Linux平台上搭建apache+tomcat负载均衡集群

传统的Java Web项目是通过tomcat来运行和发布的。但在实际的企业应用环境中，采用单一的tomcat来维持项目的运行是不现实的。tomcat 处理能力低，效率低，承受并发小（1000左右）。当用户请求较少时，单一的tomcat能够快速响应用户请求，但如果访问量一大，tomcat处理能力 跟不上，无法及时响应请求，就会造成用户等待；如果访问量过大，超出tomcat的承受能力，还可能导致tomcat超载故障。

apache 是一个 web 服务器环境程序，可以作为web 服务器使用。Apache对并发请求的处理能力较tomcat强，对静态页面（如 asp，php，cgi，jsp等）的处理上比tomcat更为迅速，但apache不支持动态网页（需借助tomcat）。

因此实际应用中可以搭建apache+tomcat负载均衡集群，一个apache 作为 Web 服务器，为网站的静态页面请求提供服务；并使用 tomcat 服务器作为一个 Servlet/JSP 插件，用于处理网站的动态页面。当用户通过浏览器发出请求时，客户请求首先会发送 到 apache，如果请求是静态文本则由 apache 解析，并把结果返回给客户端；如果是动态的请求，如 jsp，apache 会把解析工作交 给 tomcat，由 tomcat 进行解析（这首先要两者现实整合），tomcat 解析完成后，结果仍是通过 apache 返回给客户端。这样就 可以达到分工合作,实现负载均衡，提高系统的性能!

工具/原料

• Linux系统：选用Redhat的开源版本CentOS操作系统（这里用CentOS 5.5版本）

• JDK：选用版本为jdk1.7.0_45，安装包jdk-7u45-linux-i586.tar.gz

• Apache：选用版本2.4.7，安装包httpd-2.4.7.tar.gz

• Tomcat：选用版本7.0.47，安装包apache-tomcat-7.0.47.tar.gz

• JK：选用版本1.2.37，安装包：tomcat-connectors-1.2.37-src.tar.gz

  方法/步骤

   

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     找一台计算机做linux服务器，在上面安装CentOS操作系统，可以采用光盘安装、u盘安装等方式进行，网络上有很多相对完整的教程，这里就不做具体阐述了

     
  2. 2

     在linux服务器上安装CentOS之后，事先将所有软件的安装包上传到linux服务器上，并放置在/software目录下。

     
  3. 3

     JDK安装（1）：如 图所示，因为CentOS自带有open jdk，需要将其删除，再重新安装oracle jdk。但如果直接在centOS的“应用程序--添加/删除软件--基本系统--java”中，删除java，与之相关的openoffice等软件， 也会自动随之删除，因此，在进行原有的jdk删除之前，最好先安装配置好新的jdk及相应的环境。

     
  4. 4

     JDK安装（2）：安装下载的oracle jdk。

     （1）在/usr/local目录下新建Java文件夹，并将安装包从/software目录拷贝到/usr/local/Java目录下（图形界面下直接“复制”-“粘贴”即可）。

     #cp /software/jdk-7u45-linux-i586.tar.gz/usr/local/Java

     （2）定位到文件夹/usr/local/Java。

     #cd /usr/local

     （3）解压安装包到当前目录。

     #tar -zxvf jdk-7u45-linux-i586.tar.gz

     （4）配置java的环境变量。

     为了系统中所有用户都能使用java环境，修改系统中的环境配置文件/etc/profile。在文件最后添加下列语句：

     export JAVA_HOME=/usr/local/Java/jdk1.7.0_45

     export CLASSPATH=.:$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib

     export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin

     （5）修改完成以后，logout再重新登陆，或#source /etc/profile，使文件立即生效。

  5. 5

     JDK安装（3）：查看与系统自带open jdk有关的包。

     在终端中输入“rpm -qa|grep gcj”，查看gcj的版本号，在这里得到的结果如图所示：

     
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     JDK安装（4）：卸载系统自带open jdk。

