集群服务器Session同步及一种基于Memcached的session同步

Posted 2020-08-09

1 Session的集群管理

事实上，网站总是有状态的。每一个登录信息、用户信息常常被存储在session内部。而当一个网站被部署在不止一台服务器的时候，就会遇到session同步的问题。事实上即使一个很小的网站，也要至少有两台服务器互为备份，分单流量是必须得，更重要的是无缝切流量升级。为了保证服务的不间断又要进行网站的维护升级，切流量是最简单的。那么如何保证切流量的时候session也会跟着同步过去呢？在集群环境下，大致有以下几种手段

1.1 Session复制

这是一种在早期应用系统中使用较多的服务器session管理方式。应用服务器开启Web容器的session的复制功能，在集群中的几台服务器之间同步session对象，这样一台服务器宕机不会导致session数据丢失。即每一台服务器都持有集群中所有的session，每次访问仅从本机获取就可以了。其工作形式如下所示：

从session复制的几条线就可以看出，这种方式仅适用用小型集群。当服务集群规模很大时，集群服务器间的复制就需要大量的通讯，占用大量网络资源，甚至会出现内存不够的情况

 

1.2 Session绑定

Session绑定可以利用负载均衡的源地址Hash算法实现，负载均衡服务器总是将来自同一个IP地址的访问分发到同一台服务器上。这样整个会话期间，用户所有的请求都来自一台服务器，保证了Session总是从这台服务器获取。其工作形式如下图所示

但是这样的系统显然不符合我们对系统的需求。如果一台服务器宕机，那么其处理的所有请求Session会话全部丢失，用户因为切换服务器后没有Session而导致无法完成业务。

1.3 利用Cookie记录Session

这种管理方式将Session记录在客户端，每次请求服务器的时候，将Session放在请求中发送给服务器，服务器处理完成后再将修改后的Session响应给客户端。

利用Cookie记录当然也有缺点，比如Cookie大小限制，能记录的信息也有限，因为很多时候我们在Session中储存的也并非String类型的记录。每次请求都需要传输Cookie，影响性能；另外如果用户关闭Cookie功能就不能用了。但是这种方式因此高可用性、支持服务器的线性伸缩，许多网站都在使用这种方式。我的学校网站也应用了这种技术。

1.4 Session服务器

如果有这样一个服务器，可用性高、伸缩性好、性能也不错，对信息大小又没有限制，那它就是Session服务器。利用独立部署的Session服务器统一管理Session，应用服务器每次读写Session时，都访问Session服务器。其工作形式如下所示。

这种方式实际上是将应用服务器的状态分离，分为无状态的应用服务器和有状态的Session服务器，然后针对这两种服务器的不同特性分别设计其架构。

对于有状态的Session服务器，一种比较简单的方式是利用分布式缓存、数据库等。

 

2 基于Memcached的Session同步实现

2.1 系统结构

本人利用Memcached集群简单实现了Tomcat Session的同步管理。首先贴出系统的结构图

 

 

系统环境中所有服务器都是CentOS6.5的环境

系统中有两台内存较大的服务器安装了Memcached服务，作为Session集群

两台服务器分别部署了Tomcat8作为应用服务器

一个服务器部署了Apache2.4作为负载均衡服务器

2.2 原理

这种基于Memcached的Session管理（memcached-session-manager 简称SMS），利用的是Tomcat对Request跟踪。Request到来时，从memcached中获取对应的session，request结束时，将tomcat中的session更新至memcached服务器。目前支持sticky和no-sticky模式：

• sticky模式：tomcat中的session作为主session，memcached中的为备份session。发生request时，首先检查容器是否发生变化，发生变化则从memcached加载Session到本地，否则不加载，直到request请求结束。

• Non-sticky模式：memcached1为主session服务，memcached2为备份session，tomcat中的session为备份session。Request请求到来时，从memcached 2加载备session 到 tomcat，（当容器中还是没有session 则从memcached1加载主 session 到 tomcat， 这种情况是只有一个memcached节点，或者有memcached1 出错时），Request请求结束时，将tomcat session更新至 主memcached1和备memcached2，并且清除tomcat session 。以达到主备同步之目的。

 

2.3 配置

本人采用的kryo序列化的方式

（1）修改两台tomcat服务器的conf目录下 context.xml文件，n1,n2为两台memcached服务器的地址和端口号

 

[html] view plain copy

 

1. <Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"  
2.       memcachedNodes="n1:172.20.201.191:50120 n2:172.18.124.5:50120"     
3.    lockingMode="auto"  
4.    sticky="false"   
5.    requestUriIgnorePattern= ".*\.(png|gif|jpg|css|js)$"      
6.    sessionBackupAsync= "false"     
7.    sessionBackupTimeout= "100"      
8.    copyCollectionsForSerialization="true"     
9.    transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"      
10.        />  

（2）将需要的jar包放在tomcat的lib目录下 需要的jar包如下:

 

asm-4.0

kryo-1.04(必须是这个版本 )

kryo-serializers-0.11（必须是这个版本）

memcached-session-manager-1.8.3

memcached-session-manager-tc8-1.8.3（与tomcat版本对应）

minlog-none-1.2

msm-kryo-serializer-1.8.3

reflectasm-1.07

spymemcached-2.10.3

 

然后启动tomcat服务器就可以了，

注：在配置以上两步之前，需要保证的时候apache服务器已经可以负载均衡tomcat两台服务器。

2.4 验证

 

（1）访问Apache服务器地址，负载到其中一台服务器

 

（2）停止掉被负载到的这台服务器，刷新页面，可以看到服务器已经切换，但sessionId没有变化。已实现Session同步功能。