Tomcat開發技術之與HTTP伺服器的整合

 
Tomcat最主要的功能是提供Servlet/JSP容器，儘管它也可以作為獨立的Java Web伺服器，它在對靜態資源（如HTML檔案或影像檔）的處理速度，以及提供的Web伺服器管理功能方面都不如其他專業的HTTP伺服器，如IIS和Apache伺服器。

因此在實際應用中，常常把Tomcat與其他HTTP伺服器整合。對於不支援Servlet/JSP的HTTP伺服器，可以通過Tomcat伺服器來運行Servlet/JSP組件。

當Tomcat與其他HTTP伺服器整合時，Tomcat伺服器的工作模式通常為進程外的Servlet容器，Tomcat伺服器與其他HTTP伺服器之間通過專門的外掛程式來通訊。關於Tomcat伺服器的工作模式的概念可以參考本書1.4節。

本章首先討論Tomcat與HTTP伺服器整合的一般原理，然後介紹Tomcat與Apache以及IIS整合的詳細步驟。

22.1 Tomcat與HTTP伺服器整合的原理

Tomcat伺服器通過Connector連接器組件與客戶程式建立串連，Connector組件負責接收客戶的請求，以及把Tomcat伺服器的響應結果發送給客戶。預設情況下，Tomcat在server.xml中配置了兩種連接器：

<!-- Define a non-SSL Coyote HTTP/1.1
Connector on port 8080 -->
    <Connector port="8080"
               maxThreads="150"
      minSpareThreads="25"
      maxSpareThreads="75"
               enableLookups="false"
      redirectPort="8443"
      acceptCount="100"
               debug="0"
      connectionTimeout="20000"
               disableUploadTimeout="true" />

    <!-- Define a Coyote/JK2 AJP 1.3
Connector on port 8009 -->
    <Connector port="8009"
               enableLookups="false"
      redirectPort="8443" debug="0"
               protocol="AJP/1.3" />

第一個連接器監聽8080連接埠，負責建立HTTP串連。在通過瀏覽器訪問Tomcat伺服器的Web應用時，使用的就是這個連接器。

第二個連接器監聽8009連接埠，負責和其他的HTTP伺服器建立串連。在把Tomcat與其他HTTP伺服器整合時，就需要用到這個連接器。

Web客戶訪問Tomcat伺服器上JSP組件的兩種方式22-1所示。

圖22-1 Web客戶訪問Tomcat伺服器上的JSP組件的兩種方式

在圖22-1中，Web客戶1直接存取Tomcat伺服器上的JSP組件，他訪問的URL為http://localhost:8080/index.jsp。Web客戶2通過HTTP伺服器訪問Tomcat伺服器上的JSP組件。假定HTTP伺服器使用的HTTP連接埠為預設的80連接埠，那麼Web客戶2訪問的URL為http://localhost:80/index.jsp 或者 http://localhost/index.jsp。

下面，介紹Tomcat與HTTP伺服器之間是如何通訊的。

22.1.1 JK外掛程式

Tomcat提供了專門的JK外掛程式來負責Tomcat和HTTP伺服器的通訊。應該把JK外掛程式安置在對方的HTTP伺服器上。當HTTP伺服器接收到客戶請求時，它會通過JK外掛程式來過濾URL，JK外掛程式根據預先配置好的URL映射資訊，決定是否要把客戶請求轉寄給Tomcat伺服器處理。

假定在預先配置好的URL映射資訊中，所有"/*.jsp"形式的URL都由Tomcat伺服器來處理，那麼在圖22-1的例子中，JK外掛程式將把客戶請求轉寄給Tomcat伺服器，Tomcat伺服器於是運行index.jsp，然後把響應結果傳給HTTP伺服器，HTTP伺服器再把響應結果傳給Web客戶2。

