Nginx+Tomcat負(fù)載均衡集群詳解

更新時(shí)間：2025年06月04日 10:27:09 作者：YUNYINGXIA

這篇文章主要介紹了Nginx+Tomcat負(fù)載均衡集群,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

一、Tomcat 基礎(chǔ)與單節(jié)點(diǎn)部署

（一）Tomcat 概述

名稱由來(lái)：由 Sun 公司詹姆斯?鄧肯?戴維森開(kāi)發(fā)，后貢獻(xiàn)給 Apache 軟件基金會(huì)。因希望項(xiàng)目以能自我照顧的動(dòng)物命名，最終定名為 “Tomcat”（公貓），其 Logo 也設(shè)計(jì)為公貓形象。早期項(xiàng)目名為 “Catalina”，故安裝后可見(jiàn)許多相關(guān)目錄和文件。

應(yīng)用場(chǎng)景：免費(fèi)開(kāi)源的輕量級(jí) Web 應(yīng)用服務(wù)器，適用于中小型系統(tǒng)及并發(fā)用戶不多的場(chǎng)合，是開(kāi)發(fā)調(diào)試 JSP 程序的首選。雖具備處理 HTML 頁(yè)面功能，但處理靜態(tài) HTML 能力不及 Apache 或 Nginx，通常作為 Servlet 和 JSP 容器運(yùn)行于后端，與前端 Web 服務(wù)器（如 Apache、Nginx）及數(shù)據(jù)庫(kù)配合工作。

（二）單節(jié)點(diǎn)部署案例

1. 案例環(huán)境

主機(jī)：服務(wù)器 Tomcat
IP 地址：192.168.10.101
操作系統(tǒng)：OpenEuler24
應(yīng)用：apache-tomcat-9.0.8

2. 實(shí)施準(zhǔn)備

# 關(guān)閉防火墻
systemctl stop firewalld
setenforce 0

3. 安裝 JDK

JDK（Java Development Kit）是 Java 語(yǔ)言的軟件開(kāi)發(fā)工具包，包含 JVM（Java 虛擬機(jī)），用于解釋 Java 字節(jié)碼，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)性。

JDK 版本需與 Tomcat 兼容，下載對(duì)應(yīng)版本的 JDK 安裝包并安裝。

4. 查看 JDK 安裝情況

java -version

若輸出 Java 版本信息（如 “java version "1.8.0_171"”），則說(shuō)明 JDK 已安裝。

5. 安裝配置 Tomcat

# 解壓Tomcat安裝包
tar xf apache-tomcat-9.0.8.tar.gz
# 移動(dòng)并重命名文件夾
mv apache-tomcat-9.0.8 /usr/local/tomcat9

6. 啟動(dòng) Tomcat

/usr/local/tomcat9/bin/startup.sh

啟動(dòng)后，默認(rèn)監(jiān)聽(tīng) 8080 端口，可通過(guò)以下命令查看端口監(jiān)聽(tīng)情況：

netstat -anpt | grep 8080

7. 訪問(wèn)測(cè)試

在瀏覽器中輸入 “http://192.168.10.101:8080/”，若出現(xiàn) Tomcat 歡迎界面，則表示啟動(dòng)成功。

8. 關(guān)閉 Tomcat

/usr/local/tomcat9/bin/shutdown.sh

（三）Tomcat 目錄與配置文件說(shuō)明

主要目錄：

bin/：存放啟動(dòng)和關(guān)閉 Tomcat 的腳本文件（如 startup.sh、shutdown.sh）。
conf/：存放全局配置文件，重要文件包括 server.xml（主配置文件）、web.xml（Servlet 等配置）、tomcat-users.xml（管理用戶配置）。
lib/：存放 Tomcat 運(yùn)行所需的庫(kù)文件（JAR 包）。
logs/：存放日志文件。
webapps/：主要 Web 發(fā)布目錄，用于部署應(yīng)用程序。
work/：存放 JSP 編譯后生成的 class 文件。

主配置文件 server.xml：

結(jié)構(gòu)組成：由<Server>、<Service>、<Connector/>、<Engine>、<Host>、<Context>等元素構(gòu)成。

關(guān)鍵配置：

端口配置：<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" .../> 用于配置 HTTP 訪問(wèn)端口；<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" .../> 用于配置 AJP 連接器端口，供其他 Web 服務(wù)器代理請(qǐng)求。
虛擬主機(jī)配置：<Host name="localhost"appBase="webapps" ...> 定義虛擬主機(jī)，appBase 指定應(yīng)用程序基礎(chǔ)目錄，可通過(guò)<Context>元素配置具體 Web 應(yīng)用的路徑。

（四）建立 Java Web 站點(diǎn)

