揭开 J2EE 集群的面纱
WANG YU
WANG YUWANG YU
WANG YU
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目录目录
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1.
前言
前言前言
前言 ...................................................................................................................................................... 4
2.
基本术语
基本术语基本术语
基本术语.................................................................................................................................. 4
2.1.
可扩展性 ......................................................................................................................... 4
2.2.
高可用性 ......................................................................................................................... 4
2.3.
负载均衡 ......................................................................................................................... 5
2.4.
容错 ................................................................................................................................ 5
2.5.
失败转移 ......................................................................................................................... 5
2.6.
幂等方法 ......................................................................................................................... 5
3.
什么是
什么是什么是
什么是 J2EE 集群
集群集群
集群？
？？
？................................................................................................................ 5
4.
WEB 层集群实现
层集群实现层集群实现
层集群实现..................................................................................................................... 8
4.1.
W
EB
层负载均衡 ............................................................................................................. 9
4.2.
HTTP 会话的失败转移 .................................................................................................. 10
4.2.1.
数据库持久方案 ........................................................................................................ 11
4.2.2.
内存复制方案 ........................................................................................................... 12
4.2.3.
Tomcat 的方案：多服务器复制 ................................................................................ 12
4.2.4.
WebLogic, WebSphere, JBoss 的方案：结对服务器（Paired servers）复制......... 13
4.2.5.
IBM 的方案：集中状态服务器 .................................................................................. 15
4.2.6.
Sun 的方案：专用服务器 ......................................................................................... 16
4.2.7.
性能问题................................................................................................................... 16
4.2.7.1.
何时备份会话 ............................................................................................................... 16
4.2.7.2.
备份颗粒度................................................................................................................... 17
4.2.8.
其他的失败转移实现................................................................................................. 18
4.2.8.1.
JRun：使用 JINI .......................................................................................................... 18
4.2.8.2.
Tangosol：分布式缓存 ................................................................................................ 18
5.
JNDI 集群实现
集群实现集群实现
集群实现....................................................................................................................... 19
5.1.
共享全局 JNDI 树.......................................................................................................... 19
5.2.
独立的 JNDI.................................................................................................................. 20
5.3.
中央集中 JNDI .............................................................................................................. 21
5.4.
初始化对 JNDI 服务器的访问........................................................................................ 21
6.
EJB 集群实现
集群实现集群实现
集群实现........................................................................................................................ 21
6.1.
S
MART
S
TUB
.................................................................................................................. 22
6.2.
IIOP 运行库................................................................................................................... 24
6.3.
拦截代理 ....................................................................................................................... 24
6.4.
EJB 的集群支持 ............................................................................................................ 25
6.4.1.
EJBHome Stub 的集群支持 ..................................................................................... 25
6.4.2.
EJBObject Stub 的集群支持..................................................................................... 26
7.
对于
对于对于
对于 JMS 和数据库连接的集群支持
和数据库连接的集群支持和数据库连接的集群支持
和数据库连接的集群支持...................................................................................... 26
8.
关于
关于关于
关于 J2EE 集群的神话
集群的神话集群的神话
集群的神话 .......................................................................................................... 27
8.1.
失败转移能够彻底避免错误
--
否定！ ........................................................................... 27
8.2.
单机应用可以透明的迁移到集群环境
--
否定！............................................................. 28
8.2.1.
HTTP 会话................................................................................................................ 28
8.2.2.
缓存 .......................................................................................................................... 28
8.2.3.
静态变量................................................................................................................... 28
8.2.4.
外部资源................................................................................................................... 29
8.2.5.
特殊的服务 ............................................................................................................... 29
8.3.
分布式结构比单一结构更灵活
–
未必............................................................................ 29
9.
总结
总结总结
总结 ....................................................................................................................................... 32
10.
关于作者
关于作者关于作者
关于作者 ........................................................................................................................... 32
11.