     在终端中输入“yum -y remove javajava-1.4.2-gcj-compat-1.4.2.0-40jpp.115”，然后等待，等待系统卸载完自带的jdk。最终在终端中显示“Complete!”，卸载完成。

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     JDK安装（5）：卸载系统自带open jdk时出现问题及解决方案。

     【问题】使用yum安装或卸载软件，出现如图所示的提示错误。

     原因是系统进程已经有一个yum的update进程在运行了。可用ps -ef | grep update查看进程。解决办法是在命令行输入下面两条命令：

     #rm -f/var/run/yum.pid /sbin/service

     #yum-updatesdrestart

     然后重新执行yum的删除命令即可。

     
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     JDK安装（6）：查看jdk版本。

     在命令行中输入java -version命令可查看安装的jdk版本。如果显示出jdk安装的版本信息则说明jdk安装成功。

     如果出现如图所示的错误信息，则是因为系统的selinux的设置问题，即开启了selinux服务。解决办法如下：

     （1）打开/etc/selinux/config；

     （2）把selinux=enforcing改为selinux=disabled；

     （3）重启linux。

     
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     Apache安装（1）：

     如下图所示，使用# rpm -qa|grep httpd，查看与httpd相关软件包。发现CentOS自带有apache，版本为2.2.3。因此在安装我们需要的apache之前，需要卸载CentOS自带的apache。

     
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      Apache安装（2）：卸载CentOS自带Apache。

      上一步我们已经查看了与httpd相关的软件包，这一步要删除删除httpd。在命令行中使用：# rpm -e httpd。

      如果出现如图所示错误，说明还有一个相关的软件包没有删除，清除之，即：# rpm -e gnome-user-share。

      
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      Apache安装（3）：再次删除httpd：# rpm -e httpd。

      可以使用参数--nodeps的意思就是不管各个程序包间的依赖关系。

      #rpm -e --nodeps httpd //这样不需要删除gnome-user-share了。

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      Apache安装（4）：重新安装自己下载的Apache

      （1）将安装包从/software目录拷贝到/usr/local目录下。

      #cp /software/httpd-2.4.7.tar.gz /usr/local

      （2）定位到文件夹/usr/local。

      #cd /usr/local

      （3）解压安装包到当前目录。

      #tar -zxvf httpd-2.4.7.tar.gz

      （4）定位到文件夹/usr/local /httpd-2.4.7。

      #cd httpd-2.4.7

      （5）设置安装路径和需要编译的模块。

      # ./configure--prefix=/usr/local/apache --enable-so -enable-proxy -enable-proxy_http=shared--enable-module=so --enable-mods-shared=all --enable-proxy-ajp=shared  --enable-proxy-balancer -with-mpm=worker

      //备注：prefix定义apache的安装路径

      （6）编译通过，继续安装apache。

      #make && makeinstall

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      Apache安装（5）：apache安装的check过程中出错，如图所示：APR not found 。原因是没有安装apr。

      在/usr/local目录下安装apr：

      #tar -zxvf apr-1.5.0.tar.gz

      #cd apr-1.5.0

      #./configure --prefix=/usr/local/apr

      #make

      #make install

      安装完成后再来configure apache。

      
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      Apache安装（6）：apache安装的check过程中出错，如图所示：APR-util not found。原因是没有安装apr-util。

      在/usr/local目录下安装apr-util：

      #tar -zxvf apr-util-1.5.3.tar.gz

      #cd apr-util-1.5.3

      #./configure--prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr

      #make

      #make install

      安装完成后，在apache的./configure 最后增加--with-apr=/usr/local/apr --with-apr-util=/usr/local/apr-util，重新configure apache。

      
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      Apache安装（7）：apache安装的check过程中出错，如图所示，原因是没有安装pcre。

      在/usr/local目录下安装pcre：

      # tar -zxvf pcre-8.32.tar.gz

      #cd pcre-8.32

      #./configure--prefix=/usr/local/pcre

      #make

      #make install

      安 装完成后，在apache的./configure 最后增加./configure 时加上参数 --with-apr=/usr/local/apr/ --with-apr-util=/usr/local/apr-util/--with-pcre=/usr/local/pcre，重新 configure apache。