創(chuàng)建站點(diǎn)目錄

mkdir -pv /web/webapp1

創(chuàng)建測(cè)試頁(yè)面 index.jsp

vim /web/webapp1/index.jsp

內(nèi)容如下：

<%@page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>
</head>
<body>
<%out.println("動(dòng)態(tài)頁(yè)面1,http://www.test1.com");%>
<div>靜態(tài)頁(yè)面的圖片1</div><br><img src="logo.jpg">
</body>
</html>

修改 server.xml 配置

在<Host>元素中添加<Context>配置，將站點(diǎn)路徑指向 /web/webapp1：

<Context docBase="/web/webapp1" path="" reloadable="true"/>

重啟 Tomcat

/usr/local/tomcat9/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat9/bin/startup.sh

訪問(wèn)測(cè)試

在瀏覽器中輸入 “http://192.168.10.101:8080/”，應(yīng)顯示自定義的 JSP 頁(yè)面內(nèi)容。

二、Nginx+Tomcat 負(fù)載均衡與動(dòng)靜分離群集搭建

（一）案例分析

需求背景：?jiǎn)闻_(tái) Tomcat 存在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，且處理靜態(tài)資源效率低。Nginx 具有高性能、低資源消耗的特點(diǎn)，可作為反向代理和負(fù)載均衡器，與 Tomcat 結(jié)合實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜分離，提升站點(diǎn)性能和可靠性。

拓?fù)浼軜?gòu)：Nginx 作為前端負(fù)載均衡器，負(fù)責(zé)處理靜態(tài)資源請(qǐng)求和分發(fā)動(dòng)態(tài)請(qǐng)求到后端 Tomcat 服務(wù)器（Tomcat1 和 Tomcat2）。

（二）案例環(huán)境

主機(jī)	IP 地址	操作系統(tǒng)	應(yīng)用
Tomcat1 服務(wù)器	192.168.10.101	OpenEuler24	apache-tomcat-9.0.8
Tomcat2 服務(wù)器	192.168.10.102	OpenEuler24	apache-tomcat-9.0.8
Nginx 服務(wù)器	192.168.10.103	OpenEuler24	nginx-1.26.3

（三）Tomcat2 服務(wù)器配置

關(guān)閉防火墻（同 Tomcat1）

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安裝 JDK 和 Tomcat（版本與 Tomcat1 一致）

# 安裝JDK（若未安裝）
# 解壓Tomcat安裝包
tar xf apache-tomcat-9.0.8.tar.gz
# 移動(dòng)并重命名
mv apache-tomcat-9.0.8 /usr/local/tomcat9

創(chuàng)建站點(diǎn)目錄并配置

mkdir -pv /web/webapp1

修改 server.xml 中的<Context>配置，指向 /web/webapp1：

<Context docBase="/web/webapp1" path="" reloadable="true"/>

創(chuàng)建測(cè)試頁(yè)面 index.jsp

vim /web/webapp1/index.jsp

內(nèi)容如下：

<%@page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title>
</head>
<body>
<%out.println("動(dòng)態(tài)頁(yè)面2,http://www.test2.com");%>
<div>動(dòng)態(tài)頁(yè)面的圖片2</div><br><img src="logo.jpg">
</body>
</html>

啟動(dòng) Tomcat2 并測(cè)試

/usr/local/tomcat9/bin/startup.sh

在瀏覽器中輸入 “http://192.168.10.102:8080/”，查看頁(yè)面是否正確顯示。

（四）Nginx 服務(wù)器配置

關(guān)閉防火墻

systemctl stop firewalld
setenforce 0

安裝依賴軟件包

dnf install -y gcc make pcre-devel zlib-devel openssl-devel perl-ExtUtils-MakeMaker

創(chuàng)建 Nginx 用戶

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

解壓并安裝 Nginx

tar zxf nginx-1.26.3.tar.gz
cd nginx-1.26.3
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-pcre
make && make install

配置 nginx.conf

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

在 http {} 塊中添加負(fù)載均衡服務(wù)器列表：

upstream tomcat_server {
    server 192.168.10.101:8080 weight=1;
    server 192.168.10.102:8080 weight=1;
}

在 server {} 塊中配置動(dòng)靜分離規(guī)則：

location ~ \.jsp$ {
    proxy_set_header HOST $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header Client-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_pass http://tomcat_server;
}

location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css|js)$ {
    root /usr/local/nginx/html/img;
    expires 30d;
}

location / {
    root html;
    index index.html index.htm;
}

準(zhǔn)備靜態(tài)圖片

mkdir /usr/local/nginx/html/img
cp /root/logo.jpg /usr/local/nginx/html/img

測(cè)試配置文件

/usr/local/nginx/sbin/nginx -t

啟動(dòng) Nginx 服務(wù)

