架构设计之Spring-Session分布式集群会话管理

前言

通常在web开发中，会话管理是很重要的一部分，用于存储与用户相关的一些数据。对于JAVA开发者来说，项目中的session一般由Tomcat或者jetty容器来管理。

特点介绍

尽管使用特定的容器可以很好地实现会话管理，但是独立容器挂掉或者由于其他原因重启会导致用户信息丢失，并且无法支持分布式集群会话管理。

上图举例：

这是一个简单的负载均衡集群架构模型，后端三台Tomcat服务，假设每台服务都使用自己的会话管理，而集群策略是基于加权轮询的方式实现。试想一下，用户是不是永远无法登陆系统？

当然，你可能会想，我可以使用基于IP_hash的方式实现负载均衡嘛。但是如果地区分布相对单一，产生的hash值分布可能也不会太均匀，那就起不到负载均衡的作用了。

一般来说，有两种解决方案，session复制和session统一管理。对于session复制，简单的几台还是可以的，但是如果上百台甚至上千台就要考虑复制成本问题了。

对于统一session管理可以是关系型数据库，比如MySql(基本不用，考虑到效率问题)；非关系型数据库 redis，memcache等等。

解决方案

基于Tomcat的会话插件实现tomcat-redis-session-manager 和tomcat-memcache-session-manager，会话统一由NoSql管理。对于项目本身来说，无须改动代码，只需要简单的配置Tomcat的server.xml就可以解决问题。但是插件太依赖于容器，并且对于Tomcat各个版本的支持不是特别的好
重写Tomcat的session管理，代码耦合度高，不利于维护。
使用开源的session管理框架，比如spring_session，既不需要修改Tomcat配置，又无须重写代码，只需要配置相应的参数即可。

功能实现

下面，主要是基于spring_session实现的分布式集群会话管理案例。

项目需要使用到spring_Mvc4.2.5,spring_session-1.2.2和redis-3.2.8（需要自行安装redis服务）。

配置相关JAR包(spring mvc相关jar包依赖自行配置)：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
    <version>1.2.2.RELEASE</version>
</dependency>

spring-mvc.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.0.xsd
http://www.springframework.org/schema/mvc http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-4.0.xsd">    <description>Spring MVC Configuration</description>    <!-- 加载配置属性文件 -->
<context:property-placeholder ignore-unresolvable="true" location="classpath:config.properties" />
<!-- 使用Annotation自动注册Bean,只扫描@Controller -->
<context:component-scan base-package="com.itstyle.web" use-default-filters="false"><!-- base-package 如果多个，用“,”分隔 -->
<context:include-filter type="annotation" expression="org.springframework.stereotype.Controller"/>
</context:component-scan>
    <mvc:annotation-driven/>
<!--启动Spring MVC的注解功能,设置编码方式，防止乱码-->
<bean class="org.springframework.web.servlet.mvc.annotation.AnnotationMethodHandlerAdapter">
      <property name="messageConverters">
         <list>
             <bean class = "org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter">
                <property name = "supportedMediaTypes">
                      <list>
                          <value>text/html;charset=UTF-8</value>
                     </list>
                </property>
             </bean>
         </list>
      </property>
    </bean>
    <!-- REST中根据URL后缀自动判定Content-Type及相应的View -->
<bean id="contentNegotiationManager" class="org.springframework.web.accept.ContentNegotiationManagerFactoryBean">
    <property name="mediaTypes" >
        <map>
                <entry key="xml" value="application/xml"/>
                <entry key="json" value="application/json"/>
            </map>
    </property>
        <property name="ignoreAcceptHeader" value="true"/>
        <property name="favorPathExtension" value="true"/>
</bean><!-- 定义视图文件解析 -->
<bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
<property name="prefix" value="${web.view.prefix}"/>
<property name="suffix" value="${web.view.suffix}"/>
</bean><!-- 对静态资源文件的访问， 将无法mapping到Controller的path交给default servlet handler处理 -->
<mvc:default-servlet-handler /><!-- 静态资源映射  SpringMVC会自动给静态资源Response添加缓存头Cache-Control和Expires值 cache-period="31536000"-->
    <mvc:resources mapping="/static/**" location="/static/" /><!-- 定义无Controller的path<->view直接映射(首页或者登陆页) -->
<mvc:view-controller path="/" view-name="redirect:${web.view.login}"/></beans>

config.properties

#============================#
#===== System settings ======#
#============================##产品信息设置
productName=科帮网  srping session
copyrightYear=2017
version=V1.0.0#分页配置
page.pageSize=10
#索引页路径
web.view.index=/index
#登陆页面
web.view.login=/login
#视图文件存放路径
web.view.prefix=/WEB-INF/views/web.view.suffix=.jsp#静态文件后缀
web.staticFile=.css,.js,.png,.jpg,.gif,.jpeg,.bmp,.ico,.swf,.psd,.htc,.htm,.html,.crx,.xpi,.exe,.ipa,.apk

spring-redis.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.0.xsd
            http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.0.xsd" default-autowire="byName" default-lazy-init="true">        <!-- 加载资源文件  其中包含变量信息，必须在Spring配置文件的最前面加载，即第一个加载-->
        <context:property-placeholder location="classpath:redis.properties" />
        <!-- redis -->
<bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig"/><bean id="jedisConnectionFactory"
    class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
    <property name="hostName" value="${redis.host}" />
    <property name="port" value="${redis.port}" />
    <property name="password" value="${redis.password}" />
    <property name="timeout" value="${redis.timeout}" />
    <property name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig" />
    <property name="usePool" value="true" />
</bean><bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate">
    <property name="connectionFactory" ref="jedisConnectionFactory" />
</bean><!-- 将session放入redis -->
    <context:https://www.shuzhiduo.com/A/kjdwq7XBJN/annotation-config/>
<bean id="redisHttpSessionConfiguration" class="org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.RedisHttpSessionConfiguration">
    <property name="maxInactiveIntervalInSeconds" value="1800" />
</bean>
</beans>

redis.properties

#redis中心
redis.host=127.0.0.1
redis.port=6379
redis.password=123456
redis.maxIdle=100
redis.maxActive=300
redis.maxWait=1000
redis.testOnBorrow=true
redis.timeout=100000

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app id="WebApp_ID" version="2.4" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/j2ee http://java.sun.com/xml/ns/j2ee/web-app_2_4.xsd">
<display-name>spring_session</display-name>
<context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath:spring-redis.xml</param-value>
    </context-param>
    <!-- spring session -->
    <filter>
       <filter-name>springSessionRepositoryFilter</filter-name>
       <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>springSessionRepositoryFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
    <listener>
<listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
</listener>
<filter>
<filter-name>encodingFilter</filter-name>
<filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>encoding</param-name>
<param-value>UTF-8</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>forceEncoding</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>encodingFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
<servlet>
<servlet-name>springServlet</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath*:/spring-mvc*.xml</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>springServlet</servlet-name>
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
    <welcome-file-list>
      <welcome-file>login</welcome-file>
    </welcome-file-list>
</web-app>