對於不同的HTTP伺服器，Tomcat提供了不同的JK外掛程式的實現模組。本章將用到以下JK外掛程式：

與Windows下的Apache HTTP伺服器整合：mod_jk_2.0.46.dll

與Linux（RedHet）下的Apache HTTP伺服器整合：mod_jk.so-ap2.0.46-rh72..46-rh72

與IIS伺服器整合：isapi_redirect.dll

22.1.2 AJP協議

AJP是為Tomcat與HTTP伺服器之間通訊而定製的協議，能提供較高的通訊速度和效率。在配置Tomcat與HTTP伺服器整合中，讀者可以不必關心AJP協議的細節。關於AJP的知識也可以參考網址：

http://jakarta.apache.org/builds/jakarta-tomcat-connectors/jk2/doc/common/AJPv13.html

22.2 在Windows下Tomcat與Apache伺服器整合

Apache HTTP伺服器是Apache軟體組織提供的開放原始碼軟體，它是一個非常優秀的專業的Web伺服器，為網路系統管理員提供了豐富多彩的Web管理功能，包括目錄索引、目錄別名、內容協商、可配置的HTTP錯誤報表、CGI程式的SetUID執行、子進程資源管理、伺服器端影像對應、重寫URL、URL拼字檢查以及線上手冊等。

Apache HTTP伺服器本身沒有提供Servlet/JSP容器。因此，在實際應用中，把Tomcat與Apache整合，可以建立具有實用價值的商業化的Web平台。在Windows NT/2000下Tomcat與Apache伺服器整合需要準備的軟體參見表22-1。

表22-1 在Windows NT/2000下Tomcat與Apache伺服器整合需要準備的軟體

軟 件 下 載   位 置 本書配套   光碟片上的位置
基於Windows NT/2000的 Apache HTTP伺服器軟體 http://httpd.apache.org /download.cgi software/apache_2.0.47- win32-x86-no_ssl.msi

JK外掛程式   http://jakarta.apache.org/builds  /jakarta-tomcat-connectors/jk lib/ mod_jk_2.0.46.dll

1、安裝Apache HTTP伺服器

運行apache_2.0.47-win32-x86-no_ssl.msi，就啟動了Apache HTTP伺服器的安裝程式，只要按預設設定進行安裝即可。如果安裝成功，會自動在Windows中加入Apache HTTP服務，22-2所示。

圖22-2 加入到Windows服務中的Apache服務

假定Apache的根目錄為，在其conf子目錄下有一個設定檔httpd.conf。如果Apache安裝在本機，並且採用預設的80連接埠作為HTTP連接埠，在httpd.conf檔案中會看到如下屬性：

Listen 80
ServerName localhost:80

在作業系統的【開始】→【程式】→【Apache HTTP Server 2.0.47】→【Control Apache Server】菜單中，提供了重啟（Restart）、啟動（Start）和關閉（Stop）Apache伺服器的子功能表。

應該確保80連接埠沒有被佔用，否則Apache伺服器無法啟動。Apache伺服器啟動後，就可以通過訪問Apache的測試頁來確定是否安裝成功。訪問http://localhost，如果出現22-3所示的網頁，就說明Apache已經安裝成功了。

圖22-3 Apache伺服器的測試網頁

2、在Apache中加入JK外掛程式

在Apache中加入JK外掛程式，只要把mod_jk_2.0.46.dll拷貝到/modules目錄下即可。

3、建立workers.properties檔案

workers.properties檔案用於配置Tomcat的資訊，它的存放位置為 /conf/workers.properties。在本書配套光碟片的sourcecode/chapter22/windows_apache目錄下提供了workers.properties檔案，它的內容如下（"#"後面為注釋資訊）：

workers.tomcat_home=C:/jakarta-tomcat
#讓mod_jk模組知道Tomcat
workers.java_home=C:/j2sdk1.4.2
#讓mod_jk模組知道j2sdk
ps=/
#指定檔案路徑分割符
worker.list=worker1
worker.worker1.port=8009
#工作連接埠，若沒佔用則不用修改
worker.worker1.host=localhost
#Tomcat伺服器的地址
worker.worker1.type=ajp13
#類型
worker.worker1.lbfactor=1
#Server Load Balancer因數