/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

查看服務(wù)進(jìn)程和端口

ps aux | grep nginx
netstat -anpt | grep nginx

（五）測(cè)試效果

靜態(tài)頁(yè)面測(cè)試：在瀏覽器中輸入 “http://192.168.10.103/”，應(yīng)顯示 Nginx 默認(rèn)的靜態(tài)頁(yè)面。
負(fù)載均衡測(cè)試：在瀏覽器中輸入 “http://192.168.10.103/index.jsp”，不斷刷新頁(yè)面，應(yīng)交替顯示 Tomcat1 和 Tomcat2 的測(cè)試頁(yè)面，表明負(fù)載均衡生效。

三、心得

通過(guò) Nginx 與 Tomcat 的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)靜分離和負(fù)載均衡，提升了 Web 站點(diǎn)的性能、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性。Nginx 高效處理靜態(tài)資源，減輕了 Tomcat 的壓力，使其專注于動(dòng)態(tài)請(qǐng)求處理。這種架構(gòu)是現(xiàn)代 Web 應(yīng)用優(yōu)化的重要實(shí)踐，適用于中小型網(wǎng)站及高并發(fā)場(chǎng)景的初步搭建。在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中，還可進(jìn)一步結(jié)合緩存機(jī)制、安全策略等，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的可靠性和用戶體驗(yàn)。

四、Tomcat 核心組件解析

（一）Server 與 Service

Server

代表整個(gè) Catalina Servlet 容器，是 Tomcat 的頂層容器，負(fù)責(zé)管理所有 Service 組件，監(jiān)聽(tīng)關(guān)閉端口（默認(rèn) 8005），通過(guò)SHUTDOWN命令終止服務(wù)。
配置示例（s2erver.xml）：

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <!-- 包含多個(gè)Service -->
</Server>

Service

是一個(gè)或多個(gè) Connector 與一個(gè) Engine 的組合，負(fù)責(zé)接收請(qǐng)求并將其交給 Engine 處理。
每個(gè) Serv3ice 可定義多個(gè) Connector（如 HTTP 和 AJP 連接器），但只能有一個(gè) Engine：

<Service name="Catalina">
  <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" />
  <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
    <!-- 虛擬主機(jī)配置 -->
  </Engine>
</Service>

（二）Connector：請(qǐng)求入口

功能與類型

監(jiān)聽(tīng)指定端口，接收客戶端請(qǐng)求并轉(zhuǎn)發(fā)給 Engine，同時(shí)將響應(yīng)返回給客戶端。

典型 Co4nnector：

HTTP Connector（端口 8080）：直接處理瀏覽器的 HTTP 請(qǐng)求，協(xié)議為HTTP/1.1，用于動(dòng)態(tài)頁(yè)面訪問(wèn)。
AJ5P Connector（端口 8009）：接收其他 Web 服務(wù)器（如 Nginx）的代理請(qǐng)求，協(xié)議為AJP/1.3，用于動(dòng)靜分離場(chǎng)景。

關(guān)鍵配置參6數(shù)

port：監(jiān)聽(tīng)端口（如 8080）。
protocol：協(xié)議類型（如HTTP/1.1或AJP/1.3）。
connectionTimeout：連接超時(shí)時(shí)間（單位毫秒，默認(rèn) 20000ms）。
redirectPort：HTTPS 請(qǐng)求重定向端口（默認(rèn) 8443）。

（三）Eng1ine 與 Host：請(qǐng)求處理與虛擬主機(jī)

Engine

作為 Service 的核心組件，管理多個(gè)虛擬主機(jī)（Host），負(fù)責(zé)將請(qǐng)求匹配到對(duì)應(yīng)的 Host 處理。
包含一個(gè)默認(rèn)7虛擬主機(jī)，當(dāng)請(qǐng)求無(wú)法匹配任何 Host 時(shí)，由默認(rèn) Host 處理：

<Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
  <Host name="localhost" appBase="webapps">
    <!-- 具體Host配置 -->
  </Host>
</Engine>

Host（虛擬主機(jī)）

對(duì)應(yīng)一個(gè)域名（如localhost），通過(guò)appBase指定 Web 應(yīng)用的基礎(chǔ)目錄（默認(rèn)webapps），可部署多個(gè) Web 應(yīng)用（Context）。
匹配規(guī)則8：根據(jù)請(qǐng)求的域名或 IP 匹配 Host，若無(wú)法匹配則使用 Engine 的默認(rèn) Host。

示例配置：

<Host name="www.test.com" appBase="/data/webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
  <Context path="/app1" docBase="/data/webapps/app1" />
</Host>

unpackWARs：是否自動(dòng)解壓 WAR 包（默認(rèn)true）。
autoDeploy：是否自動(dòng)部署更新的應(yīng)用（默認(rèn)true）。

（四）Context：Web 應(yīng)用容器

功能

代表一個(gè) Web 應(yīng)用，對(duì)應(yīng)一個(gè)目錄或 WAR 包，包含 Servlet、JSP、配置文件等資源。
通過(guò)doc{insert\_element\_8\_}Base指定物理路徑，path指定訪問(wèn)路徑（如path="/app"表示通過(guò)http://host:port/app訪問(wèn)）。

