基于Jboss AS集群的Web应用架构设计

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摘 要：这篇文章从软件开发实用技术的角度出发，介绍了一种采用Java开源软件JBoss AS 所提供的集群功能，来架构、设计、开发高性能、高可靠性的Web应用的方法。

关键字：集群；JBoss AS；Web应用；架构设计

中图分类号：TP311.56，TP302.1，TP319

Web Application Architecture and Designment Based on JBoss AS Cluster

YIN Wan-cheng

（Key Laboratory of Information Network Security, Ministry of Public Security, Shanghai, 201204）

Abstract：Following the applied points of software development technology, this paper introduce a template of architecture designment and development high performance and high availability web application.

Key words: Cluster; JBoss AS;Web Application;Architecture and Designment

1 引 言

随着Internet技术的不断发展，Internet用户的不断增加，现代信息社会对Internet应用的需求也越来越大。Web应用是Internet的核心内容，如何设计、开发、部署高性能、高可靠性的Web应用成为广大ICP（Internet Content Provider）厂商和相关技术人员关注的焦点。集群（Cluster）技术虽诞生已久，但应用还不广泛。随着计算机技术的不断发展，社会上提供集群功能的软件也越来越多。本文通过介绍引入一种开源应用服务器（Application Server）软件JBoss AS和它提供的集群功能，结合Web应用架构设计开发中的常见问题，提供一种架构、设计、开发、部署高性能、高可靠性Web应用的方案，希望能对读者有所帮助。

2 JBoss AS和JBoss Cluster

JBoss AS是一种开源的实现Java EE（Enterprise Edition）规范的应用服务器软件，是目前社会上应用最广的Java EE应用服务器软件之一。目前最新的稳定版是实现Java EE v6的Jboss-6.1.0.Final。它已根据潜在用户的不同需求定制了几个配置，如all、default、minimal、standard等。

JBoss Cluster开始于2001年4月，现在已部署在JBoss AS的all配置中。用户只需进行简单修改就能利用JBoss Cluster提供的强大功能。JBoss Cluster是一组具有共同功能的节点（Node）的划分（Partition）。一个节点可以是一台JBoss AS机器，也可以是一台机器中多个JBoss AS实例（Instance）中的一个。通过多节点的架构，JBoss Cluster就能实现容错恢复（Fault Tolerance）和负载均衡（Load Balancing）的目的，能容错恢复就能提高系统的可靠性，能负载均衡就能提高系统的性能。

JBoss Cluster的特点：集群中的节点通过底层软件JGroup的多播数据包能自动发现；对JNDI（Java Naming and Directory Interface）、EJB（Enterprise Java Bean）等的容错恢复和负载均衡；对HTTP Session的复制等。

3 Web应用与Java EE简介

Web应用技术从1989年发展到现在，从静态HTML页面到动态服务页面，再到现在Web2.0。Web应用也从最初的信息检索，发展到现在以人为中心的、以数据为核心的社会服务形式。但客户端请求（Request）、服务器端响应（Response）的传统应答模式没有改变。高可靠性（Hign Availability）、高性能计算（High Performance Computing）仍然是Web应用系统的追求目标。

Java EE为企业开发基于Java语言的应用提供了一组规范（Specification）。依照该规范开发的基础软件（Web Server和Application Server）和上层应用软件可以由不同厂商独立开发，同一应用软件可以部署在不同的基础软件上，从而为软件的跨平台、可移植提供了保障。该规范很好地涵盖了Web应用开发的很多方面，定义了一组企业开发组件：

 Servlet：用来接收客户端发送过来的Http Request，并做出相应的Http Response。

 Entity Bean：用来展示、保存实体数据，与企业信息存储系统交互。

 Stateless Session Bean：客户端随机使用一个该实例，该实例的两次函数调用间不保存客户端状态。

 Stateful Session Bean：该实例保存函数调用间的状态，一个客户端生产对应的一个实例。

 Singleton Session Bean：只有一个实例，在多个客户端间共享，支持并发访问。

4 jboss Cluster中Java EE核心服务、开发组件的集群化

JNDI：是Java EE应用服务器提供的最重要服务之一，JBoss Cluster提供的HA-JNDI服务具有透明的容错恢复、负载均衡、客户端自动发现、统一的JNDI视图等。对于在同一AS中的客户端，只需在初始化InitialContext时，指定jnp.partitionName的值为你的分区名；对于客户端在另一个JVM（Java Virtual Machine）中的客户端，则需在初始化InitialContext时，指定java.naming.provider.url=node1:1100,node2:1100,nodeN:1100即可。

Session Bean：对于Stateless类型的Session Bean，只需在该类打上org.jboss.ejb3.annotation.Clustered的评注即可。对于Stateful类型的Session Bean，由于在函数调用间有状态，所以除了增加同样的Clustered评注外，还需指定存储状态信息的CacheConfig评注。

Entity Bean：在JBoss Cluster中，所有节点里的Entity Bean实例通过分布式缓存、复制来保持同步。通过在持久化配置文件persistence.xml中添加二级缓存来减少与数据库的往返，从而提高性能，同时给每个Entity Bean打上org.hibernate.annotations.Cache的评注

Http Session：只要是Session状态复制和负载均衡。第一步通过在web部署描述文件Web.xml中增加来实现。在JBoss AS 6.0中配置了一个基于Apache Httpd的负载均衡器mod_cluster组件，JBoss AS节点通过mod_cluster的专有连接与前端的Httpd服务器进行状态等信息的交互，从而Httpd能更快、更好地发现后台集群中JBoss AS节点的变化，为容错恢复和负载均衡提供更快的预处理。

5 系统架构设计

如图1所示：用户的http访问请求通过Apache Httpd服务器负载均衡到JBoss AS Web集群中的不同节点机器上，该节点将该请求通过https重定向到自己的登录服务Servlet上，该Servlet通过HAJNDI找到JBoss AS EJB集群中的EJB Bean，该Bean通过查询数据库等后台基础服务后，确认登录是否成功，并将结果返回给Servlet，Servlet再将登录结果直接返回给访问用户。该系统为了提高系统性能，做了两次均衡负载，首先是通过Apache Httpd将大量的访问请求随机分配给后台的Web集群，这样Web集群中的不同节点就可以并行工作；第二次是通过HAJNDI将Web集群中Servlet需要的EJB服务随机分配到EJB集群中，这样EJB集群中节点也就可以并行工作。在每个集群中通过Cache机制，也实现了高可靠性。

6 系统主类图

如图2所示：在JBoss AS Web集群中，每个节点上部署一个Web应用包（即war包），该war包中主要包含一个从HttpServlet中扩展来的LoginServlet类，该类通过检测收到请求的Scheme，如果是http则将该请求重定向为https请求，因为https请求会从用户端带上用户个人证书。该Servlet通过HAJNDIFactory得到JBoss AS EJB中的LoginServiceBean的引用。在JBoss AS EJB集群中，有一个单例、初始化的DatabaseConnectionPool，LoginServiceBean通过该单例得到DatabaseConnection实例。LoginServiceBean类定义打上@Clustered注释，是配合HAJNDI应用功能的。

7 核心代码

参考文献:

[1] Sacha Labourey, Bill Burke. 《JBoss AS Clustering》

[2] Brian Stansberry, Galder Zamarreno, and Paul Ferraro. 《High Availability Enterprise Services with JBoss Application Server Clusters》

作者简介：尹晚成（1976-），男，湖北省大冶市人，助理研究员，硕士，主要研究方向为信息网络安全应用技术