apache+tomcat+mysql 的负载平衡和集群技术

公司开发了一个网站，估计最高在线人数是3万，并发人数最多100人。开发的网站是否能否承受这个压力，如何确保网站的负荷没有问题，经过研究决定如下：
（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/connectors-doc/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>