關(guān)鍵配置

reloadable：是否監(jiān)聽(tīng)類文件變化并自動(dòng)重啟（開(kāi)發(fā)環(huán)境可用，生產(chǎn)環(huán)境建議關(guān)閉）。
sessi{insert\_element\_9\_}onTimeout：會(huì)話超時(shí)時(shí)間（分鐘，默認(rèn) 30 分鐘）。
welcome-file-list：歡迎頁(yè)面列表（如index.jsp、index.html）。

（五）組件協(xié)作流程

請(qǐng)求鏈路

客戶端請(qǐng)求 → Connector（接收） → Engine（路由） → Host（匹配虛擬主機(jī)） → Context（處理Web應(yīng)用） → 返回響應(yīng)

示例場(chǎng)景

用戶訪問(wèn)http://www.test.com/app1/index.jsp：

Connector（8080 端口）接收 HTTP 請(qǐng)求。
Engine 根據(jù)域名www.test.com匹配到對(duì)應(yīng)的 Host。
Host 根據(jù)path="/app1"找到對(duì)應(yīng)的 Context，調(diào)用 JSP 引擎編譯并執(zhí)行index.jsp，返回動(dòng)態(tài)內(nèi)容。

五、Nginx 負(fù)載均衡策略與優(yōu)化

（一）負(fù)載均衡策略配置

輪詢（默認(rèn)）

按順序依次將請(qǐng)求分發(fā)到后端服務(wù)器，權(quán)重相同則均勻分配，適用于服務(wù)器性能一致的場(chǎng)景。
配置示例（nginx.conf）：

upstream tomcat_server {
  server 192.168.10.101:8080;
  server 192.168.10.102:8080;
}

權(quán)重輪詢（weight）

通過(guò)weight參數(shù)指定服務(wù)器處理請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)，權(quán)重越高分配概率越大，適用于服務(wù)器性能不均的場(chǎng)景。
配置示例：

upstream tomcat_server {
  server 192.168.10.101:8080 weight=2;  # 處理2倍請(qǐng)求
  server 192.168.10.102:8080 weight=1;
}

IP 哈希（ip_hash）

根據(jù)客戶端 IP 地址生成哈希值，將同一 IP 的請(qǐng)求固定分發(fā)到同一服務(wù)器，用于保持會(huì)話一致性（如未使用 Session 共享時(shí)）。
配置示例：

upstream tomcat_server {
  ip_hash;
  server 192.168.10.101:8080;
  server 192.168.10.102:8080;
}

（二）健康檢查機(jī)制

被動(dòng)檢查（默認(rèn)）

Nginx 默認(rèn)通過(guò)請(qǐng)求響應(yīng)狀態(tài)判斷服務(wù)器是否存活，若返回 5xx 錯(cuò)誤或超時(shí)，則認(rèn)為服務(wù)器故障，自動(dòng)跳過(guò)（故障恢復(fù)后重新加入）。
配置參數(shù)：

upstream tomcat_server {
  server 192.168.10.101:8080 max_fails=2 fail_timeout=30s;
}

max_fails：允許失敗次數(shù)（默認(rèn) 1 次）。
fail_timeout：故障超時(shí)時(shí)間（默認(rèn) 10 秒，期間不再轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求）。

主動(dòng)檢查（第三方模塊）

使用ngx_http_upstream_check_module等模塊，定期向服務(wù)器發(fā)送健康檢查請(qǐng)求（如/health接口），主動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)。
示例配置：

upstream tomcat_server {
  server 192.168.10.101:8080;
  check interval=5000 rise=2 fall=3 timeout=3000 type=http;
  check_http_send "GET /health HTTP/1.0\r\n\r\n";
  check_http_expect_1xx any;
}

（三）動(dòng)靜分離優(yōu)化實(shí)踐

靜態(tài)資源緩存配置

通過(guò)expires指令設(shè)置靜態(tài)資源（如圖片、CSS、JS）的瀏覽器緩存時(shí)間，減少重復(fù)請(qǐng)求。
配置示例：

location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css|js)$ {
  root /usr/local/nginx/html/img;
  expires 30d;  # 緩存30天
  add_header Cache-Control "public";
}

壓縮優(yōu)化

啟用 Gzip 壓縮，減少動(dòng)態(tài)頁(yè)面?zhèn)鬏斄髁浚ㄐ?Tomcat 配合設(shè)置響應(yīng)頭）。
Nginx 配置：

http {
  gzip on;
  gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/html;
  gzip_comp_level 6;  # 壓縮級(jí)別（1-9，默認(rèn)6）
}

防盜鏈配置

通過(guò)valid_referers阻止非法域名引用靜態(tài)資源，保護(hù)圖片、文件等資源。
配置示例：

location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png)$ {
  valid_referers none blocked www.test.com test.com;
  if ($invalid_referer) {
    return 403;
  }
}

