Apache+mod_jk模块代理Tomcat容器

一、背景介绍

        最近在看Tomcat运行架构原理, 正好遇到了AJP协议(Apache JServ Protocol). 顺道来研究下这个AJP协议和具体使用方法.

        百度百科是这么描述AJP协议的:

        AJP（Apache JServ Protocol）是定向包协议。因为性能原因，使用二进制格式来传输可读性文本。WEB服务器通过 TCP连接 和 SERVLET容器连接。

        在开始正文前， 我们先了解下静态网站和动态网站的区别和内容.

       【静态站点】

                用户通过HTTP协议查看服务的一些静态文件资源，例如文本文件、图片文件、声音文件等等，这些静态文件的内容除非人为更新，否则用户查看到的内容都是不变的。 这样也就意味着用户无法和这些文件进行交互.

       【动态站点】

                用户根据界面的操作，提交表单，每个操作得到的结果html内容是动态的。 例如你修改昵称为ABC， 那么等你刷新页面，你的昵称就显示为ABC。下一次更新昵称为456，那么再刷新这个网页内容，昵称又变成了456。  背后的底层原理就是，每次你得到的html内容是动态的，并不是一成不变的静态文件内容。

        说来话长， 只能简单聊一下。 早先Web网站/站点在90年代静态网站已经满足了大部分人的需求，就是发布一些静态内容文件，提供给他人浏览、下载以及文件共享。 但是随着技术的发展，大家发现静态站点有一个弊端就是， 不能和Web站点进行交互。  那也就是意味着管理员给到我们什么内容，我们就只能看到什么内容，不能对这个服务器的一些资源进行操作。人们迫切需要一种动态Web站点需求，使得我们可以和Web服务器进行交互，可以提交数据、也可以查看数据，这样才能更好地发挥Web站点的作用。

        要开发动态站点，那肯定是用编程语言来处理提交的表单数据以及业务逻辑，最后生成结果的html文本内容响应给用户，用户通过浏览器就能看到响应结果页面。 当时已经有的一些开发语言如Java、PHP、Python都想通过Web技术发展自己的影响力以及市场份额。 

        大部分语言都采用了Web服务器+后端动态站点协议的方式来进行开发。 Web服务器只负责对HTTP协议进行负责，负责HTTP协议的解析、响应，其它业务逻辑、HTML内容生成等等这些工作交给后端编程语言来实现， 这样Web服务器、后端服务器的职责都很清晰、独立，两者也不存在强耦合的关系。

        那动态站点后端协议又有哪些呢? 例如 本文要介绍的JavaEE 中，Apache Web服务器制定了AJP协议，用来规范Apache Web服务器和后端Java Sevlet容器的交互规范协议。  再比如PHP则是Nginx使用了CGI/FastGCI协议与其进行交互， 再如Python, Nginx则使用的是大家知道的WSGI协议等等。整体动态站点的运行组件图如下:

    

        所以大家在安装Tomcat的时候是不是发现除了8080有一个HTTP协议的Connector连接器，还会伴随这种一个8009的AJP协议的监听端口.    是不是自己以前没有仔细研究过这个端口到底是干嘛用的?  今天我们就通Apache mod_jk模块(使用AJP协议与Tomcat 的AJP 8009端口服务进行交互，实现Web访问)

二、操作步骤

1、安装Tomcat并且开启AJP监听8009

         我按照的版本是: apache-tomcat-9.0.82， 官网下载压缩包，解压即可, 这个就不赘述步骤了。

         开启conf/server.xml的配置:

secretRequired="false":   

        注意默认这个参数没有，默认值是true， 意味着要和8009这个AJP服务交互，要设置密码, 同时客户端要访问，则需要把密码也带过来。 为了方便我们做测试这个设置为false.  

        刚开始我没设置false, 导致访问Apache一直卡着，也看不到页面，看不到报错信息。最后看tomcat的catalina.out才发现这个问题.

设置的jvmRoute="tomcat1":

        先记住这个点, jvmRoute="tomcat1", 后面配置Apache需要用到.

        在webapps增加了一个demo2的目录，增加一个welcome.jps文件， 这个jps文件就是简单输出:  welcome内容:

   

        最后正常启动Tomcat的bin/startup.sh完成服务的启动.

