HTTP协议和B/S 结构
操作系统通过多进程、多线程充分利用硬件资源,使一台主机能作为服务器为多个客户端提供服务。
跨主机的进程间通信需用网络编程,最常见的是Socket(套接字),形成“客户端-服务器(C/S)”模式:服务器被动接收请求并提供服务,客户端主动发起请求,基于TCP/UDP等传输层协议,比如QQ、Xshell等都是C/S程序。
1990年,HTTP协议和浏览器诞生,催生了网页开发:浏览器发起HTTP请求,WEB服务器根据URL返回HTML文件,浏览器渲染显示。早期网页是静态的(由HTML、CSS构成,通过超链接跳转)。
后来,网景公司推出JavaScript,让网页元素动态变化;而ActiveX、Applet等技术因安全问题未普及。为动态生成内容,出现了CGI(通用网关接口),让服务器端脚本程序(如查询数据库)根据请求生成HTML返回,这就是动态网页技术。后续又发展出ASP、PHP、JSP等,这些程序运行在服务器端,称为“WEB后端”;而HTML、CSS、JavaScript运行在浏览器端,称为“WEB前端”,合称“浏览器-服务器(B/S)”模式。
前端三大核心技术
1.HTML
HTML(HyperText Markup Language)超文本标记语言,它不同于一般的编程语言。超文本即超出纯 文本的范畴,例如:描述文本颜色、大小、字体等信息,或使用图片、音频、视频等非文本内容。
HTML由一个个的标签(标记)组成,这些标签各司其职,有的提供网页信息,有的负责文字,有的负责 图片,有的负责网页布局,所以一个HTML文件,是由格式标签和数据组成。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>TNT</title>
</head>
<body>
<h1>欢迎赴宴</h1>
</body>
</html>
超文本需要显示,就得有软件能够呈现超文本定义的排版格式,例如显示:图片、表格,显示字体的大 小、颜色,这个软件就是浏览器。 超文本的诞生是为了解决纯文本不能格式显示的问题,是为了好看,但是只有通过网络才能分享超文本 的内容,所以制定了HTTP协议。
2.CSS(Cascading Style Sheets)层叠样式表
HTML本身为了格式化显示文本,但是当网页呈现大家面前的时候,需求HTML提供更多样式能力。这使 得HTML变得越来越臃肿。这促使了CSS的诞生。
CSS 3采用了模块化思想,每个模块都在CSS 2基础上分别增强功能。所以,这些模块是陆续发布的。
不同厂家的浏览器使用的引擎,对CSS的支持不一样,导致网页布局、样式在不同浏览器不一样。因此, 想要保证不同用户使用不同浏览器看到的网页效果一直非常困难。
3. JavaScript
Javascript 简称JS,是一种动态的弱类型脚本解释性语言,和HTML、CSS并称三大WEB核心技术,得到 了几乎主流浏览器支持。
同步
交互式网页,用户提交了请求,就是想看到查询的结果。服务器响应到来后是一个全新的页面内容,哪 怕URL不变,整个网页都需要重新渲染。例如,用户填写注册信息,只是2次密码不一致,提交后,整个 注册页面重新刷新,所有填写项目重新填写(当然有办法让用户减少重填)。这种交互非常不友好。从代价 的角度看,就是为了注册的一点点信息,结果返回了整个网页内容,不但浪费了网络带宽,还需要浏览 器重新渲染网页,太浪费资源了,影响了用户体验和感受。上面这些请求的过程,就是同步过程,用户 发起请求,页面整个刷新,直到服务器端响应的数据到来并重新渲染。
异步
传统的网页如果需要更新内容,必需重载整个网页面。Ajax的出现,改变这一切,同时极大的促进了 Javascript的发展。Ajax即"Asynchronous Javascript And XML"(异步 JavaScript 和 XML),是指一种 创建交互式、快速动态网页应用的网页开发技术,最早起源于1998年微软的Outlook Web Access开发团 队。Ajax 通过在后台与服务器进行少量数据交换, 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加 载整个网页的情况下,对网页的某部分进行更新。Javascript 通过调用浏览器内置的WEB API中的 XMLHttpRequest 对象实现Ajax 技术。早期Ajax结合数据格式XML,目前更多的使用JSON。利用AJAX可 实现前后端开发的彻底分离,改变了传统的开发模式。 AJAX是一种技术的组合,技术的重新发现,而不是发明,但是它深远的影响了整个WEB开发。
web资源和访问
PC 端或移动端浏览器访问
从静态服务器请求HTML、CSS、JS等文件发送到浏览器端,浏览器端接收后渲染在浏览器上从图片服务 器请求图片资源显示
从业务服务器访问动态内容,动态内容是请求后有后台服务访问数据库后得到的,最终返回到浏览器端
手机 App 访问
内置了HTML和JS文件,不需要从静态WEB服务器下载 JS 或 HTML。为的就是减少文件的发送,现代前端开发使用的JS文件太多或太大了
有必要就从图片服务器请求图片,从业务服务器请求动态数据
客户需求多样,更多的内容还是需要由业务服务器提供,业务服务器往往都是由一组服务器组成。
