Tomcat 集群部署实战：负载均衡与会话共享

在现代 Web 应用开发中，单机部署 Tomcat 已难以满足高并发和高可用的业务需求。构建一个基于 负载均衡 + 会话共享 的 Tomcat 集群，是企业级 Java 应用的标准实践。本文将深入探讨如何通过 Nginx 分发请求、Redis 集中存储 Session，并提供完整的配置步骤与代码示例。

一、为什么需要 Tomcat 集群？

单台 Tomcat 服务器存在明显的瓶颈：

性能瓶颈：CPU、内存和网络带宽有限，无法应对突发流量。
单点故障：一旦服务器宕机，整个应用不可用。
扩展性差：无法通过增加机器横向扩展服务能力。

Tomcat 集群通过以下机制解决上述问题：

负载均衡（Load Balancing）：将用户请求分发到多个 Tomcat 实例，提升吞吐量。
会话共享（Session Sharing）：确保用户在不同节点间切换时，登录状态等会话信息不丢失。
高可用（High Availability）：单个节点故障不影响整体服务。

💡 提示：集群是同一应用的多个副本，分布式则是将应用拆分为多个子系统。

二、架构设计概览

一个典型的 Tomcat 集群架构如下：

Client -> Nginx / Apache -> [Tomcat 1, Tomcat 2, Tomcat 3] -> Redis / MySQL

前端负载均衡器：Nginx 或 Apache HTTP Server，负责请求分发。
后端 Tomcat 节点：多个运行相同 Web 应用的 Tomcat 实例。
会话存储中心：Redis、MySQL 或 Memcached，用于集中存储 Session 数据。

三、环境准备

1. 软件版本要求

组件	版本建议
Java	JDK 8+（推荐 JDK 11 或 17）
Tomcat	9.x 或 10.x
Nginx	1.18+
Redis	6.x+（用于会话共享）

2. 服务器规划（以 3 节点为例）

主机名	IP 地址	角色
nginx-server	192.168.1.10	Nginx 负载均衡器
tomcat-node1	192.168.1.11	Tomcat 实例 1
tomcat-node2	192.168.1.12

import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.JedisPool; import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig; import java.io.*; import java.util.Base64; public class RedisSessionStore { private static final String SESSION_PREFIX = "session:"; private static JedisPool jedisPool; static { JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig(); config.setMaxTotal(20); config.setMaxIdle(10); jedisPool = new JedisPool(config, "192.168.1.20", 6379); } /** * 保存 Session 对象到 Redis */ public static void saveSession(String sessionId, Object sessionData) { try (Jedis jedis = jedisPool.getResource()) { ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos); oos.writeObject(sessionData); oos.flush(); byte[] data = bos.toByteArray(); String encoded = Base64.getEncoder().encodeToString(data); jedis.setex(SESSION_PREFIX + sessionId, 1800, encoded); // 30 分钟过期 } catch (IOException e) { throw new RuntimeException("Failed to serialize session", e); } } /** * 从 Redis 读取 Session */ public static Object getSession(String sessionId) { try (Jedis jedis = jedisPool.getResource()) { String encoded = jedis.get(SESSION_PREFIX + sessionId); if (encoded == null) return null; byte[] data = Base64.getDecoder().decode(encoded); ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(data); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis); return ois.readObject(); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException("Failed to deserialize session", e); } } /** * 删除 Session */ public static void removeSession(String sessionId) { try (Jedis jedis = jedisPool.getResource()) { jedis.del(SESSION_PREFIX + sessionId); } } }

方案	优点	缺点	适用场景
Redis	高性能、易部署	需维护 Redis	通用首选
Memcached	轻量、快速	不支持持久化	纯缓存场景
Tomcat 自带 DeltaManager	无需外部依赖	广播风暴、扩展性差	小型集群（≤3 节点）
数据库（MySQL）	持久化、可靠	性能较低	对一致性要求极高

Tomcat 集群部署实战：负载均衡与会话共享