2、安装apache

yum install httpd httpd-devel  -y

yum install gcc gcc-c++ make -y 

3、 编译生成mod_jk模块

1、下载mod_jk源码压缩包

https://dlcdn.apache.org/tomcat/tomcat-connectors/jk/

2、解压源码文件，进入native

./configure --with-apxs=/usr/bin/apxs

make

  返回上级目录，执行find ./ -name mod_jk.so， 拿到文件路径， 拷贝到:  /etc/httpd/modules/

4、配置apache的配置文件

1、/etc/httpd/conf.d新增mod_jk.conf文件

LoadModule jk_module /etc/httpd/modules/mod_jk.so                     
JkWorkersFile conf/workers.properties                        
JkLogFile /var/log/httpd/mod_jk.log                          
JkLogLevel debug
JkShmFile /var/log/httpd/mod_jk.shm             
JkRequestLogFormat "%w %V %T"
 
JkMount /*.jsp balancer

   2、/etc/httpd/conf新增workers.properties文件

# tomcat1  就是在Tomcat的Engine配置的jvmRoute名称
worker.list=balancer,jk_watcher,tomcat1
 
#tempalte 负载模板配置 , 使用的协议是ajp1.3
worker.template.type=ajp13
#worker全局的重试次数，在apache服务器启动后，会最多尝试若干次连接这些负载均衡服务器，若连接不上则任务down掉
worker.retries=3
 
#balancer 负载配置  
worker.balancer.type=lb
# tomcat1  就是在Tomcat的Engine配置的jvmRoute名称
worker.balancer.balance_workers=tomcat1
worker.balancer.sticky_session=true
 
#tomcat1的配置  
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.host=localhost
worker.tomcat1.reference=worker.template
worker.tomcat1.activation=A
#worker.tomcat1.lbfactor=1

#负载均衡监视器
worker.jk_watcher.type=status
worker.jk_watcher.read_only=false
worker.jk_watcher.mount=/jkStatus

5、启动httpd服务并且访问测试

systemctl start httpd

 Apache 端口是80，所以访问测试的URL可以省略80端口.

测试访问URL:  http://localhost/demo2/welcome.jsp

  

        我们可以看到，Tomcat没有开启8080服务，我们访问Apache服务的80端口+mod_jk模块(使用AJP协议与8009AJP服务进行交互)， 最后访问到了Tomcat的这个jps的响应的HTML内容.

三、总结

        那为什么我们也直接可以通过Tomcat的8080端口就能访问到jsp页面了呢?  说白了就是Tomcat自己内置实现了一个HTTP协议Web服务器功能， 最后解析HTTP协议将数据再传给Servlet容器， 本质上是一样的方式。 只是Tomcat把这个Web服务器实现进行了内置实现。

        还有一个疑问Nginx支持代理AJP协议或者存在其它的协议能和Servlet容器进行交互吗?

        这个目前Nginx是不支持和Servlet容器进行交互的，但是理论上来说，只要你去实现了AJP协议的内容，也可以自己写一个Nginx的模块去做和mod_jk一样的事情。只是这种方式不太主流，生产环境很少看到有人使用Nginx加AJP模块进行交互的， Apache的mod_jk都很少见。

        大部分还是直接使用内置Tomcat的HTTP服务器8080来提供HTTP服务, AJP协议的监听器直接关闭， 如果为了应对集群，那么使用Nginx直接通过HTTP协议再代理到Tomcat的8080.

        大家看到通过Nginx直接再代理到Tomcat的8080HTTP服务器，虽然HTTP协议被重复解析了一次，但是对于运维和排查问题很方便(大家对HTTP协议都相对熟悉，对AJP相对陌生)， 也不在乎这么一点性能损耗。

        同时单台Tomcat本来能支撑的并发数是有限的，所以通过Nginx+Tomcat构成集群水平拓展才能发挥更大的威力， 单台Tomcat再怎么垂直提升单机性能，效果也没集群那么明显。  所以这个AJP的方式只是在本地做的一个实验，让我们了解和加深动态站点的运行原理。

        实际生产环境这个AJP+Apache的方式慎用， 反正我基本上是没看到有人这么用的。  况且Tomcat后面9的版本以上， 默认配置文件把这个AJP的8009端口Connector连接器注释掉了。