架构设计之Spring-Session的分布式集群会话管理

前言

通常在web开发中，回话管理是很重要的一部分，用于存储与用户相关的一些数据。对于JAVA开发者来说，项目中的session一般由Tomcat或者jetty容器来管理。

特点介绍

尽管使用特定的容器可以很好地实现会话管理，但是独立容器挂掉或者由于其他原因重启会导致用户信息丢失，并且无法支持分布式集群会话管理。

上图举例：

这是一个简单的负载均衡集群架构模型，后端三台Tomcat服务，假设每台服务都使用自己的会话管理，而集群策略是基于加权轮询的方式实现。试想一下，用户是不是永远无法登陆系统？

当然，你可能会想，我可以使用基于IP_hash的方式实现负载均衡嘛。但是如果地区分布相对单一，产生的hash值分布可能也不会太均匀，那就起不到负载均衡的作用了。

一般来说，有两种解决方案，session复制和session统一管理。对于session复制，简单的几台还是可以的，但是如果上百台甚至上千台就要考虑复制成本问题了。

对于统一session管理可以是关系型数据库，比如MySql(基本不用，考虑到效率问题)；非关系型数据库 redis，memcache等等。

解决方案

• 基于Tomcat的会话插件实现tomcat-redis-session-manager 和tomcat-memcache-session-manager，会话统一由NoSql管理。对于项目本身来说，无须改动代码，只需要简单的配置Tomcat的server.xml就可以解决问题。但是插件太依赖于容器，并且对于Tomcat各个版本的支持不是特别的好

• 重写Tomcat的session管理，代码耦合度高，不利于维护。

• 使用开源的session管理框架，比如spring_session，既不需要修改Tomcat配置，又无须重写代码，只需要配置相应的参数即可。

功能实现

下面，主要是基于spring_session实现的分布式集群会话管理案例。

项目需要使用到spring_Mvc4.2.5,spring_session-1.2.2和redis-3.2.8（需要自行安装redis服务）。

下载相关JAR包：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.sessiongroupId>
    <artifactId>spring-session-data-redisartifactId>
    <version>1.2.2.RELEASEversion>
dependency>

spring-mvc.xml

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.0.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-4.0.xsd">
    <description>Spring MVC Configurationdescription>
    
    <context:property-placeholder ignore-unresolvable="true" location="classpath:config.properties" />
    
    <context:component-scan base-package="com.itstyle.web" use-default-filters="false">
        <context:include-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
    context:component-scan>
    <mvc:annotation-driven/>
     
    <bean class="org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.AnnotationMethodHandlerAdapter">  
      <property name="messageConverters">     
         <list>     
             <bean class = "org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter">     
                <property name = "supportedMediaTypes">  
                      <list>  
                          <value>text/html;charset=UTF-8value>
                     list>     
                property>     
             bean>     
         list>     
      property>   
    bean>  
    
    <bean id="contentNegotiationManager" class="org.springframework.web.accept.ContentNegotiationManagerFactoryBean">
        <property name="mediaTypes" >
            <map> 
                <entry key="xml" value="application/xml"/> 
                <entry key="json" value="application/json"/> 
            map>
        property>
        <property name="ignoreAcceptHeader" value="true"/>
        <property name="favorPathExtension" value="true"/>
    bean>
    
    <bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
        <property name="prefix" value="${web.view.prefix}"/>
        <property name="suffix" value="${web.view.suffix}"/>
    bean>
    
    <mvc:default-servlet-handler />
    
    <mvc:resources mapping="/static/**" location="/static/" />
    
    <mvc:view-controller path="/" view-name="redirect:${web.view.login}"/>
beans>

config.properties

//============================#
//===== System settings ======#
//============================#
产品信息设置
productName=科帮网  srping session
copyrightYear=2017
version=V1.0.0
//分页配置
page.pageSize=10
//索引页路径
web.view.index=/index
//登陆页面
web.view.login=/login
//视图文件存放路径
web.view.prefix=/WEB-INF/views/
web.view.suffix=.jsp
//静态文件后缀
web.staticFile=.css,.js,.png,.jpg,.gif,.jpeg,.bmp,.ico,.swf,.psd,.htc,.htm,.html,.crx,.xpi,.exe,.ipa,.apk

spring-redis.xml

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd" default-autowire="byName" default-lazy-init="true">
        
        <context:property-placeholder location="classpath:redis.properties" />
        
        <bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig"/>
        <bean id="jedisConnectionFactory"
            class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
            <property name="hostName" value="${redis.host}" />
            <property name="port" value="${redis.port}" />
            <property name="password" value="${redis.password}" />
            <property name="timeout" value="${redis.timeout}" />
            <property name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig" />
            <property name="usePool" value="true" />
        bean>
        <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate">
            <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory" />
        bean>
        
        <context:annotation-config/>
        <bean id="redisHttpSessionConfiguration" class="org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.RedisHttpSessionConfiguration">
            <property name="maxInactiveIntervalInSeconds" value="1800" />
        bean>
beans>

redis.properties

redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.password=123456
redis.maxIdle=100 
redis.maxActive=300 
redis.maxWait=1000 
redis.testOnBorrow=true 
redis.timeout=100000

web.xml

<web-app id="WebApp_ID" version="2.4" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd">
    <display-name>spring_sessiondisplay-name>
    <context-param>
        <param-name>contextConfigLocationparam-name>
        <param-value>classpath:spring-redis.xmlparam-value>
    context-param>
    
    <filter>
       <filter-name>springSessionRepositoryFilterfilter-name>
       <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxyfilter-class>
    filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>springSessionRepositoryFilterfilter-name>
        <url-pattern>/*url-pattern>
    filter-mapping>
    <listener>
        <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListenerlistener-class>
    listener>
    <filter>
        <filter-name>encodingFilterfilter-name>
        <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilterfilter-class>
        <init-param>
            <param-name>encodingparam-name>
            <param-value>UTF-8param-value>
        init-param>
        <init-param>
            <param-name>forceEncodingparam-name>
            <param-value>trueparam-value>
        init-param>
    filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>encodingFilterfilter-name>
        <url-pattern>/*url-pattern>
    filter-mapping>
    <servlet>
        <servlet-name>springServletservlet-name>
        <servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServletservlet-class>
        <init-param>
            <param-name>contextConfigLocationparam-name>
            <param-value>classpath*:/spring-mvc*.xmlparam-value>
        init-param>
        <load-on-startup>1load-on-startup>
    servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>springServletservlet-name>
        <url-pattern>/url-pattern>
    servlet-mapping>
    <welcome-file-list>
      <welcome-file>loginwelcome-file>
    welcome-file-list>
web-app>

测试功能

最后，启动项目访问http://localhost:8080/spring_session/login

登录redis服务，执行以下命令：

1. KEYS *

注意，对比sessionId是一致的。