务器后，记录依然存在。

 

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