六、生產(chǎn)環(huán)境部署注意事項(xiàng)

（一）安全加固

端口與防火墻

僅開(kāi)放必要端口（如 Nginx 的 80/443、Tomcat 的 8080/8009），關(guān)閉其他端口。
使用防火墻（如 Firewalld、UFW）限制 IP 訪問(wèn)，僅允許可信 IP 連接后端 Tomcat。

用戶權(quán)限

Nginx 和 Tomcat 均使用非 root 用戶運(yùn)行（如nginx、tomcat用戶），避免權(quán)限過(guò)高導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。
修改文件權(quán)限，確保配置文件和日志目錄僅可被管理員讀寫：

chown -R nginx:nginx /usr/local/nginx
chown -R tomcat:tomcat /usr/local/tomcat9

HTTPS 配置

為 Nginx 添加 SSL 證書，啟用 HTTPS 加密傳輸，提升數(shù)據(jù)安全性。
配置示例：

server {
  listen 443 ssl;
  server_name www.test.com;
  ssl_certificate /path/to/cert.pem;
  ssl_certificate_key /path/to/key.pem;
  ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
  ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384;
}

（二）性能調(diào)優(yōu)

Nginx worker 進(jìn)程優(yōu)化

worker_processes：設(shè)置為服務(wù)器 CPU 核心數(shù)，充分利用多核性能。
worker_connections：?jiǎn)蝹€(gè)進(jìn)程最大連接數(shù)（需配合ulimit -n調(diào)整系統(tǒng)文件描述符限制）。

worker_processes 4;  # 假設(shè)4核CPU
events {
  worker_connections 10240;
}

Tomcat 線程池調(diào)整

修改 server.xml 中的<Connector>配置，調(diào)整線程池參數(shù)：

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1">
  <Executor name="tomcatExecutor" namePrefix="catalina-exec-"
            maxThreads="200" minSpareThreads="20" maxSpareThreads="50"
            maxQueueSize="100" />
</Connector>

maxThreads：最大工作線程數(shù)（默認(rèn) 200，根據(jù)并發(fā)量調(diào)整）。
maxQueueSize：請(qǐng)求隊(duì)列最大長(zhǎng)度（防止內(nèi)存溢出）。

連接超時(shí)優(yōu)化

縮短 Nginx 和 Tomcat 的超時(shí)時(shí)間，釋放無(wú)效連接：

# Nginx配置
proxy_connect_timeout 5s;
proxy_read_timeout 10s;
proxy_send_timeout 10s;

# Tomcat配置（server.xml）
<Connector port="8080" connectionTimeout="20000" />

（三）監(jiān)控與日志

Nginx 日志配置

開(kāi)啟訪問(wèn)日志和錯(cuò)誤日志，記錄詳細(xì)請(qǐng)求信息以便排查問(wèn)題：

http {
  access_log logs/access.log main;
  error_log logs/error.log error;
  log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                   '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                   '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
}

Tomcat 日志分析

主要日志文件：

catalina.out：控制臺(tái)輸出日志，包含啟動(dòng)信息和錯(cuò)誤堆棧。
localhost_access_log.txt：訪問(wèn)日志，記錄請(qǐng)求路徑、響應(yīng)狀態(tài)等。

配置日志切割9，避免單文件過(guò)大：

# 使用logrotate工具
cat /etc/logrotate.d/tomcat
/usr/local/tomcat9/logs/*.log {
  daily
  rotate 7
  compress
  missingok
  notifempty
}

監(jiān)控工具集成

使用 Prometheus+Grafana 監(jiān)控 Nginx 和 Tomcat 的性能指標(biāo)（如請(qǐng)求量、響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)器負(fù)載）。

Nginx 可通過(guò)ngx_http_stub_status_module暴露狀態(tài)數(shù)據(jù)：

location /nginx_status {
  stub_status on;
  access_log off;
  allow 127.0.0.1;
  deny all;
}

七、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

（一）動(dòng)態(tài)頁(yè)面無(wú)法訪問(wèn)

排查步驟

檢查 Nginx 代理配置：確認(rèn)location ~ \.jsp$規(guī)則是否正確，proxy_pass是否指向負(fù)載均衡組（如http://tomcat_server）。
檢查 To13mcat 服務(wù)狀態(tài)：確保 Tomcat 已啟動(dòng)，端口（8080）監(jiān)聽(tīng)正常，通過(guò)curl http://localhost:8080測(cè)試本地訪問(wèn)。

查看日志：

Nginx 錯(cuò)誤日志（/usr/local/nginx/logs/error.log）是否有代理連接失敗信息。
Tomcat 控制臺(tái)日志（catalina.out）是否有 JSP 編譯錯(cuò)誤或 Servlet 異常。