后台应用架构
传统架构(单机系统),一个项目一个工程:比如商品、订单、支付、库存、登录、注册等等,统 一部署,一个进程
all in one的架构方式,把所有的功能单元放在一个应用里。然后把整个应用部署到一台服务器上。 如果负载能力不行,将整个应用进行水平复制,进行扩展,然后通过负载均衡实现访问。
Java实现:JSP、Servlet,打包成一个jar、war部署
易于开发和测试:也十分方便部署;当需要扩展时,只需要将war复制多份,然后放到多个服务器上, 再做个负载均衡就可以了。
如果某个功能模块出问题,有可能全站不可访问,修改Bug后、某模块功能修改或升级后,需要停 掉整个服务,重新整体重新打包、部署这个应用war包,功能模块相互之间耦合度高,相互影响,不适 合当今互联网业务功能的快速迭代。 特别是对于一个大型应用,我们不可能吧所有内容都放在一个应用里面,我们如何维护、如何分工 合作都是问题。如果项目庞大,管理难度大
web应用服务器:开源的tomcat、jetty、glassfish。商用的有weblogic、websphere、Jboss
微服务
属于SOA(Service Oriented Architecture)的子集 微服务化的核心就是将传统的一站式应用,根据业务拆分成一个一个的服务,彻底去掉耦合,每一 个微服务提供单个业务功能,一个服务只做一件事。每个服务都围绕着具体业务进行构建,并且能 够被独立地部署到生产环境、类生产环境等
从技术角度讲就是一种小而独立的处理过程,类似与进程的概念,能够自行单独启动或销毁
微服务架构(分布式系统),各个模块/服务,各自独立出来,"让专业的人干专业的事",独立部 署。分布式系统中,不同的服务可以使用各自独立的数据库。
服务之间采用轻量级的通信机制(通常是基于HTTP的RESTful API)。
微服务设计的思想改变了原有的企业研发团队组织架构。传统的研发组织架构是水平架构,前端、 后端、DBA、测试分别有自己对应的团队,属于水平团队组织架构。而微服务的设计思想对团队的 划分有着一定的影响,使得团队组织架构的划分更倾向于垂直架构,比如用户业务是一个团队来负 责,支付业务是一个团队来负责。但实际上在企业中并不会把团队组织架构拆分得这么绝对,垂直 架构只是一种理想的架构
微服务的实现框架有多种,不同的应用架构,部署方式也有不同
tomcat的功能介绍
Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器,属于轻量级应用服务器,在中小型系统和 并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,Tomcat 具有处理HTML页面的功能,它还是一个Servlet和 JSP容器
起始于SUN 公司的一个Servlet的参考实现项目 Java Web Server,开发者是 James Duncan Davidson, 在1999年,将项目贡献给了apache软件基金会(ASF),和ASF现有的项目 JServ 合并,并开源成为顶级 项目
Tomcat 仅仅实现了Java EE规范中与Servlet、JSP相关的类库,是JavaEE不完整实现。
安装tomcat
1.安装java环境
[root@nginx tomcat]# mount /dev/cdrom /rhel9.4/
[root@nginx tomcat]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y
#查看java版本
[root@nginx tomcat]# java -version
#查看java的环境目录
[root@tomcat bin]# which java
#iava的运行环境
2.安装并启动tomcat
#解压并生成tomcat的程序目录
[root@nginx bin]# ./startup.sh
3.查看端口
[root@nginx bin]# netstat -antlupe | grep java
4.访问tomcat
注意:关闭防火墙再访问
5.复制到另一台主机
[root@tomcat ~]# scp -r /usr/local/tomcat/ root@172.25.254.11:/usr/local
同样在这台主机上安装Java环境
[root@nginx tomcat]# yum install java-1.8.0-openjdk.x86_64 -y
[root@nginx tomcat]# cd /usr/local/tomcat/
[root@nginx tomcat]# cd bin/
[root@nginx bin]# ./startup.sh
tomcat的文件结构和组成
目录结构
目录 说明
-------------------------------------------------------
bin 服务启动、停止等相关程序和文件
conf 配置文件
lib 库目录
logs 日志目录
webapps 应用程序,应用部署目录,相当于nginx的默认发布目录
work jsp 编译后的结果文件,建议提前预热访问
查看tomcat相关目录和文件
