terracotta 集群

Terracotta是一款由美国Terracotta公司开发的著名开源Java集群平台。它在JVM与Java应用之间实现了一个专门处理集群功能的抽象层，以其特有的增量检测、智能定向传送、分布式协作、服务器镜像、分片等技术，允许用户在不改变现有系统代码的情况下实现单机Java应用向集群话应用的无缝迁移。使得用户可以专注于商业逻辑的开发，由Terracotta负责实现高性能、高可用性、高稳定性的企业级Java集群。

 

Terracotta是如何实现集群的。

 

测试代码编写

我们首先写一个demo，该demo在没有terracotta的环境下执行一次，看看结果
我们首先先写一个简单的多线程代码（我们这个例子制定共享TerracottaDemo类的demo对象，它包含的count和yale对象也就随之被整个集群共享了）：

 

package yale.terracotta.demo;

public class TerracottaDemo implements Runnable {
    private static TerracottaDemo demo = new TerracottaDemo();
    private Object yale = new Object();
    private int count = 0;

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            synchronized (yale) {
                count++;
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count:"
                        + count);
            }
            try {
                Thread.sleep((int) (1000 + Math.random()));
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(demo).start();
        new Thread(demo).start();
    }
}

 

  该class文件存放在：

 

 

 执行，开启不同的进程进行执行，看看结果：

 

 

上述执行环境是在win下，通过以上的执行情况我们可以看出，正常情况下各个进程调用各自JVM中的对象，并没有任何的共享

 

下载、安装
下载Terracotta，下载前需要注册帐号才能进行下载：
http://terracotta.org/：

 

从上面的信息中，我们可以看到，注册成功后进行邮件验证，验证成功后点 击网站”open source”后，可以对其产品Ehcache、Quartz、BigMemory下载，我们下载terracotta (目前最高版本: terracotta-3.6.2.tar.gz、terracotta-ee-3.6.2-installer.jar)后：
安装方法一：解压相应的tar文件到相应的目录即可(Linux版本)即可
安装方法二：通过java –jar terracotta-ee-3.6.2-installer.jar
其实解压后的文件夹中，包含了相应的ehcache、quartz的相关产品

Terracotta Server配置方式
1、 单机，无持久化：服务器把集群要管理的数据保存在内存中，当数据量大于服务器可用内存的时候，会发生内存溢出错误。这种模式一般只在开发中使用；
2、 单 机，持久化：服务器把集群要管理的数据保存在硬盘中，利用服务器上的内存作为缓存，以提高常用数据的访问速度。当数据量大于服务器可用内存的时候，服务器 会把不常用数据从内存中移除，这样就不会发生内存溢出问题。当服务器宕机，然后被从新启动以后，硬盘中的数据被从新激活，这样集群中共享的数据不会丢失。 这种配置提供了一定的灾难恢复（Fail over）的能力，但是还是无法做到高可用性（HA）；
3、 双机或者多机镜像 （mirroring）：一般由两台或者多台物理服务器互为镜像。其中一台作为主服务器支持集群运行。其它备用服务器只是对数据做镜像，并且监视主服务器 的状态。当主服务器发生故障宕机的时候，其中一台备用服务器自动升级为主服务器，接管整个集群的支撑工作。这样一来整个集群还继续正常运行，不会受任何影 响。这种配置可以实现高可用性。一般对于这种配置模式，我们还把服务器数据配置为持久化模式，但是如果内存数量不是问题，用户也可以选择非持久化；
4、 服务器阵列分片模式（Server Array Striping）：这是Terracotta FX系列产品独有的高端企业级特性，它主要用于提高集群性能。当 集群中数据量和数据访问频率太高的时候，可以配置多台服务器，分别负责一部分集群数据的服务。比如集群共享数据达到1G个对象，如果用5台服务器做分片， 每一台服务器可以负责2千万个对象。这样就实现了Terracotta服务器的负载均衡。这种数据分片的策略，也就是说哪个数据对象保存在哪个服务器上， 对开发人员和实施维护人员是完全透明的。当服务器吞吐量不能满足要求的时候，用户可以考虑修改代码，对共享数据和应用系统中的数据访问算法进行优化；也可 以简单地增加阵列分片服务器数量。后者往往是性价比比较高的方式。用户还可以考虑让两台服务器互为镜像，让多个镜像再组合成阵列分片。这样每个镜像做到高 可用性，多个镜像在一起，实现集群性能的提高；

