服务器群集:apache+tomcat+mysql 负载平衡和集群

(1) 采用负载平衡和集群技术,初步机构采用apache+tomcat的机群技术。
(2) 采用压力测试工具,测试压力。工具是loadrunner。
硬件环境搭建:
为了能够进行压力测试,需要搭建一个环境。刚开始时,测试在公司局域网内进行,但很快发现了一个问题,即一个脚本的压力测试结果每次都不一样,并且差别很大。原来是受公司网络的影响,于是决定搭建一个完全隔离的局域网测试。搭建后的局域网配置如下:
(1) 网络速度:100m
(2) 三台服务器:
负载服务器 :操作系统windows2003,
tomcat服务器:操作系统windows2000 professional
数据库服务器:操作系统windows2000 professional
三台机器的cpu 2.4 g, 内存 1g。
软件环境搭建:
软件的版本如下:
apache 版本:2.054,
tomcat5.0.30,
mysql :4.1.14.
jdk1.5
压力测试工具:loadrunner7.8。

负载平衡方案如下:
一台机器(操作系统2003)安装apache,作为负载服务器,并安装tomcat作为一个worker;一个单独安装tomcat,作为第二个worker;剩下的一台单独作为数据库服务器。
apache和tomcat的负载平衡采用jk1.2.14(没有采用2.0,主要是2.0不再维护了)。
集群方案:
采用tomcat本身的集群方案。在server.xml配置。
压力测试问题:
压力测试后,发现了一些问题,现一一列出来:
(1)采用tocmat集群后,速度变得很慢。因为集群后,要进行session复制,导致速度较慢。tomcatd的复制,目前不支持 application 复制。复制的作用,主要用来容错的,即一台机器有故障后,apache可以把请求自动转发到另外一个机器。在容错和速度的考虑上,我们最终选择速度,去掉了tomcat集群。
(2) 操作系统最大并发用户的限制:
为了采用网站的压力,我们开始的时候,仅测试tomcat的最大负载数。 tomcat服务器安装的操作系统是windows2000 professional。当我们用压力测试工具,并发测试时,发现只要超过15个并发用户,会经常出现无法连接服务器的情况。经过研究,发现是操作系统的问题:windows2000 professional 支持的并发访问用户有限,默认的好像是15个。于是我们把操作系统全部采用windows2003 server版本。
(3) 数据库连接池的问题:
测试数据库连接性能时,发现数据库连接速度很慢。每增加一些用户,连接性能就差了很多。我们采用的数据库连接池是dbcp,默认的初始化为50个,应该不会很慢吧。查询数据库的连接数,发现初始化,只初始化一个连接。并发增加一个用户时,程序就会重新创建一个连接,导致连接很慢。原因就在这里了。如何解决呢?偶尔在jdk1.4下的tomcat5.0.30下执行数据库连接压力测试,发现速度很快,程序创建数据库连接的速度也是很快的。看来jdk1.5的 jdbc驱动程序有问题。于是我们修改 jdk的版本为1.4.

(4) c3p0和dbcp
c3p0是hibernate3.0默认的自带数据库连接池,dbcp是apache开发的数据库连接池。我们对这两种连接池进行压力测试对比,发现在并发300个用户以下时,dbcp比c3p0平均时间快1秒左右。但在并发400个用户时,两者差不多。

速度上虽然dbcp比c3p0快些,但是有bug:当dbcp建立的数据库连接,因为某种原因断掉后,dbcp将不会再重新创建新的连接,导致必须重新启动tomcat才能解决问题。dbcp的bug使我们决定采用c3p0作为数据库连接池。
调整后的方案:
操作系统windows2003 server版本
jdk1.4
tomcat 5.0.30
数据库连接池c3p0
仅采用负载平衡,不采用集群。
软件的配置:
apache配置:主要配置httpd.conf和新增加的文件workers.properties
httpd.conf:
#一个连接的最大请求数量
maxkeepaliverequests 10000
#nt环境,只能配置这个参数来提供性能
<ifmodule mpm_winnt.c>
#每个进程的线程数,最大1920。nt只启动父子两个进程,不能设置启动多个进程
threadsperchild 1900
每个子进程能够处理的最大请求数
maxrequestsperchild 10000
</ifmodule>