常見(jiàn)原因

Nginx 與 Tomcat 之間網(wǎng)絡(luò)不通（如防火墻攔截、IP / 端口錯(cuò)誤）。
Tomcat 的server.xml中未正確配置 Context 路徑，導(dǎo)致請(qǐng)求無(wú)法映射到實(shí)際文件。

（二）靜態(tài)資11源加載失敗

排查步驟

檢查 Nginx 路徑配置：確認(rèn)location ~* \.(gif|jpg|png)$中的root路徑是否正確（如/usr/local/nginx/html/img），文件是否存在。
檢查文件14權(quán)限：確保 Nginx 用戶（如nginx）對(duì)靜態(tài)資源目錄有讀取權(quán)限。
測(cè)試直接訪問(wèn)：通過(guò)http://192.168.10.103/img/logo.jpg直接訪問(wèn)圖片，查看是否返回 404 或 403 錯(cuò)誤。

解決方案

修正root或alias路徑，確保與實(shí)際文件路徑一致（root為絕對(duì)路徑，alias為自定義路徑）。

賦予目錄讀權(quán)限：

chmod -R o+r /usr/local/nginx/html/img

（三）負(fù)載均衡未生效

排查步驟

檢查 upstream 配置：確認(rèn)server IP 和端口是否正確，權(quán)重設(shè)置是否合理，是否遺漏ip_hash等策略。
清除瀏覽12器緩存：刷新頁(yè)面時(shí)按Ctrl+F5強(qiáng)制清除緩存，避免瀏覽器緩存導(dǎo)致請(qǐng)求未分發(fā)到后端。
查看請(qǐng)求頭：通過(guò)瀏覽器開(kāi)發(fā)者工具查看X-Forwarded-For頭，確認(rèn)是否包含后端 Tomcat 的 IP 地址。

常見(jiàn)原因

Nginx 配置未重新加載：修改nginx.conf后需執(zhí)行nginx -s reload使配置生效。
后端服務(wù)器故障：某臺(tái) Tomcat 未啟動(dòng)或端口被占用，Nginx 自動(dòng)將其從負(fù)載均衡組中剔除。

八、擴(kuò)展與高可用架構(gòu)

（一）增加 Tomcat 節(jié)點(diǎn)

步驟說(shuō)明

新增 Tomcat 服務(wù)器（如 192.168.10.104），重復(fù) “Tomcat2 服務(wù)器配置” 步驟，確保 JDK 和 Tomcat 版本一致，站點(diǎn)目錄和測(cè)試頁(yè)面配置正確。

修改 Nginx 的upstream配置，添加新節(jié)點(diǎn)：

upstream tomcat_server {
  server 192.168.10.101:8080 weight=1;
  server 192.168.10.102:8080 weight=1;
  server 192.168.10.104:8080 weight=1;  # 新增節(jié)點(diǎn)
}

執(zhí)行nginx -s reload重新加載配置，新節(jié)點(diǎn)即可參與負(fù)載均衡。

Session 共享方案

問(wèn)題背景：負(fù)載均衡場(chǎng)景下，若客戶端請(qǐng)求被分發(fā)到不同 Tomcat 節(jié)點(diǎn)，未共享的 Session 會(huì)導(dǎo)致用戶狀態(tài)丟失。

解決方案：

Tomcat 自帶 Session 復(fù)制：在server.xml的<Engine>或<Host>中配置Cluster元素，實(shí)現(xiàn) Session 在節(jié)點(diǎn)間同步（適用于小規(guī)模集群，但存在性能開(kāi)銷）。

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>

分布式緩存（如 Redis）：使用tomcat-redis-session-manager等插件，將 Session 存儲(chǔ)到 Redis 中，所有 Tomcat 節(jié)點(diǎn)共享緩存數(shù)據(jù)。

# 添加Maven依賴（Tomcat 9為例）
<dependency>
  <groupId>com.orangefunction</groupId>
  <artifactId>tomcat-redis-session-manager</artifactId>
  <version>2.0.3</version>
</dependency>

配置context.xml：

<Context>
  <Manager className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionHandlerValve"/>
  <SessionHandler className="com.orangefunction.tomcat.redissessions.RedisSessionHandler"
                 host="192.168.10.105" port="6379" database="0" />
</Context>

（二）Nginx 高可用（主從 / 集群）

主從模式（Keepalived）

架構(gòu)說(shuō)明：通過(guò) Keepalived 實(shí)現(xiàn) Nginx 主節(jié)點(diǎn)（Master）和備用節(jié)點(diǎn)（Backup），共享虛擬 IP（VIP）。當(dāng)主節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，備用節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接管 VIP，保證服務(wù)不中斷。
配置步驟：

安裝 Keepalived：

dnf install -y keepalived

主節(jié)點(diǎn)配置（/etc/keepalived/keepalived.conf）：

global_defs {
  router_id NGINX_MASTER
}
vrrp_instance VI_1 {
  state MASTER
  interface eth0  # 綁定網(wǎng)卡
  virtual_router_id 51  # 虛擬路由ID（主從一致）
  priority 100       # 主節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)（備用節(jié)點(diǎn)設(shè)為90）
  advert_int 1       # 心跳間隔（秒）
  authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 123456
  }
  virtual_ipaddress {
    192.168.10.200  # 虛擬IP
  }
}