      
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      Apache安装（8）：编译通过，继续安装apache。 #make && makeinstall 。

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      Apache配置及测试（1）：安装完毕后，在测试启动apache之前先修改/apache/conf /httpd.conf。

      （1）查找ServerName，打开注释，将ServerName值改为对应的IP地址。

      （2）在DirectoryIndex中添加 index.jsp。

      （3）以下2个注释去掉:

      #Include conf/extra/httpd-mpm.conf

      #Include conf/extra/httpd-default.conf

      

      
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      Apache配置及测试（2）：保存httpd.conf文件的修改，启动apache服务。

      # /usr/local/apache/bin/apachectl start

      浏览器访问http://127.0.0.1，提示无法连接。说明apache没有成功启动。查看错误日志（/apache/logs /error_log），发现如图错误信息。原因是httpd.conf里面的mod_slotmem_shm.so没有加载。将httpd.conf 文件中的“#LoadModule slotmem_shm_module modules/mod_slotmem_shm.so”前的“#”去掉即可。

      
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      Apache配置及测试（3）：

      （1）重新启动apache并查看httpd是否运行。

      # /usr/local/apache/bin/apachectl start

      # ps -ef | grep httpd

      （2）浏览器测试apache。在浏览器中访问http://127.0.0.1 。页面出现“It's Works！”字样即为成功。

      

      
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      Apache的启动和关闭：

      在/usr/local/apache/bin下有可执行程序。

      （1）启动apache服务：# /usr/local/apache/bin/apachectl start

      （2）关闭apache服务：#  /usr/local/apache/bin/apachectlstop

      （3）重启apache服务：#  /usr/local/apache/bin/apachectl restart

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      Tomcat安装、测试及配置（1）：安装tomcat

      （1）将安装包从/software目录拷贝到/usr/local目录下（图形界面下直接“复制”-“粘贴”即可）。

      #cp /software/apache-tomcat-7.0.47.tar.gz/usr/local

      （2）定位到文件夹/usr/local/。

      #cd /usr/local

      （3）解压安装包到当前目录。

      #tar -zxvf apache-tomcat-7.0.47.tar.gz

      （4）修改配置文件，增加java的环境变量信息。在/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin下有文件catalina.sh 在文件头部增加下列信息：

      exportJAVA_HOME=/usr/local//Java/jdk1.7.0_45

      exportCLASSPATH=.:$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib

      exportPATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin

      （5）启动tomcat，结果如下图所示。

      #/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/startup.sh

      
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      Tomcat安装、测试及配置（2）：浏览器测试tomcat是否启动

      测试tomcat。打开浏览器访问http://127.0.0.1:8080，可以看到tomcat的启动欢迎页面，证明tomcat配置正确。

      
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      Tomcat安装、测试及配置（3）：tomcat的启动和关闭

      在/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin下有可执行程序。

      （1）启动tomcat服务：

      # /usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/startup.sh

      # /usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/catalina.sh start

      （2）关闭tomcat服务：

      # /usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/shutdown.sh

      # /usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/catalina.sh stop

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      Tomcat安装、测试及配置（4）：java web项目发布

      （1）用eclipse将编译好的Java Web项目导出成war包。

      （2）将war包放置到linux服务器上的tomcat的webapps目录下。如本次配置放在/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/webapps下。

      （3）启动tomcat后，tomcat会自动将war包解压并运行Java Web项目。

      （4）打开浏览器，输入http://127.0.0.1:8080/SessionTest（项目名），就可以访问项目。

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      Tomcat安装、测试及配置（5）：设置Tomcat默认访问项目

      打开/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/conf/server.xml，在<Host></Host>标签之间加入下面的语句：

      <Contextpath="" docBase="SessionTest" debug="0"reloadable="false" />

      <Context>标签的docBase值为想要默认访问的项目名称，此处为SessionTest。文件修改后如图所示。然后重新启动tomcat，打开浏览器，输入http://127.0.0.1:8080，就可以访问SessionTest项目。