配置Terracotta集群
环 境的准备工作(这次我们在linux下进行，3台服务器上进行，主节点服务器(192.168.2.11)，子节点（192.168.2.11、 192.168.2.21、192.168.2.221），现在我们把这个代码打jar包后放在下面配置的集群上，让多个JVM共同访问一个计数器)
1、 创建tc-config.xml文件，存放到terracotta根目录下（可以通过config-samples文件夹下的tc-config-express-reference.xml文件进行修改），该文件是描述client节点在TC Server中行为的唯一信息，也是我们的程序作为Terracotta Client节点添加时主要的内容（为了能够让任何节点都在不修改的情况下都能成为主节点，我在配置文件中配置了一些冗余的信息，以及在每个节点都建立了相同的文件夹）：
每个节点都有红框中的文件夹

配置文件（一个完整的tx-config.xml文件，附带有文件属性说明，每个节点内容都一样，创建好后，可以直接拷贝到其他节点）：

 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<tc:tc-config xmlns:tc="http://www.terracotta.org/config"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.terracotta.org/schema/terracotta-6.xsd">
    <!-- # 配置TERRACOTTA CLUSTER的优化属性，可以放在这里，也可以放在TC.PROPERTIES文件中，TERRACOTTA依以下次序读取属性配置
        # 1、安装JAR # 2、本XML文件的tc-config节 # 3、tc.properties文件 # 4、系统属性定义 -->
    <tc-properties>
        <!--
            <property name="l1.cachemanager.percentageToEvict" value="10"/>
            <property name="l1.cachemanager.sleepInterval" value="3000"/>
            <property name="l1.cachemanager.criticalThreshold" value="90"/>
            <property name="l1.cachemanager.threshold" value="70"/>
            <property name="l1.cachemanager.monitorOldGenOnly" value="true"/>
        -->
        <property name="l2.nha.dirtydb.autoDelete" value="true" />
        <property name="l1.cachemanager.enabled" value="true" />
        <property name="logging.maxLogFileSize" value="1024" />
    </tc-properties>
    <!-- SYSTEM这一节记录一些影响Terracotta全局的数据 -->
    <system>
        <!--default:development can setup "production" -->
        <configuration-model>development</configuration-model>
    </system>
    <!--
        Servers节点内，用来指定Servers Array里所有服务器，TC Server通过子节点<dso-port>来配置服务监听端口为9510,
        使TC client与DSO模式协同工作
    -->
    <servers>
        <server host="192.168.2.11" name="oraclerac1"
            bind="192.168.2.11">
            <!--当配置以持久方式（persistent）保存数据时候的数据存放地址-->
            <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
            <!--日志存放地址-->
            <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
            <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
            <!--供客户端调用的端口-->
            <dso-port>9510</dso-port>
            <!--供jmx调用的端口-->
            <jmx-port>9520</jmx-port>
            <!--server间的监听端口-->
            <l2-group-port>9530</l2-group-port>
            <!--
                一个空的<authentication/>代表使用JAVA默认的JMX认证方式，需要修改：$JAVA_HOME/jre/lib/management/jmxremote.password
                增加一行 用户 密码 #
                $JAVA_HOME/jre/lib/management/jmxremote.access，
                增加一行 用户 readwrite # 同时要执行 #
                1、chmod 500 jmxremote.password
                2、chown <启动TC-SERVER的用户>
                jmxremote.password
            -->
            <authentication />
            <!--
                # 定义terracotta http server 访问用户管理文件名，文件格式为 # username: password [,rolename ...]
                # rolename目前只有statistics，允许收集统计数据
                <http-authentication> <user-realm-file>/usr/java/terracotta/realm.properties</user-realm-file>
                </http-authentication> -->
            <dso>
                <!--
                    定义在server 启动后多少秒内，可以连接？
                -->
                <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
                <!--
                    定义DSO对象的持久性保存方式 # temporary-swap-only-方式只临时使用下磁盘，比permanent-store方式要快些
                    # permanent-store-方式只有变化立即写入磁盘，更有利于SERVER异常后的数据恢复。
                    # 默认为temporary-swap-only方式
                -->
                <persistence>
                    <mode>permanent-store</mode>
                </persistence>
                <garbage-collection>
                    <!--
                        配置分布式JVM垃圾的回收方式,true代表自动回收，false模式下只有在'run-dgc'脚本被调用的情况才回收
                    -->
                    <enabled>true</enabled>
                    <!-- 配置为TRUE在分布式垃圾回收的时候是否写额外信息到日志中，有利于系统优化 -->
                    <verbose>false</verbose>
                    <!-- 分布式垃圾回收时间间隔，单位秒 -->
                    <interval>3600</interval>
                </garbage-collection>
            </dso>
        </server>
        <server host="192.168.2.21" name="oraclerac2">
            <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
            <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
            <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
            <dso-port>9510</dso-port>
            <jmx-port>9520</jmx-port>
            <l2-group-port>9530</l2-group-port>
            <authentication />
            <dso>
                <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
                <persistence>
                    <mode>permanent-store</mode>
                </persistence>
                <garbage-collection>
                    <enabled>true</enabled>
                    <verbose>false</verbose>
                    <interval>3600</interval>
                </garbage-collection>
            </dso>
        </server>
        <server host="192.168.2.221" name="dataguard">
            <data>/usr/java/terracotta/server-data</data>
            <logs>/usr/java/terracotta/server-logs</logs>
            <index>/usr/java/terracotta/server-index</index>
            <dso-port>9510</dso-port>
            <jmx-port>9520</jmx-port>
            <l2-group-port>9530</l2-group-port>
            <authentication />
            <dso>
                <client-reconnect-window>120</client-reconnect-window>
                <persistence>
                    <mode>permanent-store</mode>
                </persistence>
                <garbage-collection>
                    <enabled>true</enabled>
                    <verbose>false</verbose>
                    <interval>3600</interval>
