如何利用日志进行Ubuntu Tomcat负载均衡 - 问答

利用日志进行 Ubuntu Tomcat 负载均衡

一架构与日志来源

前端负载均衡器：使用 Apache HTTP Server + mod_proxy_balancer（HTTP）或 mod_jk（AJP）。负载均衡器自身产生访问与错误日志，用于观察请求分发、策略与健康检查。
Tomcat 节点：每个实例输出 catalina.out、localhost..log、localhost_access_log..txt 等。其中访问日志包含客户端 IP、请求时间、方法、URI、状态码、处理时间等，是评估负载均衡效果与定位异常的核心数据源。
集中化分析：将各节点日志统一采集到 ELK（Elasticsearch、Logstash、Kibana）/Graylog，便于跨实例聚合、可视化与告警。

二日志配置与采集

Tomcat 访问日志启用与规范
- 在 server.xml 的 Host 中确保存在 AccessLogValve，并统一格式（便于后续解析与对比）。示例：
```
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"
       directory="logs"
       prefix="localhost_access_log"
       suffix=".txt"
       pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b %D" />
```
  关键字段含义：%h（客户端IP）、%t（时间）、%r（请求行）、%s（状态码）、%b（字节数）、%D（处理时间，毫秒）。
- 日志位置通常为 $CATALINA_HOME/logs/localhost_access_log..txt。
日志轮转与保留
- 使用 cronolog 按日期切割 catalina.out，避免单文件过大：
  1. 安装 cronolog；2) 修改 catalina.sh，将标准输出重定向为：
    “/usr/local/sbin/cronolog ${CATALINA_BASE}/logs/catalina.%Y-%m-%d.out”；3) 重启 Tomcat。

集中采集到 Rsyslog/ELK

Rsyslog 采集 Tomcat 文件示例（/etc/rsyslog.d/tomcat.conf）：

$ModLoad imfile
$InputFilePollInterval 10
$WorkDirectory /var/spool/rsyslog
$PrivDropToGroup adm

$InputFileName /opt/tomcat/logs/catalina.out
$InputFileTag tomcat-catalina
$InputFileStateFile stat-catalina-out
$InputFileSeverity info
$InputFilePersistStateInterval 25000
$InputRunFileMonitor

$InputFileName /opt/tomcat/logs/localhost_access_log.*
$InputFileTag tomcat-access
$InputFileStateFile stat-access
$InputFileSeverity info
$InputFilePersistStateInterval 25000
$InputRunFileMonitor

local7.*    /var/log/tomcat/tomcat.log

之后可由 Logstash 消费并送入 Elasticsearch，在 Kibana 中构建按实例、按接口的负载与错误面板。

三基于日志的负载评估方法

分发均匀性

在 Kibana 或命令行统计各实例的访问计数：

# 按实例统计（假设已通过 tag 或字段区分实例）
grep 'localhost_access_log' /var/log/tomcat/tomcat.log | \
  awk '{ip=$1; gsub(/\./,"_",ip); print ip}' | sort | uniq -c | sort -nr

# 按 URI 统计 TopN
awk '{print $7}' /opt/tomcat/logs/localhost_access_log.* | sort | uniq -c | sort -nr | head

若明显不均，可在负载均衡器调整 lbmethod=byrequests/bybusyness 或调整 loadfactor。

会话粘性与后端路由

使用 mod_proxy_balancer 时开启粘性：

<Proxy balancer://mycluster>
  BalancerMember http://tomcat1:8080 route=tomcat1
  BalancerMember http://tomcat2:8080 route=tomcat2
  ProxySet lbmethod=byrequests stickysession=JSESSIONID|jsessionid
</Proxy>
ProxyPass / balancer://mycluster
ProxyPassReverse / balancer://mycluster

使用 mod_jk 时，Tomcat 的 Engine 需配置 jvmRoute，与 workers.properties 的 route 一致，保证会话粘性与定位。

错误与慢请求定位
- 统计各实例 5xx/4xx 比例与 Top 错误 URI：
```
awk '$9 >= 500 {print $1,$7,$9}' /opt/tomcat/logs/localhost_access_log.* | sort | uniq -c | sort -nr
```
- 以 %D（毫秒）识别慢请求：
```
awk '$NF > 1000 {print $7,$NF}' /opt/tomcat/logs/localhost_access_log.* | sort -k2 -nr | head
```
- 在 catalina.out 中检索 ERROR/Exception/OutOfMemoryError 等关键字，结合时间戳与实例标识定位根因。
健康与后端可达性
- 观察负载均衡器错误日志（如 Apache 的 error.log）中的连接失败、超时、重试等信息，快速判断后端 Tomcat/AJP 是否异常或网络是否抖动。

四快速命令清单

实时查看某实例访问日志并按状态码筛选：

tail -f /opt/tomcat1/logs/localhost_access_log.* | awk '$9 ~ /^[45]/ {print $0}'

统计各实例近 1 万条请求的状态分布：

tail -n 10000 /opt/tomcat*/logs/localhost_access_log.* | awk '{a[$9]++} END {for(k in a) print k,a[k]}'

找出最慢的 10 个 URI（单位毫秒）：

awk '{print $7,$NF}' /opt/tomcat*/logs/localhost_access_log.* | sort -k2 -nr | head

跨实例聚合 Top 错误 URI（需先集中到 ELK 或用 rsyslog 统一 tag）：

grep 'localhost_access_log' /var/log/tomcat/tomcat.log | \
  awk '$9 >= 500 {print $7}' | sort | uniq -c | sort -nr | head

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