附录
附录附录
附录 A：
：：
：中英文对照表
中英文对照表中英文对照表
中英文对照表...................................................................................................... 32
1. 前言
前言前言
前言
现在有越来越多的关键应用和大型应用是基于 J2EE 来创建的，像银行系统和帐单系统这些关
键应用要求有很高的可用性，而 Google 和 Yahoo 这样的大型应用就需要很好的可扩展性。在如今
这个联系越来越紧密的世界，高可用性和良好的可扩展性的重要性日益突出。例如在 1999 年 6 月
份，eBay 的服务停止了 22 个小时，导致大约 230 万的拍卖被中断，eBay 的股票也随之下降了
9.2 个百分点。
J2EE 集群就是一种能够提供高可用性、可扩展性以及容错性的流行技术。但是由于在 J2EE
规范中没有对集群做出规范，各个 J2EE 厂商就使用不同的方式来实现集群，这样就给系统架构师
和开发人员带来了很多麻烦。下面就是常见的一些问题：
• 为什么带有集群支持的商业 J2EE 服务器产品如此昂贵？（是无集群支持产品的 10 倍）
• 为什么在单机环境下创建的应用在集群环境中无法正常运行？
• 为什么我的应用在集群环境下运行的非常慢，但是在单机模式下却没有这个问题？
• 为什么我的集群应用在向其他厂商的服务器迁移时会失败？
要理解为什么会有这些限制，最好的方法就是研究它的实现，以揭开 J2EE 集群的面纱。
2. 基本术语
基本术语基本术语
基本术语
在我们开始讨论对于集群不同的实现之前，我想，了解一下集群技术的一些基本概念还是很有
意义的。希望本章不单单是告诉你这些概念和设计问题，也同时能够为你勾勒一下不同 J2EE 集群
实现的框架以便于理解。
2.1. 可扩展性
可扩展性可扩展性
可扩展性
在一些大型系统中，很难提前预知最终用户的数量以及他们的使用行为，所以，可扩展性就是
指一个系统能够快速适应用户数量的增加。提高服务器处理能力的最直接的方法就是增加硬件资
源，例如 CPU、内存或者硬盘等。集群是解决这个问题的另外一种方式，它使得一组服务器共同
分担繁重的任务，但对于最终用户来说就像一台服务器。
2.2. 高可用性
高可用性高可用性
高可用性
通过向单机添加硬件来扩展系统能力的方案并不可靠，因为单一的服务器存在一个单点故障。
像银行系统、帐单系统这样的关键应用甚至连一分钟的停机都不能容许，它们需要在任何时间都是
可用的，并且要能够保证响应速度。集群技术就可以满足这个要求，它通过加入冗余服务器使得在
一个服务器出错而停止服务的时候，这些冗余的服务器可以继续服务。
2.3. 负载均衡
负载均衡负载均衡
负载均衡
负载均衡是集群的另外一个关键技术，它通过将请求分发到不同的服务器来达到高可用性和高
效的处理能力。负载均衡器可以是一个 servlet，也可以是一个插件（例如 Linux 上的 ipchains），
甚至还可以是一个比较昂贵的内嵌了 SSL 支持的硬件产品。为了能够分发请求，负载均衡器还需
要做一些重要的工作，例如使用“会话粘滞”技术以确保来自同一个用户的请求会被转发到同一个
服务器；使用“健康检查”（或者“心跳监听”）技术来防止将请求转发到一个失败的服务器；有
时候负载均衡器还将参与“失败转移”的工作。
2.4. 容错
容错容错
容错
高可用的数据并不必是严格正确的数据。在 J2EE 集群中，当一个服务器实例失败了，在集群
中冗余的服务器就可以处理新到的请求，这样就保证了服务依然可用。但是在服务器失败的那一
刻，正在被处理的请求就可能无法得到正确的数据。那么，带有容错功能的集群就可以确保请求所
得到的数据是正确的，哪怕是服务器端出现了错误。
2.5. 失败转移
失败转移失败转移
失败转移
在集群中，失败转移是实现容错的一个关键技术。当最初的节点失败之后，在集群中选择另外
一个节点来完成处理。失败转移到其他节点可以通过编码实现，也可以由平台自动实现。
2.6. 幂等方法
幂等方法幂等方法
幂等方法
如果一个方法使用同样的参数进行多次调用所得到的结果都一样，也就是说对于该方法的调用
次数不影响系统，那么这个方法就叫做“幂等方法”。例如“getUsername()”就是一个幂等方
法，而“deleteFile()”就不是幂等的。在讨论 HTTP 会话失败转移和 EJB 的失败转移时，幂等方
法是一个很重要的概念。
3. 什么是
什么是什么是
什么是 J2EE 集群
集群集群
集群？
？？
？
很天真的问题，不是吗？不过我还是要通过一些文字和图表来解释一下。通常来讲，J2EE 集
群包含了“负载均衡”和“失败转移”。