[root@tomcat ~]# ls /usr/local/tomcat/
bin conf lib logs README.md RUNNING.txt
webapps
BUILDING.txt CONTRIBUTING.md LICENSE NOTICE RELEASE-NOTES temp
生成tomcat的启动文件
1.生成tomcat的主配置文件
[root@tomcat ~]# vi /usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
JAVA_HOME = /etc/alternatives/jre
2.生成启动文件
vim /lib/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=Tomcat
#After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
After=syslog.target network.target
[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=/usr/local/tomcat/conf/tomcat.conf
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat
[Install]
WantedBy=multi-user.target
3.生成tomcat用户并设定软件安装目录权限
[root@tomcat ~]# cd /usr/local/tomcat/bin/
[root@tomcat bin]# useradd -s /sbin/nologin -M tomcat
[root@tomcat bin]# chown tomcat.tomcat /usr/local/tomcat/ -R
4.用启动脚本开启服务
[root@tomcat ~]# systemctl enable --now tomcat
结合方向代理实现tomcat部署
常见部署方式介绍
standalone模式,Tomcat单独运行,直接接受用户的请求,不推荐。
反向代理,单机运行,提供了一个Nginx作为反向代理,可以做到静态由nginx提供响应,动态jsp代
理给Tomcat
LNMT:Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
LAMT:Linux + Apache(Httpd)+ MySQL + Tomcat
前置一台Nginx,给多台Tomcat实例做反向代理和负载均衡调度,Tomcat上部署的纯动态页面更
适合
LNMT:Linux + Nginx + MySQL + Tomcat
多级代理
LNNMT:Linux + Nginx + Nginx + MySQL + Tomcat
利用 nginx 反向代理实现
利用nginx反向代理功能,实现图中的代理功能,将用户请求全部转发至指定的同一个tomcat主机 利用nginx指令proxy_pass 可以向后端服务器转发请求报文,并且在转发时会保留客户端的请求报文中的 host首部
[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf
location ~ \.jsp$ {
proxy_pass http://172.25.254.10:8080;
}
测试: 在浏览器中访问信息
lee.lileelee.org/test.jsp
实现tomcat中的负载均衡
动态服务器的问题,往往就是并发能力太弱,往往需要多台动态服务器一起提供服务。如何把并发的压
力分摊,这就需要调度,采用一定的调度策略,将请求分发给不同的服务器,这就是Load Balance负载
均衡。
当单机Tomcat,演化出多机多级部署的时候,一个问题便凸显出来,这就是Session。而这个问题的由
来,都是由于HTTP协议在设计之初没有想到未来的发展。
HTTP的无状态,有连接和短连接
无状态:指的是服务器端无法知道2次请求之间的联系,即使是前后2次请求来自同一个浏览器,也
没有任何数据能够判断出是同一个浏览器的请求。后来可以通过cookie、session机制来判断。
浏览器端第一次HTTP请求服务器端时,在服务器端使用session这种技术,就可以在服务器端
产生一个随机值即SessionID发给浏览器端,浏览器端收到后会保持这个SessionID在Cookie当
中,这个Cookie值一般不能持久存储,浏览器关闭就消失。浏览器在每一次提交HTTP请求的
时候会把这个SessionID传给服务器端,服务器端就可以通过比对知道是谁了
Session通常会保存在服务器端内存中,如果没有持久化,则易丢失
Session会定时过期。过期后浏览器如果再访问,服务端发现没有此ID,将给浏览器端重新发
新的SessionID
更换浏览器也将重新获得新的SessionID
有连接:是因为它基于TCP协议,是面向连接的,需要3次握手、4次断开。
短连接:Http 1.1之前,都是一个请求一个连接,而Tcp的连接创建销毁成本高,对服务器有很大的