備用節(jié)點(diǎn)配置：除state改為BACKUP、priority降低外，其余與主節(jié)點(diǎn)一致。

健康檢查腳本：在 Keepalived 中配置腳本檢測(cè) Nginx 進(jìn)程，若主節(jié)點(diǎn) Nginx 停止，自動(dòng)切換至備用節(jié)點(diǎn)：

bash

script_check_nginx.sh:
#!/bin/bash
if [ $(ps -C nginx --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
  systemctl stop keepalived
fi

vrrp_script check_nginx {
  script "/etc/keepalived/script_check_nginx.sh"
  interval 2
}

Nginx 集群（多節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡）

架構(gòu)說(shuō)明：部署多個(gè) Nginx 節(jié)點(diǎn)，前端通過(guò) DNS 輪詢或硬件負(fù)載均衡器（如 F5）分發(fā)請(qǐng)求，避免單節(jié)點(diǎn)故障。
適用場(chǎng)景：高并發(fā)場(chǎng)景下，通過(guò)橫向擴(kuò)展 Nginx 節(jié)點(diǎn)提升整體處理能力。

（三）日志集中管理

ELK Stack 方案

組件說(shuō)明：

Elasticsearch：存儲(chǔ)和檢索日志數(shù)據(jù)。
Logstash：收集、過(guò)濾 Nginx 和 Tomcat 日志，并發(fā)送至 Elasticsearch。
Kibana：可視化展示日志統(tǒng)計(jì)信息。

Nginx 日志輸出到 Logstash：

log_format json_log '{"time":"$time_iso8601",'
                    '"remote_addr":"$remote_addr",'
                    '"request":"$request",'
                    '"status":"$status",'
                    '"body_bytes_sent":"$body_bytes_sent",'
                    '"http_referer":"$http_referer",'
                    '"http_user_agent":"$http_user_agent"}';

access_log /usr/local/nginx/logs/access.json json_log;

Logstash 配置：

input {
  file {
    path => "/usr/local/nginx/logs/access.json"
    type => "nginx"
    codec => json_lines
  }
}
output {
  elasticsearch {
    hosts => ["192.168.10.106:9200"]
    index => "nginx-%{+YYYY.MM.dd}"
  }
}

（四）自動(dòng)化部署與監(jiān)控

CI/CD 流程

使用 Jenkins 或 GitLab CI 實(shí)現(xiàn)代碼自動(dòng)構(gòu)建、測(cè)試和部署：

代碼提交至 Git 倉(cāng)庫(kù)后，Jenkins 拉取代碼并編譯 Java 項(xiàng)目。
打包 WAR 包并分發(fā)到所有 Tomcat 節(jié)點(diǎn)的webapps目錄。
觸發(fā) Nginx 重新加載配置，確保新版本應(yīng)用生效。

Prometheus+Grafana 監(jiān)控

采集指標(biāo)：

Nginx：請(qǐng)求量、錯(cuò)誤率、響應(yīng)時(shí)間（通過(guò)stub_status模塊）。
Tomcat：線程池狀態(tài)、內(nèi)存使用、JSP 編譯耗時(shí)（通過(guò) JMX 接口）。

Prometheus 配置：

scrape_configs:
  - job_name: "nginx"
    static_configs:
      - targets: ["192.168.10.103:80"]
  - job_name: "tomcat"
    static_configs:
      - targets: ["192.168.10.101:8009", "192.168.10.102:8009"]  # Tomcat JMX端口

Grafana 儀表盤：展示實(shí)時(shí)請(qǐng)求趨勢(shì)、服務(wù)器負(fù)載、錯(cuò)誤分布等圖表，設(shè)置告警規(guī)則（如請(qǐng)求錯(cuò)誤率超過(guò) 5% 時(shí)發(fā)送通知）。

九、成本優(yōu)化與性能對(duì)比

（一）硬件資源規(guī)劃

組件	最低配置（開(kāi)發(fā)環(huán)境）	推薦配置（生產(chǎn)環(huán)境）
Nginx 服務(wù)器	2 核 CPU，4GB 內(nèi)存，50GB 磁盤	4 核 CPU，8GB 內(nèi)存，100GB SSD
Tomcat 服務(wù)器	2 核 CPU，4GB 內(nèi)存，100GB 磁盤	4-8 核 CPU，16GB 內(nèi)存，200GB SSD
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器	4 核 CPU，8GB 內(nèi)存，200GB 磁盤	8 核 CPU，32GB 內(nèi)存，500GB SSD