      
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      mod_jk安装：

      mod_jk的作用：连接apache和tomcat集群的中间件。

      mod_jk的安装包：tomcat-connectors-1.2.37-src.tar.gz。

      安装步骤如下：

      （1）将安装包从/software目录拷贝到/usr/local目录下（图形界面下直接“复制”-“粘贴”即可）。

      #cp /software/tomcat-connectors-1.2.37-src.tar.gz /usr/local

      （2）定位到文件夹/usr/local/。

      #cd /usr/local

      （3）解压安装包到当前目录。

      # tar -zxvf tomcat-connectors-1.2.37-src.tar.gz

      （4）编译安装mod_jk。

      #cd /tomcat-connectors-1. 2.37-src/native

      # chmod 755buildconf.sh

      # ./buildconf.sh

      # ./configure--with-apxs=/usr/local/apache/bin/apxs

      # make

      # make install

      （5）将/tomcat-connectors-1.2.37/apache-2.0下的mod_jk.so文件拷贝到apache安装目录下的modules文件夹下面。

      # cp ./apache-2.0/mod_jk.so/usr/local/apache/modules/

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      负载均衡集群配置（1）：修改Tomcat/conf 路径下的server.xml。

      修改< Connector>节点值，是关于使用ajp连接apache和tomcat时的配置。修改成如下形式：

      <!-- Definean AJP 1.3 Connector on port 8009 -->

      <Connectorport="8009"protocolhandlerclassname="org.apache.jk.server.jkcoyotehandler"protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

      注意：如果一台机器上同时运行多个tomcat,一定要将每个tomcat对应的Connector标签的port端口设为不同的值

  28. 28

      负载均衡集群配置（2）：修改Tomcat/conf 路径下的server.xml。

      修改<Engine>的配置。将<Engine>的注释打开，为安装的tomcat命名，即修改jvmRoute的值为 “tomcat实例名”（不同的tomcat赋予不同值，此处安装了两个tomcat，分别命名为tomcat1和tomcat2），修改结果参见下图：

      

  29. 负载均衡集群配置（3）：修改Tomcat/conf 路径下的server.xml。

      在<Engine>或<Host>元素下添加以下内容均可：

      <ClusterclassName="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster">

      <ManagerclassName="org.apache.catalina.ha.session.BackupManager"

      expireSessionsOnShutdown="false"

      notifyListenersOnReplication="true"

      mapSendOptions="6"/>

      <!--

      <ManagerclassName="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"

      expireSessionsOnShutdown="false"

      notifyListenersOnReplication="true"/>

      -->

      <ChannelclassName="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">

      <MembershipclassName="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"

      address="224.0.0.1 "

      port="45564"

      frequency="500"

      dropTime="3000"/>

      <ReceiverclassName="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"

      address="auto "

      port="4001"

      autoBind="100"

      selectorTimeout="5000"

      maxThreads="6"/>

      <SenderclassName="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">

      <TransportclassName="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>

      </Sender>

      <InterceptorclassName="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>

      <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatch15Interceptor"/>

      </Channel>

      <ValveclassName="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"filter=""/>

      <ValveclassName="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>

      <DeployerclassName="org.apache.catalina.ha.deploy.FarmWarDeployer"

      tempDir="/tmp/war-temp/"

      deployDir="/tmp/war-deploy/"

      watchDir="/tmp/war-listen/"

      watchEnabled="false"/>

      <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteSessionIDBinderListener"/>

      <ClusterListenerclassName="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>

