Linux Tomcat如何实现高可用性

Linux Tomcat高可用落地方案

一、总体架构与组件

前端入口层：使用Nginx/HAProxy做反向代理与负载均衡，统一暴露服务端口，隐藏后端实例。
会话层：开启Tomcat内置集群会话复制（DeltaManager），保证节点宕机不丢会话；对跨机房/大规模场景可改用Redis集中会话。
数据层：业务数据使用数据库主从/集群或分布式缓存，避免单点。
入口高可用：在负载均衡器前再加一层Keepalived VIP，消除负载均衡器单点。
监控与告警：接入Prometheus + Grafana等，持续观测吞吐、延迟、错误率与JVM指标。

二、部署步骤

准备环境
- 安装JDK 8+，在多个节点部署相同版本的 Tomcat；建议每个实例使用独立目录与端口。
- 示例：下载解压 Tomcat 9 至**/opt/tomcat**，创建专用系统用户运行。
配置 Tomcat 集群与会话复制
- 在server.xml的Engine内加入：
  - 集群：<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
  - 节点标识：为 Engine 设置唯一jvmRoute（如 server1、server2），便于粘性会话与排障。
- 在context.xml（或应用 context 片段）启用会话复制：
  - 管理器：<Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager" expireSessionsOnShutdown="false" notifyListenersOnReplication="true"/>
  - 监听器：<ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
- 在应用的web.xml中加入：<distributable/>。
配置负载均衡（Nginx 示例）
- 安装 Nginx，配置 upstream 与反向代理：
  - upstream：server 192.168.1.11:8080; server 192.168.1.12:8080;
  - location：设置proxy_pass与头部转发（Host、X-Real-IP、X-Forwarded-For、X-Forwarded-Proto）。
配置入口高可用（Keepalived VIP）
- 两台负载均衡器安装 Keepalived，配置VRRP与virtual_ipaddress（如 192.168.1.100），实现主备自动切换。
启动与验证
- 启动 Tomcat 集群与 Nginx/Keepalived；访问 VIP 验证分发与会话复制。

三、关键配置示例

Tomcat 内置集群片段（server.xml，Engine 内）

<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="server1">
  <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster">
    <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.TcpPingInterceptor"/>
      <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
      <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatch15Interceptor"/>
    </Channel>
    <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve" filter=""/>
    <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
  </Cluster>
</Engine>

Nginx 负载均衡片段（/etc/nginx/conf.d/tomcat.conf）

upstream tomcat_cluster {
    server 192.168.1.11:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.12:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    keepalive 32;
}
server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://tomcat_cluster;
        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;
    }
}

Keepalived 主节点片段（/etc/keepalived/keepalived.conf）

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication { auth_type PASS; auth_pass 42 }
    virtual_ipaddress { 192.168.1.100/24 }
}

应用侧：在WEB-INF/web.xml中加入<distributable/>，确保会话可复制。

四、健康检查与故障转移

负载均衡健康检查
- Nginx：在 upstream 中使用max_fails/fail_timeout实现被动探测；商业版支持主动health_check。
- HAProxy：内置主动健康检查与多种算法（roundrobin、leastconn 等），可按应用特性选择。
入口高可用
- Keepalived VRRP实现秒级主备切换，对外提供稳定VIP。
会话容错
- 开启DeltaManager后，节点失效时请求被转发到健康节点，已复制的会话可继续使用；对写入密集场景建议结合sticky session或改为集中式会话存储（如 Redis）。

五、验证与运维要点

验证清单
- 分发验证：多次刷新页面，观察不同jvmRoute出现在响应或日志中。
- 会话复制：登录后关闭当前节点，刷新应仍保持登录状态。
- 故障转移：停止某实例或拔网线，确认Nginx/HAProxy摘除节点且业务不中断；恢复后自动回归。
- VIP 漂移：停止主 Keepalived，确认VIP漂移到备机。
运维建议
- 统一JDK/Tomcat版本与配置基线；为集群开放必要端口（如8080、4000、45564）。
- 打开访问日志与AccessLogValve，便于审计与排障。
- 接入Prometheus + Grafana监控 JVM、线程、连接、GC、吞吐与错误率，设置告警阈值。

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