影响。所以,自Http 1.1开始,支持keep-alive,默认也开启,一个连接打开后,会保持一段时间
(可设置),浏览器再访问该服务器就使用这个Tcp连接,减轻了服务器压力,提高了效率。
服务器端如果故障,即使Session被持久化了,但是服务没有恢复前都不能使用这些SessionID。
如果使用HAProxy或者Nginx等做负载均衡器,调度到了不同的Tomcat上,那么也会出现找不到
SessionID的情况。
tomcat负载均衡实现
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
将测试文件放在/usr/local/tomcat/webapps/ROOT/目录下
[root@ens160 ROOT]# mv /root/test.jsp /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/
Memcached
Memcached简介
Memcached 只支持能序列化的数据类型,不支持持久化,基于Key-Value的内存缓存系统memcached
虽然没有像redis所具备的数据持久化功能,比如RDB和AOF都没有,但是可以通过做集群同步的方式,
让各memcached服务器的数据进行同步,从而实现数据的一致性,即保证各memcached的数据是一样
的,即使有任何一台 memcached 发生故障,只要集群中有一台 memcached 可用就不会出现数据丢
失,当其他memcached 重新加入到集群的时候,可以自动从有数据的memcached 当中自动获取数据并
提供服务。
Memcached 借助了操作系统的 libevent 工具做高效的读写。libevent是个程序库,它将Linux的epoll、
BSD类操作系统的kqueue等事件处理功能封装成统一的接口。即使对服务器的连接数增加,也能发挥高
性能。memcached使用这个libevent库,因此能在Linux、BSD、Solaris等操作系统上发挥其高性能
Memcached 支持最大的内存存储对象为1M,超过1M的数据可以使用客户端压缩或拆分报包放到多个
key中,比较大的数据在进行读取的时候需要消耗的时间比较长,memcached 最适合保存用户的
session实现session共享
Memcached存储数据时, Memcached会去申请1MB的内存, 把该块内存称为一个slab, 也称为一个page
Memcached 支持多种开发语言,包括:JAVA,C,Python,PHP,C#,Ruby,Perl等
Memcached 官网:http://memcached.org/
memcached的安装与启动
[root@tomcat ~]# yum install memcached -y
[root@tomcat ~]# vim /etc/sysconfig/memcached
PORT="11211"
USER="memcached"
MAXCONN="1024"
CACHESIZE="64"
OPTIONS="-l 0.0.0.0,::1"
[root@tomcat ~]# systemctl enable --now memcached
[root@tomcat ~]# netstat -antlupe | grep memcache
tcp 0 0 0.0.0.0:11211 0.0.0.0:* LISTEN
980 97815 34711/memcached
memcached 操作命令
五种基本 memcached 命令执行最简单的操作。这些命令和操作包括: set add replace get delete
#前三个命令是用于操作存储在 memcached 中的键值对的标准修改命令,都使用如下所示的语法:
command <key> <flags> <expiration time> <bytes>
<value>
#参数说明如下:
command set/add/replace
key key 用于查找缓存值
flags 可以包括键值对的整型参数,客户机使用它存储关于键值对的额外信息
expiration time 在缓存中保存键值对的时间长度(以秒为单位,0 表示永远)
bytes 在缓存中存储的字节数
value 存储的值(始终位于第二行)
#增加key,过期时间为秒,bytes为存储数据的字节数
add key flags exptime bytes
[root@tomcat ~]# telnet localhost 11211
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
#增加
add leekey 0 60 4 #0 是否压缩 60 过期时间 4 字长
test
STORED
add leekey1 0 60 3
lee
STORED
#查看
get leekey
VALUE leekey 0 4
test
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
#改
set leekey 0 60 5
test1
STORED
get leekey