# 加载mod_jk
#
loadmodule jk_module modules/mod_jk.so
#
# 配置mod_jk
#
jkworkersfile conf/workers.properties
jklogfile logs/mod_jk.log
jkloglevel info
#请求分发,对jsp文件,.do等动态请求交由tomcat处理
documentroot "c:/apache/htdocs"
jkmount /*.jsp loadbalancer
jkmount /*.do loadbalancer
jkmount /servlet/* loadbalancer
#关掉主机lookup,如果为on,很影响性能,可以有10多秒钟的延迟。
hostnamelookups off
#缓存配置
loadmodule cache_module modules/mod_cache.so
loadmodule disk_cache_module modules/mod_disk_cache.so
loadmodule mem_cache_module modules/mod_mem_cache.so

<ifmodule mod_cache.c>
cacheforcecompletion 100
cachedefaultexpire 3600
cachemaxexpire 86400
cachelastmodifiedfactor 0.1

<ifmodule mod_disk_cache.c>
cacheenable disk /
cacheroot c:/cacheroot
cachesize 327680
cachedirlength 4
cachedirlevels 5
cachegcinterval 4
</ifmodule>
<ifmodule mod_mem_cache.c>
cacheenable mem /
mcachesize 8192
mcachemaxobjectcount 10000
mcacheminobjectsize 1
mcachemaxobjectsize 51200
</ifmodule>
</ifmodule>
worker. properties文件
#
# workers.properties ,可以参考
http://jakarta.apache.org/tomcat ... config/workers.html
# in unix, we use forward slashes:
ps=

# list the workers by name

worker.list=tomcat1, tomcat2, loadbalancer

# ------------------------
# first tomcat server
# ------------------------
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.host=localhost
worker.tomcat1.type=ajp13

# specify the size of the open connection cache.
#worker.tomcat1.cachesize

#
# specifies the load balance factor when used with
# a load balancing worker.
# note:
# ----> lbfactor must be > 0
# ----> low lbfactor means less work done by the worker.
worker.tomcat1.lbfactor=900

# ------------------------
# second tomcat server
# ------------------------
worker.tomcat1.port=8009
worker.tomcat1.host=202.88.8.101
worker.tomcat1.type=ajp13

# specify the size of the open connection cache.
#worker.tomcat1.cachesize

#
# specifies the load balance factor when used with
# a load balancing worker.
# note:
# ----> lbfactor must be > 0
# ----> low lbfactor means less work done by the worker.
worker.tomcat1.lbfactor=2000

# ------------------------
# load balancer worker
# ------------------------

#
# the loadbalancer (type lb) worker performs weighted round-robin
# load balancing with sticky sessions.
# note:
# ----> if a worker dies, the load balancer will check its state
# once in a while. until then all work is redirected to peer
# worker.
worker.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.balanced_workers=tomcat1,tomcat2

#
# end workers.properties
#

tomcat1配置:
<!--配置server.xml
去掉8080端口,即注释掉如下代码:-->
<connector
port="8080" maxthreads="150" minsparethreads="25" maxsparethreads="75"
enablelookups="false" redirectport="8443" acceptcount="100"
debug="0" connectiontimeout="20000"
disableuploadtimeout="true" />

<!--配置8009端口如下:-->
<connector port="8009"
maxthreads="500" minsparethreads="400" maxsparethreads="450"
enablelookups="false" redirectport="8443" debug="0"
protocol="ajp/1.3" />
<!--配置引擎-->
<engine name="catalina" defaulthost="localhost" debug="0" jvmroute="tomcat1">

