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。