微服務服務器集群Session管理演進史
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應用服務器的高可用設計主要基于服務無狀態(tài)這一特性,但事實上,業(yè)務總
是有狀態(tài):
在電商網(wǎng)站,需要有購物車記錄用戶的購買信息,用戶每次購買請求都是向購物車中增加商品
在社交類網(wǎng)站,需要記錄用戶的當前登錄狀態(tài)、最新發(fā)布的消息及好友狀態(tài)等,用戶每次刷新頁面都需要更新這些信息
Web 應用中將這些多次請求修改使用的上下文對象稱作會話(Session)。單機情況下,Session 可由部署在服務器上的Web 容器( 如Tomcat) 管理。
在使用負載均衡的集群環(huán)境中,由于負載均衡服務器可能會將請求分發(fā)到集群中的任何一臺應用服務器上,所以保證每次請求依然能夠獲得正確的Session比單機時要復雜很多。
集群環(huán)境下,Session 管理主要有以下幾種手段:

1 Session 復制

早期系統(tǒng)使用的一種服務器集群Session管理機制。應用服務器開啟Web 容器的Session復制功能,在集群中的幾臺服務器之間同步Session對象,使得每臺服務器上都保存所有用戶的Session信息,這樣任何一臺機器宕機都不會導致 Session 數(shù)據(jù)丟失,而服務器使用Session時,也只需在本機獲取。
1.1 優(yōu)點

雖然簡單,從本機讀取Session信息也很快速,但只能使用在集群規(guī)模比較小的情況下
1.2 缺點

當集群規(guī)模較大時,集群服務器間需要大量的通信進行Session復制,占用服務器和網(wǎng)絡的大量資源,系統(tǒng)不堪負擔
而且由于所有用戶的Session信息在每臺服務器上都有備份,在大量用戶訪問的情況下,甚至會出現(xiàn)服務器內(nèi)存不夠Session使用的情況
而大型網(wǎng)站的核心應用集群就是數(shù)千臺服務器,同時在線用戶可達千萬,因此并不適用這種方案

2 Session綁定(黏滯sticky)

可利用負載均衡的源地址Hash算法實現(xiàn)。
負載均衡服務器(比如 nginx)總是將來源于同一IP的請求分發(fā)到同一臺服務器上(也可以根據(jù)Cookie信息將同一個戶的請求總是分發(fā)到同一臺服務器上,當然這時負載均衡服務器必須工作在HTTP 協(xié)議層)。這樣在整個會話期間,用戶所有的請求都在同一臺服務器上處理,即Session綁定在某臺特定服務器上,保證Session總能在這臺服務器上獲取
利用負載均衡的會話黏滯機制將請求綁定到特定服務器

但是Session綁定的方案顯然不符合我們對系統(tǒng)高可用的需求。
缺點

一旦某臺服務器宕機,那么該機器上的Session也就不復存在了,用戶請求切換到其他機器后因為沒有Session而無法完成業(yè)務處理
因此雖然大部分負載均衡服務器都提供源地址負載均衡算法,但很少有網(wǎng)站利用這個算法進行Session管理。

3 利用Cookie 記錄Session

早期系統(tǒng)使用C/S架構(gòu),一種管理Session的方式是將Session記錄在客戶端,每次請求服務器的時候,將Session放在請求中發(fā)送給服務器,服務器處理完請求后再將修改過的Session響應給客戶端
如今的B/S架構(gòu),網(wǎng)站沒有客戶端,但是可以利用劉覽器支持的Cookie記錄Session
3.1 缺點

受Cookie大小限制,能記錄的信息有限
每次請求響應都需要傳輸Cookie,影響性能
如果用戶關(guān)閉Cookie,訪問就會不正常
3.2 優(yōu)點

由于Cookie的
簡單易用
可用性高
支持應用服務器的線性伸縮
而大部分應用需要記錄的Session 信息又比較小
因此事實上,許多網(wǎng)站都或多或少地使用Cookie記錄Session。

4 Session服務器

那么有沒有可用性高、伸縮性好、性能也不錯,對信息大小又沒有限制的服務器集群Session管理方案呢?
答案就是Session服務器!利用獨立部署的Session服務器(集群)統(tǒng)一管理Session,應用服務器每次讀寫Session時,都訪問Session服務器
這種方案事實上是將應服務器的狀態(tài)分離,分為
無狀態(tài)的應用服務器
有狀態(tài)的Session服務器
然后針對這兩種服務器的不同特性分別設計其架構(gòu)
對于有狀態(tài)的Session服務器,一種比較簡單的方法是利用
分布式緩存

即使用cacheDB存取session信息,應用服務器接受新請求將session信息保存在redis中,當應用服務器發(fā)生故障時,web服務器會遍歷尋找可用節(jié)點,分發(fā)請求,當應用服務器發(fā)現(xiàn)session不在本機內(nèi)存時,則去redis中查找,如果找到則復制到本機,這樣實現(xiàn)session共享和高可用。
數(shù)據(jù)庫等

在這些產(chǎn)品的基礎上進行包裝,使其符合Session 的存儲和訪問要求。如果業(yè)務場景對Session 管理有比較高的要求,比如利用Session 服務集成單點登錄(SSO)、用戶服務等功能,則需要開發(fā)專門的Session服務管理平臺。
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