一口气说出 4 种分布式一致性 Session 实现方式,面试杠杠的~(上)

简介: 阿粉公司有一个 Web 管理系统,使用 Tomcat 进行部署。由于是后台管理系统,所有的网页都需要登录授权之后才能进行相应的操作。起初这个系统的用的人也不多,为了节省资源,这个系统仅仅只是单机部署。后来随着用的人越来越多,单机已经有点扛不住了,于是阿粉决定再部署了一台机器。

前言

阿粉公司有一个 Web 管理系统,使用 Tomcat 进行部署。由于是后台管理系统,所有的网页都需要登录授权之后才能进行相应的操作。

起初这个系统的用的人也不多,为了节省资源,这个系统仅仅只是单机部署。后来随着用的人越来越多,单机已经有点扛不住了,于是阿粉决定再部署了一台机器。

这时后端系统有两台服务,于是我们使用 Nginx 作为反向代理,整体架构图如下:

2.jpg

这个架构图想必大家应该比较熟悉,现在主流的 Web 系统应该都是这么部署。

经过一些调试之后,在一个夜深人静的晚上,阿粉将这套系统部署到了生产。本以为没有什么事的,很稳的交给测试小姐姐开始测试。

这一测,出了大问题!测试小姐姐反馈,登录过后,没过一会又需要登录,操作好几次都是这样。

阿粉检查了一下,系统应用,配置什么也没问题,那到底哪里出了问题?

这个时候组长刚准备下班,看到我们这里有问题,于是过来了看了一下。简单了解的一下基本情况,很快就找到了问题的原因,然后在 Nginx 端修改了下配置,重启解决了问题。

分布式一致性 Session

解决完问题,组长坐下给阿粉解释了问题原因:分布式一致性 Session

原先我们登录之后将会把用户登录信息放在 Session 中,用户每次操作首先先校验 Session 是否存在用户信息,如果不存在将会强制让用户先去登录。

原先架构的中我们只有一台应用系统,所有操作都在一台 Tomcat 上,这当然没有什么问题。

但是现在我们部署了两台系统,由于 Nginx 使用默认负载均衡策略(轮询),请求将会按照时间顺序逐一分发到后端应用上。

也就是说刚开始我们在 Tomcat1 登录之后,用户信息放在 Tomcat1 的 Session 里。过了一会,请求又被 Nginx 分发到了 Tomcat2 上,这时 Tomcat2 上 Session 里还没有用户信息,于是又要登录。

另外由于我们系统采用单点登录的方式,Tomcat2 登录之后会将 Tomcat1 登录信息失效,于是乎等到 Nginx 再把流量分发到 Tomcat1 时,Session 中用户登录信息已经失效,又要重新登录。

3.jpg

知道了问题,阿粉当然想知道解决办法了,于是组长教了阿粉分布式一致性 Session 四种解决办法,阿粉给大家整理了一下:

4.jpg

下面阿粉将会以阿粉跟组长对话的形式,讲解分布式一致性 Session 解决办法。

Session 复制

组长:

如果此时 Tomcat1 Session 存在用户信息,而 Tomcat2 上没有存在。

这时如果我们将 Tomcat1 的 Session 复制到 Tomcat2 上,后面 Nginx 将请求转发到 Tomcat2 上,由于 Tomcat2 存在 Session ,这时就不需要再重新登录了。

架构图如下:

5.jpg

一致性 Session-Session 复制

Tomcat 的 Session 复制的配置,网上有比较多的例子,这里阿粉就不再贴了,感兴趣的同学可以自行搜索一下。

阿粉:

对的,这种方式挺好啊。Tomcat 就支持这种方式,我们只需要修改 Tomcat 配置就好,我们应用代码都不用修改了。

组长:

说的对,但是这种方式还是有很多缺点。

第一,Session 复制传输需要占用内网带宽。

第二,我们的例子就只有两台机器,这个复制性能还可以。但是假设我们有 N 台机器,那么每次复制都要复制给 N-1 台机器,如果机器很多,可能会形成网络风暴,复制性能也会呈指数级下降。

第三, Tomcat 需要保存所有的 Session 数据,这个方案的 Session 存储在内存中,容易受到机器的总内存的限制。我们没办法通过加机器的方式水平扩展,我们能做的方式就是加大机器内存。但是机器内存越大,价格真的很贵!!!

所以不推荐使用这种方案。

Session 前端存储

阿粉:

恩,这个方案确实有点不靠谱~

哎,有了!我们的 Session 里面其实就是存了用户的信息,那我现在不存 Tomcat Session 里,我把信息拿出来,存到浏览器的 Cookie 中。

这样,每个用户浏览器存储自己的 Cookie 信息,服务端就不需要存储,这就解决了 Session 复制方案的缺陷了。

接下来用户每次请求都把这个 Cookie 给我发过来,我判断 Cookie 里面用户信息不就好了。

架构图如下:

6.jpg

一致性 Session-Session 前端存储

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