启动内存配置,开发configure tomcat程序即可配置:
initial memory pool: 200 m
maxinum memory pool:300m
tomcat2配置:
配置和tomcat1差不多,需要改动的地方如下:
<!--配置引擎-->
<engine name="catalina" defaulthost="localhost" debug="0" jvmroute="tomcat2">

启动内存配置,开发configure tomcat程序即可配置:
initial memory pool: 512 m
maxinum memory pool:768m
mysql配置:
server类型:dedicated mysql server machine
database usage:transational database only
并发连接数量:online transaction processing(oltp)
字符集:utf8
数据库连接池的配置:
我们采用的是spring 框架,配置如下:
<property name="hibernateproperties">
<props>
<prop key="hibernate.dialect">org.hibernate.dialect.mysqldialect</prop>
<prop key="hibernate.connection.driver_class">com.mysql.jdbc.driver</prop>
<prop key="hibernate.connection.url">jdbc:mysql://202.88.1.103/db</prop>
<prop key="hibernate.connection.username">sa</prop>
<prop key="hibernate.connection.password"></prop>

<prop key="hibernate.show_sql">false</prop>
<prop key="hibernate.use_sql_comments">false</prop>

<prop key="hibernate.cglib.use_reflection_optimizer">true</prop>
<prop key="hibernate.max_fetch_depth">2</prop>

<prop key="hibernate.c3p0.max_size">200</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.min_size">5</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.timeout">12000</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.max_statements">50</prop>
<prop key="hibernate.c3p0.acquire_increment">1</prop>
</props>
</property>
其他的没有额外配置。
loadrunner 常见问题:
(1)sofeware caused connction:这种情况,一般是脚本有问题,或者loadrunner有问题。解决方法:重新启动机器,或者重新录制脚本,估计是loadrunner的bug。
(2)cannot connect to server:无法连接到服务器。这种情况是服务器的配置有问题,服务器无法承受过多的并发连接了。需要优化服务器的配置,
如操作系统采用windows 2003 server,
优化tomcat配置:maxthreads="500" minsparethreads="400" maxsparethreads="450"。但是tomcat 最多支持500个并发访问
优化apache配置:
threadsperchild 1900
maxrequestsperchild 10000
其他的错误如:
action.c(10): error -27791: server has shut down the connection prematurely
http status-code=503 (service temporarily unavailable)
一般都是由于服务器配置不够好引起的,按照问题(2)处理,如果仍旧不行,需要优化硬件和调整程序了。
apache问题:
(1) file does not exist: c:/apache/htdocs/favicon.ico:
这个问题是apache,htdocs目录没有favicon.ico文件引起的,该文件是网站的图标,仅在firefox,myie等浏览器出现。
(2) 图片无法显示:
配置apache后,却无法显示图片。
解决方法:把程序的图片,按照程序结构copy到apache的htdocs目录下。
(3) 无法处理请求:
当我们输入 ***.do 命令后,apache确返回错误信息,而连接tomcat却没有问题。原因是没有把.do命令转发给tomcat处理。解决方法如下:
在apache配置文件中配置如下内容:
documentroot "c:/apache/htdocs"
jkmount /*.jsp loadbalancer
jkmount /*.do loadbalancer

总结:
网站的压力测试,涉及的知识面挺广的,不仅要熟悉压力测试工具,还要知道如何配置和优化应用服务器和数据库,并且需要知道如何优化网络、操作系统、硬件系统。
测试中不仅要善于发现问题,要知道如何解决。最重要的一点,要有良好的测试方法。刚开始测试时,可以从最简单的测试脚本入手,不需要太复杂的脚本,这样便于发现问题。如我们刚开始时,就从一个简单的下载登陆界面的脚本入手,测试一个tomcat的压力负载。一个简单的获取登陆的脚本,帮助我们优化了 tomcat的配置;后来再测试数据库连接,也是一个简单的数据库连接脚本,帮助我们优化了数据库连接池;然后利用这些简单的脚本,测试apache的负载平衡,优化了apache配置。最后运行复杂的脚本,模拟多种角色的用户在不同时间下的处理,以测试网站压力负载。

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