以上檔案中的屬性描述參見表22-2。

表22-2 workers.properties檔案的屬性

屬 性 描 述
workers.tomcat_home  指定Tomcat伺服器的根目錄
workers.java_home  指定JDK的根目錄
worker.list   指定Tomcat伺服器工作名單
worker.worker1.port  指定Tomcat伺服器使用的JK 連接埠
worker.worker1.host  指定Tomcat伺服器的IP地址
worker.worker1.type  指定Tomcat伺服器 與Apache之間的通訊協定
worker.worker1.lbfactor 指定Server Load Balancer因數（Load Balance Factor）。 只有在使用了Server Load Balancer器 (LoadBalancer)的情況下， 這個屬性才有意義

4、修改Apache的設定檔httpd.conf

開啟/conf/httpd.conf檔案，在其末尾加入以下內容：

# Using mod_jk2.dll to
redirect dynamic calls to Tomcat
LoadModule  jk_module 
modules/mod_jk_2.0.46.dll
JkWorkersFile
"conf/workers.properties"
JkLogFile  "logs/mod_jk2.log"
JkLogLevel  debug
JkMount  /*.jsp  worker1
JkMount  /helloapp/*  worker1

在本書配套光碟片的sourcecode/chapter22/windows_apache/httpd_modify.conf檔案中提供了以上內容，它指示Apache伺服器載入JK外掛程式，並且為JK外掛程式設定相關屬性，這些屬性的描述參見表22-3。

表22-3 JK外掛程式的相關屬性

屬 性 描 述
LoadModule  指定載入的JK外掛程式
JkWorkersFile  指定JK外掛程式的工作檔案
JkLogFile  指定JK外掛程式使用的記錄檔， 在實際配置中，可以通過查看這個記錄檔， 來跟蹤JK外掛程式的運行過程， 這對排錯很有用
JkLogLevel  指定JK外掛程式的記錄層級， 可選值包括debug、info和error等
JkMount  指定JK外掛程式處理的URL映射資訊

JkMount用來指定URL映射資訊，"JkMount /*.jsp worker1"表示"/*.jsp"形式的URL都由worker1代表的Tomcat伺服器來處理；"JkMount /helloapp/* worker1"表示訪問helloapp應用的URL都由worker1來處理。

5、測試組態

重啟Tomcat伺服器和Apache伺服器，通過瀏覽器訪問http://localhost/index.jsp，如果出現Tomcat的預設首頁，說明配置已經成功。此外，如果在Tomcat伺服器上已經發布了helloapp應用，可以訪問http://localhost/helloapp/index.htm，如果正常返回helloapp應用的index.htm網頁，說明配置已經成功。

如果配置有誤，可以查看JK外掛程式產生的日誌資訊，它有助於尋找錯誤原因。在Apache的設定檔httpd.conf中設定該記錄檔的存放位置為/logs/mod_jk2.log

Apache與多個Tomcat伺服器整合時的Server Load Balancer

在實際應用中，如果網站的訪問量非常大，為了提高訪問速度，可以將多個Tomcat伺服器與Apache整合，讓它們共同分擔運行Servlet/JSP組件的任務。 JK外掛程式的loadbalancer（Server Load Balancer器）負責根據在workers.properties檔案中預先配置的lbfactor（Server Load Balancer因數）為這些Tomcat伺服器分配工作負載，實現Server Load Balancer。

假定Apache和兩個Tomcat伺服器整合，一個Tomcat伺服器和Apache運行在同一台機器上，使用的JK連接埠為8009，還有一個Tomcat伺服器運行在另一台機器上，主機名稱為anotherhost，使用的JK連接埠為8009。以下是把Apache和這兩個Tomcat伺服器整合的步驟。

