如何进行tengine session_sticky_module模块源码分析和使用

发布时间：2021-12-17 16:23:30 作者：柒染
来源：亿速云阅读：218

# 如何进行Tengine Session_sticky_module模块源码分析和使用

## 1. 引言

### 1.1 Tengine简介
Tengine是由淘宝网发起的Web服务器项目，基于Nginx开发并针对大流量网站需求进行了多项优化和功能扩展。作为Nginx的企业级分支，Tengine在保持Nginx高性能的同时，增加了众多实用功能，如动态模块加载、增强的负载均衡算法等。

### 1.2 session_sticky_module模块概述
`session_sticky_module`是Tengine的核心模块之一，主要用于实现基于Cookie的会话保持功能。在负载均衡环境中，该模块可以确保同一客户端的请求被定向到同一台后端服务器，有效解决分布式环境下的会话一致性问题。

### 1.3 本文目标
本文将深入分析`session_sticky_module`的实现原理，详细讲解其编译安装方法、配置使用方式，并通过源码解析揭示其内部工作机制，最后结合实际案例展示其应用场景。

## 2. 模块编译与安装

### 2.1 环境准备
```bash
# 系统要求
CentOS 7+/Ubuntu 18.04+
GCC 4.8+ 
PCRE库
OpenSSL库

# 依赖安装
yum install -y gcc make openssl-devel pcre-devel

2.2 源码获取

wget http://tengine.taobao.org/download/tengine-2.3.3.tar.gz
tar zxvf tengine-2.3.3.tar.gz
cd tengine-2.3.3

2.3 编译配置

默认情况下session_sticky模块不会自动编译，需要显式启用：

./configure --with-http_sticky_module
make && make install

2.4 模块验证

安装完成后检查是否加载成功：

/usr/local/nginx/sbin/nginx -V 2>&1 | grep sticky

3. 配置与使用详解

3.1 基础配置示例

upstream backend {
    sticky;
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

3.2 指令参数解析

指令	默认值	说明
sticky	-	启用会话保持
sticky_name	route	使用的Cookie名称
sticky_expires	浏览器会话结束	Cookie有效期
sticky_domain	-	Cookie作用的域名
sticky_path	/	Cookie作用的路径
sticky_hash_method	md5	哈希算法(md5/sha1)
sticky_no_fallback	off	当目标服务器不可用时是否拒绝请求

3.3 高级配置示例

upstream api_cluster {
    sticky name=api_session path=/api expires=1h domain=.example.com 
           hash=sha1 no_fallback;
    
    server 10.0.0.1:8000 weight=3;
    server 10.0.0.2:8000;
}

4. 源码深度分析

4.1 模块结构概览

ngx_http_sticky_module.c
├── 指令定义(ngx_command_t)
├── 上下文配置(ngx_http_sticky_conf_t)
├── 初始化函数(ngx_http_sticky_init)
├── 请求处理函数(ngx_http_sticky_handler)
└── 哈希计算函数(ngx_http_sticky_hash)

4.2 核心数据结构

typedef struct {
    ngx_flag_t          enable;       /* 是否启用模块 */
    ngx_str_t           name;         /* cookie名称 */
    ngx_str_t           domain;       /* 域名作用域 */
    ngx_str_t           path;         /* 路径作用域 */
    time_t              expires;      /* 过期时间 */
    ngx_uint_t          hash_method;  /* 哈希算法 */
    ngx_flag_t          no_fallback;  /* 是否允许回退 */
} ngx_http_sticky_conf_t;

4.3 请求处理流程

请求拦截阶段：在NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE阶段注册处理函数

Cookie解析：提取请求中的会话标识


ngx_http_parse_multi_header_lines(r, &conf->name, &cookie_value);

服务器选择：通过一致性哈希算法确定目标服务器


hash = ngx_http_sticky_hash(cookie_value.data, cookie_value.len);
peer = peer_data->peers->peer[hash % peer_data->peers->number];

Cookie设置：若首次请求则生成新会话标识


ngx_table_elt_t *cookie = ngx_list_push(&r->headers_out.headers);
cookie->hash = 1;
ngx_str_set(&cookie->key, "Set-Cookie");

4.4 哈希算法实现

模块提供两种哈希算法实现：

static uint32_t 
ngx_http_sticky_md5_hash(u_char *data, size_t len) {
    MD5_CTX ctx;
    uint32_t hash;
    MD5_Init(&ctx);
    MD5_Update(&ctx, data, len);
    MD5_Final((u_char *)&hash, &ctx);
    return hash;
}

5. 性能优化建议

5.1 哈希算法选择

MD5：计算速度快但安全性较低
SHA1：安全性更高但CPU消耗增加约15%

5.2 内存优化

通过共享内存保存会话映射表（需修改源码）：

ngx_shm_zone_t *shm_zone;
shm_zone = ngx_shared_memory_add(cf, &name, size, &ngx_http_sticky_module);

5.3 生产环境配置

sticky name=sid domain=.prod.com path=/ 
       expires=8h hash=sha1 
       no_fallback;

6. 典型应用场景

6.1 电商购物车

upstream cart_service {
    sticky name=CART_ID expires=24h;
    server cart01:8080;
    server cart02:8080;
}

6.2 分布式会话

location /api/auth {
    proxy_pass http://auth_cluster;
    sticky name=JSESSIONID path=/api;
}

6.3 灰度发布控制

map $cookie_gray_group $backend {
    default   "prod_cluster";
    "test"    "test_cluster";
}

upstream prod_cluster {
    server 10.0.1.1:8080;
    server 10.0.1.2:8080;
}

7. 常见问题排查

7.1 Cookie不生效

检查浏览器是否禁用Cookie
验证domain/path配置是否正确
抓包分析HTTP头中的Set-Cookie字段

7.2 负载不均衡

# 监控各服务器连接数
watch -n 1 'netstat -ant | grep 8080 | awk '\''{print $4}'\'' | sort | uniq -c'

7.3 性能瓶颈分析

使用systemtap进行内核级追踪：

probe process("nginx").function("ngx_http_sticky_handler") {
    printf("sticky processing: %s\n", ngx_http_get_uri($r))
}

8. 与同类方案对比

8.1 vs Nginx+ip_hash

特性	session_sticky	ip_hash
客户端识别依据	Cookie	源IP
移动端支持	好	差(NAT问题)
配置灵活性	高	低

8.2 vs 应用层方案

相比Redis共享会话方案： - 优点：实现简单，无额外基础设施依赖 - 缺点：服务器扩容时部分会话会失效

9. 总结与展望

Tengine的session_sticky模块通过精巧的实现解决了负载均衡环境下的会话保持问题。随着HTTP/3的普及，未来可能需要适配QUIC协议的新特性。建议开发者在使用时： 1. 根据业务场景选择合适的哈希算法 2. 合理设置Cookie过期时间 3. 配合健康检查模块使用

附录A：调试符号编译

./configure --with-debug --with-http_sticky_module
make clean && make

附录B：相关资源 - Tengine官方文档：http://tengine.taobao.org - GitHub源码仓库：https://github.com/alibaba/tengine - Nginx模块开发指南 “`