（二）性能對(duì)比（壓測(cè)數(shù)據(jù)參考）

場(chǎng)景	單 Tomcat 節(jié)點(diǎn)	Nginx+Tomcat 集群（2 節(jié)點(diǎn)）
靜態(tài)資源請(qǐng)求（RPS）	5000+	10000+
動(dòng)態(tài) JSP 請(qǐng)求（RPS）	800-1000	1500-2000
內(nèi)存占用	800MB-1.2GB	每 Tomcat 節(jié)點(diǎn) 800MB-1.2GB，Nginx 200MB

說(shuō)明：

靜態(tài)資源處理性能提升約 100%，得益于 Nginx 的高效緩存和 IO 模型。
動(dòng)態(tài)請(qǐng)求性能提升約 50%-100%，通過(guò)負(fù)載均衡分?jǐn)倝毫Σp少 Tomcat 的靜態(tài)資源處理開(kāi)銷。

十、總結(jié)與最佳實(shí)踐

（一）核心價(jià)值

動(dòng)靜分離：Nginx 專注靜態(tài)資源處理，Tomcat 專注動(dòng)態(tài)邏輯，提升整體效率。
負(fù)載均衡：通過(guò)多節(jié)點(diǎn) Tomcat 分?jǐn)偭髁?，避免單點(diǎn)故障，提升可用性。
高可擴(kuò)展性：可靈活增加 Nginx 或 Tomcat 節(jié)點(diǎn)，適應(yīng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

（二）最佳實(shí)踐清單

開(kāi)發(fā)階段

啟用 Tomcat 的reloadable=true（僅開(kāi)發(fā)環(huán)境），方便代碼修改后自動(dòng)重啟。

使用 Nginx 的proxy_next_upstream配置，實(shí)現(xiàn)故障節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求重試：

nginx

proxy_next_upstream error timeout http_500;

生產(chǎn)階段

關(guān)閉 Tomcat 的自動(dòng)部署（autoDeploy=false）和 WAR 包解壓（unpackWARs=false），避免未授權(quán)部署。
為 Nginx 和 Tomcat 配置統(tǒng)一的日志格式，便于集中分析（如 JSON 格式日志）。

維護(hù)階段

定期備份 Nginx 和 Tomcat 配置文件（如nginx.conf、server.xml）。
制定應(yīng)急預(yù)案，包含節(jié)點(diǎn)故障切換、數(shù)據(jù)恢復(fù)等流程，定期進(jìn)行容災(zāi)演練。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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Nginx+Tomcat負(fù)載均衡集群詳解

目錄

一、Tomcat 基礎(chǔ)與單節(jié)點(diǎn)部署

（一）Tomcat 概述

（二）單節(jié)點(diǎn)部署案例

1. 案例環(huán)境

2. 實(shí)施準(zhǔn)備

3. 安裝 JDK

4. 查看 JDK 安裝情況

5. 安裝配置 Tomcat

6. 啟動(dòng) Tomcat

7. 訪問(wèn)測(cè)試

8. 關(guān)閉 Tomcat

（三）Tomcat 目錄與配置文件說(shuō)明

（四）建立 Java Web 站點(diǎn)

二、Nginx+Tomcat 負(fù)載均衡與動(dòng)靜分離群集搭建

（一）案例分析

（二）案例環(huán)境

（三）Tomcat2 服務(wù)器配置

（四）Nginx 服務(wù)器配置

（五）測(cè)試效果

三、心得

四、Tomcat 核心組件解析

（一）Server 與 Service

（二）Connector：請(qǐng)求入口

（三）Eng1ine 與 Host：請(qǐng)求處理與虛擬主機(jī)

（四）Context：Web 應(yīng)用容器

（五）組件協(xié)作流程

五、Nginx 負(fù)載均衡策略與優(yōu)化

（一）負(fù)載均衡策略配置

（二）健康檢查機(jī)制

（三）動(dòng)靜分離優(yōu)化實(shí)踐

六、生產(chǎn)環(huán)境部署注意事項(xiàng)

（一）安全加固

（二）性能調(diào)優(yōu)

（三）監(jiān)控與日志

七、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方案

（一）動(dòng)態(tài)頁(yè)面無(wú)法訪問(wèn)

（二）靜態(tài)資11源加載失敗

（三）負(fù)載均衡未生效

八、擴(kuò)展與高可用架構(gòu)

（一）增加 Tomcat 節(jié)點(diǎn)

（二）Nginx 高可用（主從 / 集群）

（三）日志集中管理

（四）自動(dòng)化部署與監(jiān)控

九、成本優(yōu)化與性能對(duì)比

（一）硬件資源規(guī)劃

（二）性能對(duì)比（壓測(cè)數(shù)據(jù)參考）

十、總結(jié)與最佳實(shí)踐

（一）核心價(jià)值

（二）最佳實(shí)踐清單

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三、心得

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八、擴(kuò)展與高可用架構(gòu)

九、成本優(yōu)化與性能對(duì)比