搭建 Tomcat 集群【Nginx 负载均衡】

当我们想要提高后端服务器的并发性能，可以通过分配更多的资源给 Tomcat 服务器，但是这只能提高一部分的性能。因为每台 Tomcat 的服务器是有最大连接数为 200.所以即可拥有无穷无尽的内存，也会因为单台 Tomcat 的原因而无法发挥这些资源的最大价值。

所以我们就使用多台 Tomcat 来解决这个问题。然后使用 Nginx 负载均衡来将请求转发到后端服务器。

首先你得先有 Nginx 的安装包，这里我就不演示这个下载安装的过程了。你可以在这个页面选择你想要下载的 nginx 版本：nginx: download

然后就是对我们的代码进行打包，我们的项目是 Maven 项目，所以打包起来会很简单，并且是 SpringBoot 项目，所以打包结果就是 jar 包，可以在 Windows 的控制台中使用 java -jar xx.jar 来启动项目即可，因为 SpringBoot 项目在打包时会将 Tomcat 服务器也打包进去。

普通的 Java 项目则是打包成 war 包，然后放在 Tomcat 的 webapps 目录下来部署的。

1. 打包项目

这里示例项目是 SpringBoot 项目，所以部署起来非常的简单。

首先在 Maven 的生命周期中选择 package，它会生成一个 target 目录，然后你可以直接使用 java -jar xxx.jar 来运行这个 jar 包。

比如这个项目的端口是 9090，由于我们的服务器都是在本地搭建的，所以我们会设置不同的端口，比如端口设置为 9090，9091 这两个端口。

不过使用 java -jar xxx.jar 你可能会遇到下面的这个问题，因为我们 IDEA 中的 JDK 版本与环境变量中的 JDK 版本可能会不一样，下面的这个就是 IDEA 使用的是 Java 11，然后环境变量中的使用的是 Java 8。总的来说就是环境变量的 JDK 版本太低了，使用 Java 11 为妥。

下面的是报错信息：

org.springframework.beans.factory.CannotLoadBeanClassException: Error loading class [com.example.dao.UserDAO] for bean with name ‘userDAO’ defined in URL [jar:file:/E:/tomcat-cluster/apis-1.0.0.jar!/BOOT-INF/lib/mapper-1.0.0.jar!/com/example/dao/UserDAO.class]: problem with class file or dependent class; nested exception is java.lang.UnsupportedClassVersionError: com/example/dao/UserDAO has been compiled by a more recent version of the Java Runtime (class file version 55.0), this version of the Java Runtime only recognizes class file versions up to 52.0

这个的意思是说当前电脑的 Java 版本太低（52.0 -> Java8，55.0 -> Java11），电脑中的 Java 为版本 8。

如果还有其他的报错就自行解决吧，比如常见的端口被占异常。

2. Nginx 负载均衡

在启动了 Tomcat 服务器之后，我们需要在 Nginx 的配置文件进行配置。

配置如下：

http {upstream tomcat {server localhost:9090;server localhost:9091;}server {listen 8080location / {proxy_pass http://tomcat;}}
}

配置完成之后，然后双击 nginx.exe 就可以了。当然以上是一些基本的配置。

最后我们在本地浏览器访问 localhost:8080 就可以了，nginx 会将请求分配到两个 Tomcat 的其中一个。这个我们不需要关心。

3. Nginx 负载均衡策略

Nginx 常见的负载均衡有四种，当然还有第三方的负载均衡策略，这里我们就只介绍 Nginx 自带的均衡策略。

• 轮询（默认使用）
• weight（权重）
• ip_hash（客户端 IP 哈希）
• least_conn（最少连接）

3.1. 轮询

这是 Nginx 默认的负载均衡策略，通常我们也不会去设置其他的负载均衡策略，因为这些设置主要由业务场景来决定。

轮询就是将客户端的请求依次发送给后端服务器，比如下面的配置就是 9090 和 9091 交替处理请求。

upstream tomcat {server localhost:9090;server localhost:9091;
}

它还有其他的参数，这里也介绍一下：

• max_fails：设置服务器在 fail_timeout 时间内的最大失败次数，如果向该服务器发送的请求在 fail_timeout 时间内失败了三次，就将该服务器设置为已宕机，最大宕机时间则需要设置 fail_time 参数。
• fail_timeout：失败超时时间，与 fail_fails 一起使用。
• fail_time：服务器最大宕机时长，默认为 10s，fail_time 之后 nginx 会去确认服务器是否可用。
• backup：该参数代表该服务器为备用机，当主服务器宕机时，备用机就会接收请求。
• down：该参数设置服务器为永久宕机。

比如下面的配置，

upstream tomcat {# fail_timeout 时间内最大失败次数为 3，最大宕机时长为 100sserver localhost:9090 max_fails=3 fail_timeout=20 fail_time=100;server localhost:9091 backup;server localhostL9092 down;
}

3.2. weight（权重）

这种设置方式主要是根据服务器的资源多少来具体地分配请求，需要手动指定。

upstream tomcat {server localhost:9090;# 权重为 2，将会收到更多的请求，按照轮询来讲就是 1:2:1 的分配server localhost:9091 weight=2;server localhostL9092;
}

• 权重默认值为 1，权重数字越大被分配到的请求也会越多。
• 可以结合 轮询、 ip_hash 和 least_conn 来使用。

3.3. ip_hash（客户端 IP 哈希）

根据客户端 IP 的哈希值来转发请求。这样可以保证一个客户端只会请求一台服务器，可以保证 session 的一致性。

upstream tomcat {# 加上这一个配置即可，非常简单！ip_hash;server localhost:9090;server localhost:9091;server localhostL9092;
}

3.4. least_conn（最少连接）

当请求处理时间不一导致有些服务器处于繁忙、有些处于空闲时，使用该配置可以更好地解决这个问题。它会根据服务器正在处理请求的数量来分配请求，将请求分配给那些比较空闲的服务器。

upstream tomcat {# 加上这一个配置即可，非常简单！least_conn;server localhost:9090;server localhost:9091;server localhostL9092;
}