VALUE leekey 0 5
test1
END
add leekey1 0 60 4
test
#删除
delete leekey
DELETED
get leekey
END
get leekey1
VALUE leekey1 0 3
lee
#清空
flush_all
OK
get leekey1
END
session 共享服务器
msm 介绍
msm(memcached session manager)提供将Tomcat的session保持到memcached可以实现高可用。
Tomcat的Session管理类,Tomcat版本不同
memcached-session-manager-2.3.2.jar
memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
Session数据的序列化、反序列化类
官方推荐kyro
在webapp中WEB-INF/lib/下
驱动类 memcached(spymemcached.jar)
Redis(jedis.jar)
安装
参考链接: https://github.com/magro/memcached-session-manager/wiki/SetupAndConfiguration 将spymemcached.jar、memcached-session-manage、kyro相关的jar文件都放到Tomcat的lib目录 中,这个目录是 $CATALINA_HOME/lib/ ,对应本次安装就是/usr/local/tomcat/lib。
kryo-3.0.3.jar
asm-5.2.jar
objenesis-2.6.jar
reflectasm-1.11.9.jar
minlog-1.3.1.jar
kryo-serializers-0.45.jar
msm-kryo-serializer-2.3.2.jar
memcached-session-manager-tc9-2.3.2.jar
spymemcached-2.12.3.jar
memcached-session-manager-2.3.2.jar
t1和m1部署可以在一台主机上,t2和m2部署也可以在同一台。
当新用户发请求到Tomcat1时, Tomcat1生成session返回给用户的同时,也会同时发给memcached2备
份。即Tomcat1 session为主session,memcached2 session为备用session,使用memcached相当于
备份了一份Session
如果Tomcat1发现memcached2 失败,无法备份Session到memcached2,则将Sessoin备份存放在
memcached1中
配置过程
修改tomcat配置
[root@tomcat-1 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
failoverNodes="n1"
requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFacto
ry"
/>
[root@tomcat-2 tomcat]# vim /usr/local/tomcat/conf/context.xml
@@@@内容省略@@@@
<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
memcachedNodes="n1:172.25.254.10:11211,n2:172.25.254.20:11211"
failoverNodes="n2"
requestUriIgnorePattern=".*\.(ico|png|gif|jpg|css|js)$"
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFacto
ry"
/>
修改nginx配置
[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf.d/vhosts.conf
upstream tomcat {
hash $cookie_JSESSIONID;
server 172.25.254.11:8080;
server 172.25.254.12:8080;
}
server {
listen 80;
server_name lee.timinglee.org;
root /webdataw/nginx/timinglee.org/lee;
access_log /var/log/nginx/access.log;
error_log /var/log/nginx/error.log;
try_files $uri $uri.html $uri/index.html /error/default.html;
location ~ \.jsp$ {
proxy_pass http://tomcat;
}
}
测试: 1.在两台tomcat都开启的情况下: http://lee.timinglee.org/test.jsp
2.在n1被停止后继续提交信息看是否可以读取到之前的会话信息