      </Cluster>

  30. 负载均衡集群配置（4）：修改Tomcat/conf 路径下的server.xml。

      修改<Cluster>节点信息。

      <MembershipclassName="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"

      bind="127.0.0.1"  <!—如果主机有vpn-虚拟专用网络，需要要bind下。如果没有的话可以不用加bind，否则会导致session无法复制-->

      address="228.0.1.99"  #广播地址，同一组tomcat集群一样

      port="45564"   #同一组tomcat集群一样

      frequency="500"

      dropTime="3000"/>

      <ReceiverclassName="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"

      address="172.**.***.201"    #修改为本机IP地址

      port="5000"   #（tomcat默认可以检测到4000～4100之间的端口）

      <!-- 如果是在同一台电脑上配置负载，要修改这个端口，否则会因为端口冲突不起作用的。-->

      selectorTimeout="100"

      maxThreads="6"/>

  31. 负载均衡集群配置（5）：修改待发布项目的web.xml

      需要发布的项目放在tomcat的webapps文件夹下，在每个待发布项目的web.xml末尾的</web-app>标签里添加<distributable/>，确保session能够复制。如下图所示。

      

  32. 负载均衡集群配置（6）：Apache配置——修改 httpd.conf

      在apache的conf下的httpd.conf 文件尾部追加以下内容：

      #加载mod_jk Module

      LoadModule jk_module modules/mod_jk.so

      <Ifmodule mod_jk.c>

      #指定workers.properties文件路径

      JkWorkersFile/usr/local/apache/conf/workers.properties

      #指定jk logs文件存放位置

      JkLogFile/usr/local/apache/logs/mod_jk.log

      #Set the jk log level [debug/error/info]

      JkLogLevel info

      #Select the log format

      JkLogStampFormat "[%a %b %d%H:%M:%S %Y]"

      #JkOptions indicate to send SSL KEYSIZE,

      JkOptions  +ForwardKeySize +ForwardURICompat-ForwardDirectories

      #JkRequestLogFormat set the requestformat

      JkRequestLogFormat "%w %V %T %q %U%R"

      #JkShmFile to put logs

      JkShmFile/usr/local/apache/logs/mod_jk.shm

      </IfModule>

      #指定哪些请求交给tomcat处理，哪些请求交给apache处理

      #注意：" loadbalancer "为在workers.propertise里指定的负载分配控制器

      JkMount /*.jsp loadbalancer  #所有的jsp都交给tomcat处理

  33. 负载均衡集群配置（7）：Apache配置——创建workers.properties

      httpd.conf的最后添加的配置中workers.properties文件是不存在的，需要我们自己在apache/conf路径下创建。workers.properties文件用于对负载均衡的负载器worker

      （即tomcat）进行具体的登记，此处的2个tomcat就作为2个worker被登记在这个文件中。

      workers.properties具体配置如下：

      #workers.properties

      #

      # in unix, weuse forward slashes:

      ps=/

      # workers 列表

      worker.list=tomcat1,tomcat2, loadbalancer, status

      #--------------------------------------------------------------------

      # 第一个tomcat

      #--------------------------------------------------------------------

      worker.tomcat1.port=8009   #对应tomcat的server.xml中配置的ajp13端口号

      worker.tomcat1.host=127.0.0.1  #tomcat1的主机地址，如不为本机，请填写IP地址

      worker.tomcat1.type=ajp13  #定向包协议

      worker.tomcat1.lbfactor=1  #server的负载分配权重，值越高，分得的请求越多

      #以下为非必要配置，这部分配置tomcat2的配置同tomcat1

      #worker.tomcat1.cachesize=1000  #配置tomcat的jk连接缓存大小 (非必要)

      #worker.tomcat1.cachesize_timeout=600  # (非必要)

      #worker.tomcat1.reclycle_timeout=300  # (非必要)

      #worker.tomcat1.socket_keepalive=1  #防止防火墙切断未激活的网络连接(非必要)

      #worker.tomcat1.socket_timeout=300   #(非必要)

      #worker.tomcat1.local_worker=1  # (非必要)

      #worker.tomcat1.retries=3  # (非必要)

