Ubuntu下Tomcat如何实现负载均衡

Ubuntu下实现Tomcat负载均衡的实用方案

一、方案总览与选择

常见做法是在前端部署反向代理/负载均衡器，将请求分发到多个 Tomcat 实例。主流选择包括：
- Nginx：配置简洁、性能稳定，适合 HTTP 场景。
- Apache HTTP Server + mod_proxy/mod_proxy_ajp 或 mod_jk：生态成熟，支持 HTTP/AJP 与更细粒度控制。
- HAProxy：专业负载均衡，适合高并发与复杂路由策略。
会话一致性可选方案：
- Sticky Session（会话粘滞）：同一会话固定到一台后端，配置简单，容错性一般。
- Tomcat 集群会话复制：节点间同步 Session，可用性更高，节点多时开销增大。
- 外置 Session 存储（如 Redis）：解耦应用与容器，扩展性强，推荐在微服务/容器化场景使用。

二、方案一 Nginx HTTP 反向代理负载均衡（最简实践）

安装与启动
- 安装 Nginx：sudo apt update && sudo apt install nginx
- 启动与开机自启：sudo systemctl start nginx && sudo systemctl enable nginx
准备多个 Tomcat 实例
- 解压两份 Tomcat 到不同目录（如 /opt/tomcat1、/opt/tomcat2）。
- 修改 conf/server.xml 中的 HTTP Connector 端口，使实例分别监听 8080 与 8081（或不同主机不同端口）。

配置 Nginx 负载均衡

编辑 /etc/nginx/sites-available/loadbalancer（或 /etc/nginx/nginx.conf 的 http 块内）：

upstream tomcat_servers {
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8081;
    # 可选：开启被动健康检查
    # server 192.168.1.101:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    # server 192.168.1.102:8081 max_fails=3 fail_timeout=30s;
}

server {
    listen 80;
    server_name your.domain.com;

    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;
    }
}

启用站点并重启：sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/loadbalancer /etc/nginx/sites-enabled/ && sudo systemctl reload nginx

验证
- 多次访问应用，观察不同 Tomcat 实例日志或返回页面标识，确认分发生效。

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

启用模块
- sudo a2enmod proxy proxy_http proxy_balancer lbmethod_byrequests
- 如需 AJP：sudo a2enmod proxy_ajp

配置 VirtualHost（HTTP 代理示例）

<VirtualHost *:80>
    ServerName your.domain.com

    ProxyRequests Off
    ProxyPass        /  balancer://cluster/
    ProxyPassReverse /  balancer://cluster/

    <Proxy balancer://cluster>
        BalancerMember http://192.168.1.101:8080 route=node1
        BalancerMember http://192.168.1.102:8081 route=node2
        ProxySet lbmethod=byrequests
        # 可选：开启粘性会话
        # ProxySet stickysession=JSESSIONID
    </Proxy>
</VirtualHost>

保存至 /etc/apache2/sites-available/loadbalancer 并启用：sudo a2ensite loadbalancer && sudo systemctl reload apache2

使用 mod_jk（AJP，可选）

安装 tomcat-connectors 并启用 mod_jk，配置 workers.properties：

worker.list=loadbalancer,status
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.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.balance_workers=tomcat1,tomcat2
worker.status.type=status
worker.loadbalancer.sticky_session=1

在 Apache 中加载模块与 JkWorkersFile，并通过 JkMount 挂载应用。

四、会话保持与集群

Sticky Session（会话粘滞）
- Nginx 可用 ip_hash 或在商业版启用主动健康检查与会话保持；Apache 使用 stickysession=JSESSIONID。
- 需在 Tomcat 的 Engine 上设置 jvmRoute（与负载均衡器路由标识一致）：
```
<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="node1">
```

Tomcat 集群会话复制（DeltaManager 示例）

在 server.xml 的 Engine 内加入：

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
         channelSendOptions="8">
  <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
           expireSessionsOnShutdown="false"
           notifyListenersOnReplication="true"/>
  <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
    <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
                address="228.0.0.4" port="45564" frequency="500" dropTime="3000"/>
    <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
               address="auto" port="4000" autoBind="100"
               selectorTimeout="5000" maxThreads="6"/>
    <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">
      <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>
    </Sender>
    <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
    <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatchInterceptor"/>
  </Channel>
  <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=""/>
  <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
</Cluster>

部署的应用 WEB-INF/web.xml 中加入 <distributable/>，告知容器支持分布式会话。

五、健康检查、安全与监控

健康检查与故障转移
- Nginx 可结合 max_fails/fail_timeout 做被动健康检查；Apache 可通过 nofailover 与 BalancerMember 参数控制故障处理策略。
安全加固
- 对外仅暴露 80/443，限制管理端口访问；为 Nginx/Apache 配置 HTTPS/TLS；在云环境配合 安全组/防火墙 仅放行必要来源。
监控与调优
- 建议接入 Prometheus + Grafana 监控请求量、5xx 错误、后端响应时间、连接池等指标；结合业务调整 worker 进程/连接数 与 Tomcat 线程池/连接器 参数。

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