（1）把mod_jk_2.0.46.dll拷貝到/lib目錄下。

（2）在/conf目錄下建立如下的workers.properties檔案（注意粗體部分的內容）：

ps=/
#指定檔案路徑分割符
worker.list=worker1,
worker2,loadbalancer

worker.worker1.port=8009 
#工作連接埠，若沒佔用則不用修改
worker.worker1.host=localhost
#Tomcat伺服器的地址
worker.worker1.type=ajp13
#類型
worker.worker1.lbfactor=100
#Server Load Balancer因數

worker.worker2.port=8009
#工作連接埠，若沒佔用則不用修改
worker.worker2.host=anotherhost
#Tomcat伺服器的地址
worker.worker2.type=ajp13
#類型
worker.worker2.lbfactor=100
#Server Load Balancer因數

worker.loadbalancer.type=lb
worker.loadbalancer.
balanced_workers=worker1, worker2

以上檔案建立了兩個worker：worker1和worker2分別代表兩個Tomcat伺服器，它們由worker.loadbalancer來分配工作負載。

（3）修改/conf/httpd.conf檔案，在檔案末尾加入如下內容：

# Using mod_jk2.dll to
redirect dynamic calls to Tomcat
LoadModule jk_module
modules/mod_jk_2.0.46.dll
JkWorkersFile "conf/workers.properties"
JkLogFile "logs/mod_jk2.log"
JkLogLevel debug
JkMount /*.jsp loadbalancer
JkMount /helloapp/* loadbalancer

當客戶請求"/*.jsp"或"/helloapp/*"形式的URL，該請求都由loadbalancer來負責轉寄，它根據在workers.properties檔案中為worker1和worker2分配的lbfactor屬性，來決定如何調度它們。

只有在使用了loadbalancer的情況下，workers.properties檔案中worker的lbfactor屬性才有意義，lbfactor取值越大，表示分配給Tomcat伺服器的工作負載越大。

（4）修改兩個Tomcat伺服器的JK連接埠，確保它們和workers.properties檔案中的配置對應。此外，在使用了loadbalancer後，要求worker的名字和Tomcat的server.xml檔案中的元素的jvmRoute屬性一致。

所以應該分別修改兩個Tomcat的sever.xml檔案，把它們的元素的jvmRoute屬性分別設為worker1和worker2。以下是修改後的兩個Tomcat伺服器的元素：

Tomcat伺服器1:
<Engine name="Catalina"
defaultHost="localhost"
debug="0" jmvRoute="worker1">

Tomcat伺服器2:
<Engine name="Catalina"
defaultHost="localhost"
debug="0" jmvRoute="worker2">

（5）在完成以上步驟後，分別啟動兩個Tomcat伺服器和Apache伺服器，然後訪問http://localhost/index.jsp，會出現Tomcat伺服器的預設首頁。由於此時由loadbalancer來調度Tomcat伺服器，因此不能斷定到底訪問的是哪個Tomcat伺服器的index.jsp，這對於Web客戶來說是透明的。

如果在進行以上實驗時，兩個Tomcat伺服器都在同一台機器上運行，應該確保它們沒有使用相同的連接埠。在Tomcat的預設的server.xml中，一共配置了以下3個連接埠：

<Server port="8005"
shutdown="SHUTDOWN" debug="0">
<!-- Define a non-SSL Coyote
HTTP/1.1 Connector on port 8080 -->
<Connector port="8080" />
<!-- Define a Coyote/JK2
AJP 1.3 Connector on port 8009 -->
<Connector port="8009" />

如果兩個Tomcat伺服器都在同一台機器上運行，則至少應該對其中一個Tomcat伺服器的以上3個連接埠號碼都進行修改。

此外，如果把Tomcat和其他HTTP伺服器整合，Tomcat主要負責處理HTTP伺服器轉寄過來的客戶請求，通常不會直接接受HTTP請求。因此為了提高Tomcat的運行效能，可以關閉Tomcat的HTTP連接器，方法為在server.xml中把Tomcat的HTTP Connector的配置注釋掉。