      #----------------------------------------------------------------------

      # 第二个tomcat

      #----------------------------------------------------------------------

      worker.tomcat2.port=8009

      worker.tomcat2.host=172.**.***.202  #tomcat2的主机IP地址

      worker.tomcat2.type=ajp13

      worker.tomcat2.lbfactor=1

      #----------------------------------------------------------------------

      # load balancerworker -负载均衡控制器

      # ---------------------------------------------------------------------

      worker.loadbalancer.type=lb

      worker.loadbalancer.balanced_workers=tomcat1,tomcat2  #指定分担请求的tomcat

      worker.loadbalancer.sticky_session=1    #设置为粘性session

      worker.loadbalancer.sticky_session_force=0  #设置当多次请求未响应，请求将转发

      worker.status.type=status

      #

      # end workers.properties

  34. 负载均衡集群配置（8）：Apache配置——设置apache对项目的访问路径

      修改/apache/conf/目录下的httpd.conf文件中的DocumentRoot和Directory值，将文件访问路径定位到tomcat的webapps文件夹，即待发布项目的存放位置，修改结果如下：

      DocumentRoot"/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/webapps"

      <Directory"/usr/local/apache-tomcat-7.0.47/webapps">

      Require all granted

      Orderallow,deny

      Allow from all

      </Directory>

      如此对apache的修改完成，加之tomcat设置了默认访问项目，此时就可以实现直接通过apache所在主机的IP地址来访问项目。（实际配置中，是否实现IP地址直接访问以实际需求为准）

  35. 负载均衡集群Session测试（1）：创建测试工程SessionTest

      ① 新建一个Java Web工程SessionTest，在工程下新建index.jsp，文件内容如下：

      <%@ pageimport="java.util.*" %>

      <html>

      <head>

      <title> Session Test</title>

      </head>

      <body bgcolor="red">

      <%

      out.print("session Id:"+session.getId());

      %>

      <formaction="index.jsp" method="post">

      key<input type="text" name="key"/>

      <br />

      value<input type="text"name="value" />

      <br />

      <input type="submit"value="Submit" />

      <br />

      </form>

      <%

      String key =request.getParameter("key");

      if(key!=null &&key.isEmpty()==false)

      {

      String value =request.getParameter("value");

      session.setAttribute(key, value);

      Enumeration e =session.getAttributeNames();

      while (e.hasMoreElements())

      {

      String sKey = (String)e.nextElement();

      String sValue = (String)session.getAttribute(sKey);

      out.print(sKey+ " ="+sValue+"<br>");

      }

      }

      %>

      </body>

      </html>

      ② 修改SessionTest的web.xml，在web.xml末尾的</web-app>标签里添加<distributable/>。

      ③ 将该项目放入同一组的tomcat的webapps下，并且使同一组的每个tomcat的项目中index.jsp的<bodybgcolor="red"> 颜色选用不同的颜色。（此处tomcat1为red，tomcat2为green）

  36. 负载均衡集群Session测试（2）：session粘性测试

      启动同组tomcat以及apache。浏览器访问apache所在的主机IP地址：http://172.18.145.201/, 显示如图一所示页面。从页面显示的session Id可以看出请求访问的是tomcat1。

      如图二所示，发现多次刷新或submit后，请求访问的一直是tomcat1，并且session Id一直保持不变，session中的数据也能够保持，说明session粘性良好。

      

      

  37. 负载均衡集群Session测试（3）：session复制测试

      启动同组tomcat以及apache。浏览器访问apache所在的主机IP地址：http://172.18.145.201/,从页面显示的session Id可以看出请求访问的是tomcat1。提交几组session数据，显示结果如图一所示。

      此时停掉tomcat1，再次提交session数据，或刷新页面，结果如图二所示，发现请求被转发给tomcat2，页面访问正常。页面颜色改变，但Session Id保持不变，session数据也全部传递给tomcat2，表明session复制良好。

      

      

  38. 至此，apache+tomcat的负载均衡集群就全部配置完成了。如果想实现开机时负载集群服务自启动的话，可将如下内容添加至/etc/rc.d/rc.local文件末尾：

      /usr/local/apache-tomcat-7.0.47/bin/catalina.shstart

      /usr/local/apache/bin/apachectlstart