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详解集群内Session高可用的实现原理

时间:2016-05-22 23:19:29      阅读:373      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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在这个互联网高度发达的时代,许多应用的用户动辄成百上千万,甚至上亿。为了支持海量用户的访问,应用服务器集群这种水平扩展的方式是最常用的。这种情形下,就会涉及到许多单机环境下完全不需要考虑的问题,这其中session的创建、共享和存储是最常见之一。

 

在单机环境中,Session的创建和存储都是由同一个应用服务器实例来完成,而存储也仅是内存中,最多会在正常的停止服务器的时候,把当前活动的Session钝化到本地,再次启动时重新加载。

 

而多个实例之间,Session数据是完全隔离的。而为了实现Session的高可用,多实例间数据共享是必然的,下面我们以Redis 的SessionManager实现多Tomcat实例Session共享的配置为例,我们来梳理下一般session共享的流程:

  1. 添加具体要使用的manager的Jar文件及其依赖

    • redis session manager依赖jedis, commons-pool, commons-pool2

    • 对应版本的redis session manager的jar文件

  2. 在TOMCAT_HOME/conf/context.xml中增加如下配置

<Valve className="com.radiadesign.catalina.session.RedisSessionHandlerValve" />
<Manager className="com.radiadesign.catalina.session.RedisSessionManager"
         host="localhost"   
         port="6379" database="0" 
         maxInactiveInterval="30" />

其中hostport等替换为对应的配置信息

  1. 启动多个Tomcat实例,以自带的examples应用为例进行验证

  2. 访问examples应用的servlets/servlet/SessionExample

  3. 在页面中添加数据到session中,并查看页面上对应的session信息技术分享

  4. 访问另一个实例上相同应用的页面,查看session信息,两者应该是一致的技术分享

  5. 使用redis-cli查看redis中存储的对应数据,相应的sessionId对应的数据已经保存了下来

以上是一个基本的配置过程,而在这些配置与验证的步骤中,第二步是核心逻辑实现。 前面的文章,曾介绍过Tomcat的Valve,在请求处理时,Pipeline中的各个Valve的invoke方法会依次执行。Tomcat的AccessLogValve介绍

此处的session处理,就是以一个自定义Valve的形式进行的。关于Session的文章,前面也写过几篇,会附在结尾处

以下是RedisSessionhandlerValve的invoke方法,我们看,主要是在Valve执行后进行Session的存储或移除。

public void invoke(Request request, Response response) {
    try {
      getNext().invoke(request, response);
    } finally {
      final Session session = request.getSessionInternal(false);
      storeOrRemoveSession(session);
      manager.afterRequest();
    }
  }

而session的保存和移除又是通过manager执行的。 manager.save(session); manager.remove(session);

这里,manager就是前面定义的RedisSessionManager。默认单实例情况下,我们使用的都是StandardManager,对比一下两者,标准的Manager对于session的创建和删除,都会调到其父类ManagerBase中相应的方法,

public void add(Session session) {

        sessions.put(session.getIdInternal(), session);
        int size = getActiveSessions();
        if( size > maxActive ) {
            synchronized(maxActiveUpdateLock) {
                if( size > maxActive ) {
                    maxActive = size;
                }
            }
        }
    }
    
public void remove(Session session, boolean update) {   
if (session.getIdInternal() != null) {
            sessions.remove(session.getIdInternal());
        }
    }   

我们来看,由于其只保存在内存的Map中protected Map<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>(),每个Tomcat实例都对于不同的map,多个实例间无法共享数据。

对应到RedisSessionManager对于session的处理,都是直接操作redis,基本代码是下面这个样:

public void save(Session session) throws IOException {
    Jedis jedis = null;
    Boolean error = true;
    try {
      RedisSession redisSession = (RedisSession) session;

      Boolean sessionIsDirty = redisSession.isDirty();
      redisSession.resetDirtyTracking();
      byte[] binaryId = redisSession.getId().getBytes();

      jedis = acquireConnection();
      if (sessionIsDirty || currentSessionIsPersisted.get() != true) {
        jedis.set(binaryId, serializer.serializeFrom(redisSession));
      }
      currentSessionIsPersisted.set(true);
      jedis.expire(binaryId, getMaxInactiveInterval());
    } }

移除时的操作是这样的

public void remove(Session session, boolean update) {
    Jedis jedis = null;
    Boolean error = true;

    log.trace("Removing session ID : " + session.getId());

    try {
      jedis = acquireConnection();
      jedis.del(session.getId());
      error = false;
    } finally {
      if (jedis != null) {
        returnConnection(jedis, error);
      }
    }
  }

而此时,多个Tomcat实例都读取相同的Redis,session数据是共享的,其它实例的初始请求过来时,由于会执行findSession的操作,此时会从Redis中加载session,

public Session findSession(String id) throws IOException {
    RedisSession session;

    if (id == null) {
      session = null;
      currentSessionIsPersisted.set(false);
    } else if (id.equals(currentSessionId.get())) {
      session = currentSession.get();
    } else {
      session = loadSessionFromRedis(id); // 看这里,会从redis中load

      if (session != null) {
        currentSessionIsPersisted.set(true);
      }
    }

    currentSession.set(session);
    currentSessionId.set(id);

    return session;
  }

从而可以保证在一个实例被切换后,另外的实例可以继续响应同一个session的请求。

以上即为Redis实现session共享高可用的一些关键内容。有兴趣的朋友可以看下通过Memcached实现高可用,也是这个原理。顺着这个思路,如果你有将Session存储在其它地方的需求时,完全可以写一个出来,自己动手,丰衣足食。

总结一下,我们是通过自定义的Valve来实现请求后session的拦截,同时,使用自定义的SessionManager,来满足不同的session创建与存储的需求。而至于是存储在Redis/Memcached中,还是存储在DB中,只是位置的区别。原理,是一致的。

详解集群内Session高可用的实现原理

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原文地址:http://www.cnblogs.com/leetieniu2014/p/5518166.html

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