Linux环境下Tomcat如何实现负载均衡 - 问答

Linux下实现Tomcat负载均衡的实用方案

一、架构与方案选型

常见做法是在前端放置反向代理/负载均衡器，后端运行多个 Tomcat 实例，实现流量分发与高可用。主流方案包括：
- Nginx + HTTP 反向代理：配置简单、性能高，适合大多数 Web 场景。
- Apache HTTP Server + mod_jk：通过 AJP 1.3 与 Tomcat 通信，传统企业常用，支持细粒度负载与状态控制。
- Apache HTTP Server + mod_proxy_ajp / mod_proxy_http：无需额外模块编译，使用灵活。
连接与性能要点：
- HTTP 直连延迟低、通用性强；AJP 面向 Tomcat 优化，通常在集群场景更高效。
- 若一台机器运行多个 Tomcat，注意 AJP/HTTP 端口不能冲突，并为各实例设置不同的 jvmRoute（用于粘性会话）。

二、方案一 Nginx HTTP 反向代理

安装与启动（以 CentOS 为例）：
- 安装：sudo yum install -y epel-release && sudo yum install -y nginx
- 启动：sudo systemctl start nginx && sudo systemctl enable nginx

负载均衡配置示例（/etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/default.conf）：

在 http 段定义 upstream，在 server 段反向代理并透传关键请求头：

http {
  upstream tomcat_servers {
    server 192.168.1.11:8080;
    server 192.168.1.12:8080;
    server 192.168.1.13:8080;
  }

  server {
    listen 80;
    server_name your.domain;

    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;
    }
  }
}

验证与热更新：
- 检查语法：sudo nginx -t
- 热加载：sudo nginx -s reload
- 访问前端地址，确认请求被分发到不同 Tomcat 实例。

三、方案二 Apache HTTP Server + mod_jk（AJP）

安装与模块启用：

安装：sudo yum install -y httpd

编译并安装 mod_jk（Tomcat Connectors）：

wget https://archive.apache.org/dist/tomcat/tomcat-connectors/jk/tomcat-connectors-1.2.49-src.tar.gz
tar -zxvf tomcat-connectors-1.2.49-src.tar.gz
cd tomcat-connectors-1.2.49-src/native
./configure --with-apxs=/usr/sbin/apxs
make && sudo make install

核心配置：

加载模块与基础参数（/etc/httpd/conf/httpd.conf）：

LoadModule jk_module modules/mod_jk.so
JkWorkersFile /etc/httpd/conf/workers.properties
JkLogFile /var/log/httpd/mod_jk.log
JkLogLevel info
JkLogStampFormat "[%a %b %d %H:%M:%S %Y]"
JkOptions +ForwardKeySize +ForwardURICompat -ForwardDirectories
JkRequestLogFormat "%w %V %T"

定义后端与负载均衡（/etc/httpd/conf/workers.properties）：

worker.list=loadbalancer

worker.tomcat1.type=ajp13
worker.tomcat1.host=192.168.1.11
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.lbfactor=1

worker.tomcat2.type=ajp13
worker.tomcat2.host=192.168.1.12
worker.tomcat2.port=8009
worker.tomcat2.lbfactor=1

worker.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.balanced_workers=tomcat1,tomcat2
worker.loadbalancer.sticky_session=1
worker.loadbalancer.sticky_session_force=0

虚拟主机路由（/etc/httpd/conf/httpd.conf 或 included vhost）：

<VirtualHost *:80>
  ServerName your.domain
  JkMount /app/* loadbalancer
  JkMount /app loadbalancer
</VirtualHost>

生效与验证：
- 重启：sudo systemctl restart httpd
- 访问应用路径，确认 mod_jk 已分发请求到后端 AJP 8009 端口。

四、会话保持与集群

粘性会话（避免用户请求在实例间跳变）：
- Nginx：使用 ip_hash 或基于 cookie 的会话保持（如 nginx-sticky-module，第三方模块）。
- Apache + mod_jk：在 workers.properties 中启用 sticky_session=1。
会话复制（跨实例共享会话，提升容错）：
- 在每个 Tomcat 的 server.xml 的 Engine 或 Host 下加入：
```
<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
```
- 在应用的 META-INF/context.xml 或全局 context.xml 中启用会话管理器（示例使用 DeltaManager）：
```
<Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
         expireSessionsOnShutdown="false"
         notifyListenersOnReplication="true"/>
<ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
```
- 注意：会话复制会带来一定网络与序列化开销，按业务对一致性与性能的要求权衡开启。

五、部署与运维要点

端口与实例隔离：同机多实例需确保 HTTP 8080 与 AJP 8009 端口不冲突；必要时调整 server.xml 中的 Connector 端口。
健康检查与优雅下线：
- Nginx：使用 max_fails/fail_timeout、主动 health_check（商业版或第三方模块）。
- Apache/mod_jk：可结合外部探活脚本摘除异常节点，避免向故障实例转发。
日志与排错：
- Nginx：/var/log/nginx/access.log、error.log；关注 5xx、upstream 响应时延。
- Apache/mod_jk：/var/log/httpd/error_log、mod_jk.log；核对 workers.properties 与后端连通性。
- Tomcat：catalina.out、localhost..log；集群通信异常时检查 JGroups/Tribes 相关日志。
安全加固：
- 仅开放必要端口（如 80/443 对外，后端 8080/8009 内网访问）。
- 启用 TLS/HTTPS，设置合适的 proxy_set_header（如 X-Forwarded-*），避免应用误判协议或客户端 IP。

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