                </garbage-collection>
            </dso>
        </server>
        <ha>
            <!--下面的mode我们选用了networked-active-passive方式， 表示DSO数据是存放在不同的TC Serer上的，
                数据的同步通过 网络数据来交换完成，该模式下的active和passive实际上是通过 状态检查和投票产生的，
                而另外一种方式disk-based-active-passive表示 TC serers的DSO数据是存放在同一个存储设备上的，
                不同的TC serers 通过网络文件系统等方式在配置文件的<data>属性中被引用,该模式下的active和
                passive是通过disk lock来完成的
            -->
            <mode>networked-active-passive</mode>
            <networked-active-passive>
                <!--心跳检查间隔，单位秒-->
                <election-time>5</election-time>
            </networked-active-passive>
        </ha>
        <update-check>
            <!--运行时候是否进行Terracotta版本检查，会连接Terracotta.org-->
            <enabled>true</enabled>
            <!--检查间隔天数，默认为7-->
            <period-days>10</period-days>
        </update-check>
    </servers>
    <!--设置影响所有连接到系统的client-->
    <clients>
        <!--告诉dso把TC client的日志放在哪里,可以使用参数 %h代表hostname， %i代表IP地址，
            默认为启动client的目录的相对目录，也可以使用绝对路径-->
        <logs>/usr/java/terracotta/client-logs/pojo/%i</logs>
    </clients>
    <application>
        <dso>
            <!-- 定义那些class应该有terracotta来构建，即应该在jvm进行cluster和共享,可以通过定义包含（include）及 排除
                （exclude）两种方式来配置
            -->
            <instrumented-classes>
                <!--添加自定义的对象/类被共享，但是这个类中有的字段是被描述成"transient"的，还是应该 保持"transient"字段应有的特性，
                    通过设置<honor-transient>为'true'，已经声明成"transient"的 字段他们的状态和值不会在不同应用的实例间可用，只有本地的
                    应用实例可以创建，读，写这些字段， 如果应用程序有对其依赖的包，此处还需进行添加
                -->
                <include>
                    <class-expression>
                        yale.terracotta.demo.TerracottaDemo
                    </class-expression>
                    <!--如果设置为false，那么所有标示为临时对象（transient）的类都要求使用terracotta来构建-->
                    <honor-transient>true</honor-transient>
                    <!-- 定义在装载类时候要执行的动作： 如果是java类方法，使用method,注意method不能有参数，调用脚本，
                        使用execute 如果配置了onload，那么method和execute 2者必须配置一种
                        <on-load><method></method></on-load>
                    -->
                </include>
            </instrumented-classes>
            <!--
                列出临时属性field，即不需要在cluster、shared的属性列表
                <transient-fields> <field-name>xx.yy.zz</field-name>
                <field-name>xx.yy.zz</field-name> </transient-fields>
            -->
            <!-- 告知DSO哪些应用在你的web容器中使用DSO，对于session内共享对象是否使用auto-lock模式自动进行管理，
                可以通过设置session-locking值来决定，如果设置为false，就不进行auto-lock自动模式管理，而是需要应用进行控制，
                但无论哪种模式，通过HttpSession对象进行操作，比如setAttribute(), setMaxInactiveInterval()仍然自动会锁
                <web-applications>
                <web-application>yale_app</web-application>
                <web-application session-locking="false">yale_app1</web-application>
                </web-applications>
            -->
            <roots>
                <root>
                    <!--变为全局变量-->
                    <field-name>
                        yale.terracotta.demo.TerracottaDemo.demo
                    </field-name>
                    <!--
                        <root-name></root-name>
                        <distributed-methods>
                        <method-expression></method-expression>
                        </distributed-methods>
                        使这些字段“transient”，这样这些值就只能在本地上是可用的
                        <transient-fields>
                        <field-name></field-name>
                        </transient-fields>
                    -->
                </root>
            </roots>
            <!--
                分布式方法调用，当某个method在一个JVM被调用后，整个cluster下jvm都调用此method,常用于事件监听
                <distributed-methods> 设置为false，那么只有在method归属对象在jvm已经创建，method才被调用，默认为true
                <method-expression run-on-all-nodes="false">xx.yy.zz</method-expression>
                </distributed-methods>
            -->
            <!--
                可以通过将应用放在同一应用组中来共享class，但必须将应用放在不同Terracotta节点中， 比如放在不同web server实例中，
                目前Terracotta不支持在同一节点中共享不同应用的class 同时可以通过named-classloader指定class 装载类
                <app-groups>
                <app-group name="petstore-group">
                <web-application>yale_app</web-application>
                <web-application>yale_app1</web-application>
                <named-classloader>Standard.system</named-classloader>
                </app-group>
                </app-groups>
            -->
            <!-- 默认为TURE,启用 mutations方式来影射共享对象 <dso-reflection-enabled>true</dso-reflection-enabled> -->
            <!-- 本节用于设置自定义的锁，锁可以分为自动锁（autolock）和命名锁（named-lock） # 锁的级别可以分为：
                # 1、写锁write # 2、同步写锁synchronous-write # 3、读锁read # 4、并发锁 concurrent # 其中并发锁一定要小心使用，
                并发允许同时写一个对象。 -->
            <locks>
                <!-- 对一个已经声明为共享的对象进行操作，告诉DSO，当调用这些对象的时候，
                    假设给它加上 了一把持久的锁。 autolock锁可以将你期望的方法，通过java的同步机制（block和method）来进行管理，
                    对于没有定义为synchronized的对象，需要设置auto-synchronized=true，比如<autolock auto-synchronized=true> name-lock
                    完全依赖于java的synchronization机制，可以对锁进行命名以方便管理 例子中给TerracottaDemo.run()方法定义了自动锁（autolock）。
                    他告诉Teraccotta当这个方法对共享的数据加锁的时候（TerracottaDemo.yale对象是共享的），使得这个锁在整个集群范围内生效。
                    这样一来集群中任何一个线程锁住这个对象的时候，其它任何线程都要等这个锁解除 后才能访问被保护的数据（TerracottaDemo.count）。
                    这样计数器的访问也就在整个集群中得到了保护
                -->
                <autolock>
                    <method-expression>
                        void yale.terracotta.demo.TerracottaDemo.run()
                    </method-expression>
                    <lock-level>write</lock-level>
                </autolock>
            </locks>
        </dso>
    </application>
</tc:tc-config>

