怎样在Linux上实现Tomcat负载均衡

在 Linux 上实现 Tomcat 负载均衡

一、方案总览与选型

常见做法是在前端部署Nginx / Apache HTTP Server / HAProxy做反向代理与负载均衡，后端运行多个 Tomcat 实例。Nginx 配置简洁、性能出色；Apache 既可用 mod_proxy 也可用 mod_jk 与 Tomcat 通信；HAProxy 在高并发和四层/七层调度上表现稳定。若需要会话保持，可结合 Tomcat 的集群会话复制或使用 Redis/Memcached 做分布式会话共享。

二、方案一 Nginx 反向代理与负载均衡（推荐）

安装
- Ubuntu/Debian：sudo apt update && sudo apt install nginx tomcat9
- CentOS/RHEL：sudo yum install epel-release && sudo yum install nginx

配置 upstream 与反向代理

编辑 /etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/default.conf，示例：

http {
  upstream tomcat_servers {
    server 192.168.1.101:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.102:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    # 可选：ip_hash; 实现会话粘滞
  }
  server {
    listen 80;
    server_name your_domain_or_ip;
    location / {
      proxy_pass http://tomcat_servers;
      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;
    }
  }
}

启动与验证
- 检查语法：sudo nginx -t
- 重启：sudo systemctl restart nginx
- 访问前端地址，确认请求被分发到不同 Tomcat（可在应用页打印 JVM Route 或服务器 IP 进行验证）。

三、方案二 Apache HTTP Server 负载均衡（mod_proxy 与 mod_jk）

使用 mod_proxy（HTTP 代理，配置直观）

启用模块：sudo a2enmod proxy proxy_http

配置虚拟主机（/etc/apache2/sites-available/your-site.conf）：

<VirtualHost *:80>
  ServerName your_domain_or_ip
  ProxyPreserveHost On
  ProxyPass / balancer://tomcatcluster/
  ProxyPassReverse / balancer://tomcatcluster/
  <Proxy balancer://tomcatcluster>
    BalancerMember http://192.168.1.101:8080
    BalancerMember http://192.168.1.102:8080
  </Proxy>
</VirtualHost>

启用站点并重启：sudo a2ensite your-site.conf && sudo systemctl restart apache2

使用 mod_jk（AJP，长连接、成熟稳定）

安装模块：sudo apt install libapache2-mod-jk

配置 workers.properties（/etc/apache2/workers.properties）：

worker.list=lbcontroller
worker.tomcat1.type=ajp13
worker.tomcat1.host=192.168.1.101
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat2.type=ajp13
worker.tomcat2.host=192.168.1.102
worker.tomcat2.port=8009
worker.lbcontroller.type=lb
worker.lbcontroller.balance_workers=tomcat1,tomcat2
worker.lbcontroller.sticky_session=1

在 Apache 配置中加载并挂载：

JkWorkersFile /etc/apache2/workers.properties
JkMount /* lbcontroller

重启 Apache：sudo systemctl restart apache2。

四、会话保持与集群

会话粘滞（Sticky Session）
- Nginx：在 upstream 中使用 ip_hash; 实现基于客户端 IP 的会话粘滞。
- Apache mod_jk：设置 worker.lbcontroller.sticky_session=1 启用粘滞会话。
Tomcat 集群会话复制（无共享存储前提）
- 在 server.xml 的 Engine 或 Host 内加入：
```
<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
```
- 在应用的 META-INF/context.xml 或 conf/context.xml 中启用集群管理器（示例为 DeltaManager）：
```
<Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
         expireSessionsOnShutdown="false"
         notifyListenersOnReplication="true"/>
<ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
```
- 注意：集群复制会增加网络与 CPU 开销，跨机房慎用；建议为集群节点配置一致的 jvmRoute（在 Engine 上）以便日志追踪与粘滞配合。
分布式会话共享（推荐用于弹性扩缩与多活）
- 将会话存入 Redis/Memcached（通过 Spring Session 或 Tomcat 的第三方 Valve/Filter 集成），可显著降低集群耦合、提升故障切换与水平扩展能力。

五、健康检查、验证与运维要点

健康检查与故障隔离
- Nginx：在 upstream 成员上配置 max_fails=3 fail_timeout=30s，自动摘除异常节点；结合主动健康检查（商业版或第三方模块）效果更佳。
- Apache/HAProxy：均可配置 HTTP/HTTPS/TCP 健康检查，确保仅将流量转发至健康实例。
快速验证
- 多次请求前端地址，观察是否按权重分发；在响应中打印 session ID 与 JVM Route 或服务器标识，确认会话粘滞或复制是否生效。
- 使用 curl -I 或浏览器开发者工具查看响应头与后端节点；查看 access.log/error.log 与 catalina.out 排查异常。
安全与优化
- 仅暴露 80/443 给前端负载均衡器，Tomcat 置于内网；启用 TLS/HTTPS；为静态资源设置缓存与压缩；合理设置 worker_processes/worker_connections（Nginx）与 KeepAlive（Tomcat/AJP）。
- 建议接入监控告警（如 Prometheus + Grafana），对 5xx 错误率、响应时延、后端健康状态 进行可视化与阈值告警。

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