 

 2、 拷贝tc-config.xml(上面已经存在该文件了)文件到各个linux服务器上（存放在terracotta根目录下）
 3、 把上面的线程的代码例子打成jar包，拷贝到各个linux服务器上（存放在terracotta根目录下）

 

 

 

主节点操作以下命令（192.168.2.11）：
进入到$TC_HOME/bin目录，执行start-tc-server.sh，未执行参数-f<tc-config.xml>启动时，启动程序会使用tc.jar包里自带的默认配置文件’com/tc/config/schema/setup/default-config.xml’：

 

我们不采用上面的启动方式，我们启动指定的配置文件:

我们可以看到terracotta server已经启动成功

 

 

 

 

 

 

子节点操作以下命令（192.168.2.11、192.168.2.2192.168.2.221）：
我们依次启动3个子节点服务器后，可以看到控制台打印的结果（控制台显示客户端已经成功连接到服务器192.168.2.11:9510，我们可以看到计数器仍然在累加，在全局范围内共享）：

 

 

可见计数器已经在集群中被3个Java程序实例所共享。每个程序有两个线程访问计数器。这样整个集群中实际上有6个线程在同时累加计数器, 从上面可以看到，整个Java代码没有作任何改动。只是增加了一个tc-config.xml文件，从tc-config.xml文件中的配置内容可以看 出，terracotta还是做了很多的工作的，而且已经比较完善，其实不管它是结合自己的产品ehcache、quartz进行整合，还是结合 apache下的相关产品进行整合，terracotta可以整合的产品较多，因此我们也没有必要一个一个去搭建，它们的整合过程只是在配置的方式上有所 不同，其实我们在深入了解它的原理后在进行其他产品的整合，其实都是一个简单的过程。