组件层级：

Server
|
Service
|
Engine
|  \
|  --- Cluster --*
|
Host
|
------
/      \
Cluster    Context(1-N)
|             \
|             -- Manager
|                   \
|                   -- DeltaManager
|                   -- BackupManager
|
---------------------------
|                       \
Channel                    \
----------------------------- \
|                          \
Interceptor_1 ..               \
|                            \
Interceptor_N                    \
-----------------------------      \
|          |         |             \
Receiver    Sender   Membership       \
-- Valve
|      \
|       -- ReplicationValve
|       -- JvmRouteBinderValve
|
-- LifecycleListener
|
-- ClusterListener
|      \
|       -- ClusterSessionListener
|
-- Deployer
\
-- FarmWarDeployer

工作原理

为了便于理解集群的工作机制，下面将通过一些实际情境来加深一下你的理解，我们只打算采用 2 个 Tomcat 实例：Tomcat A 和 Tomcat B。具体发生的事件流程为：

1. Tomcat A 启动。
2. Tomcat A 启动完毕后，Tomcat B 才启动。
3. Tomcat A 接收一个请求，创建了一个会话 S1。
4. Tomcat A 崩溃。
5. Tomcat B 接收到对会话 S1 的请求。
6. Tomcat A 启动。
7. Tomcat A 接收到一个请求，调用会话 S1 上的 invalidate 方法。
8. Tomcat B 接收到一个对新会话 S2 的请求。
9. Tomcat A 会话 S2 由于不活跃而超时。

介绍完了事件序列，下面详细剖析一下在会话复制代码中到底发生了什么。

1.Tomcat A 启动

Tomcat 使用标准启动顺序来启动。Host 对象创建好之后，会关联一个 Cluster 对象。在解析上下文时，如果 web.xml 中包含 distributable 元素，Tomcat 就会让 Cluster 类（在该例中是 SimpleTcpCluster）创建复制的上下文的管理器。启用了集群并在 web.xml 中设置了 distributable 元素后，Tomcat 会为该上下文创建一个 DeltaManager（而不是 StandardManager）。Cluster 类会启动一个成员服务（组播）和一个复制服务（TCP 单播）。下文将会介绍更多的架构细节。

2.Tomcat B 启动

Tomcat B 启动时，采取的顺序与 Tomcat A 基本一样。集群启动，建立成员（Tomcat A 与 Tomcat B）。Tomcat B 会请求集群中已有服务器（本例中是 Tomcat A）的会话状态。如果 Tomcat A 响应该请求，那么在 Tomcat B 开始侦听 HTTP 请求之前，Tomcat A 会将会话状态传到 Tomcat B那里；如果 Tomcat A 没有响应该请求，Tomcat 会等待 60 秒，超过这个时间之后，发出一个日志项。该会话状态会发送到每一个在 web.xml 中设置了 distributable 元素的应用。注意：为了有效地使用会话复制，所有的 Tomcat 实例都必须拥有相同的配置。

3.Tomcat A 接收一个请求，创建了一个会话 S1

Tomcat A 对发送给它的请求的处理方式，与没有会话复制时的处理方式完全相同。请求完成时会触发相应行为，ReplicationValve 会在响应返回用户之前拦截请求。如发现会话已经更改，则使用 TCP 将会话复制到 Tomcat B 上。一旦序列化的数据被转交给操作系统的 TCP 逻辑，请求就会重新通过 valve 管道返回给用户。对于每一个请求，都将复制所有的会话，这样做就有利于复制那些在会话中修改属性的代码，使其即使不必调用 setAttribute 或removeAttribute，也能被复制。另外，使用 useDirtyFlag 配置参数也可以优化会话的复制次数。

4.Tomcat A 崩溃

当 Tomcat A 崩溃时，Tomcat B 会接到通知，得知 Tomcat A 已被移出集群，随即 Tomcat B 就在其成员列表中也将 Tomcat A 移除，Tomcat B 从而不再收到关于 Tomcat A 的任何通知。负载均衡器会把从 Tomcat A 发送给 Tomcat B 的请求重新定向，所有的会话都将保持现有的状态。

5.Tomcat B 接收到对会话 S1 的请求

毫无悬念，Tomcat B 会照处理其他请求的方式那样来处理该请求。

6.Tomcat A 启动

在 Tomcat A 开始接收新的请求之前，将会根据上面（1）（2）两条所所说明的启动序列来启动。Tomcat A 会加入集群，联系 Tomcat B 并获取所有的会话状态。一旦接收到会话状态，就会完成加载，并打开 HTTP/mod_jk 端口。所以，除非 Tomcat A 从 Tomcat B 那里接收到了会话变更，否则没有发给 Tomcat A 的请求。

7.Tomcat A 接收到一个请求，调用会话 S1 上的 invalidate 方法

会拦截对 invalidate 的调用, 并且 session 会被加入失效会话队列。 在请求完成时，不会发送会话改变消息，而是发送一个 “到期” 消息给 Tomcat B，Tomcat B 也会让此会话失效。

8.Tomcat B 接收到一个对新会话 S2 的请求

同步骤 3。

9.Tomcat A 会话 S2 由于不活跃而超时

invalidate 调用会被拦截，当一个会话被用户标记失效时，该会话就会加入到无效会话队列。此时，失效的会话不会被复制，直到另一个请求通过系统并检查无效会话队列。

Membership 集群成员是通过非常简单的组播 ping 命令来实现的。每个 Tomcat 实例都会定期发送一个组播 ping，ping 消息中包含 Tomcat 实例自身的 IP 和配置的 TCP 监听端口。如果实例在一个给定的时间内没有收到这样的 ping 信息,就会认为那个成员已经崩溃了。非常简洁高效！当然，您需要在系统上启用广播。

TCP 复制 一旦收到一个多播 ping 包，在下一个复制请求时成员被添加到集群，发送实例将使用的主机和端口信息，以及建立TCP套接字。使用该套接字发送序列化的数据。之选择TCP套接字，是因为它内建有流量控制和保证发送的功能。所以发送的数据肯定会到达那里。

分布式的锁定与使用架构的页面s Tomcat 在跨集群同步不保持会话实例。这种逻辑的实现将是多开销和导致各种各样的问题。如果你的客户用同一个会话同时发送多个请求，那么最后的请求将会覆盖集群中的其他会话。

利用 JMX 监控集群

使用集群时，如何监控是一个重要课题。有些集群对象是 JMX MBean。

添加下列属性到启动脚本上。

set CATALINA_OPTS=\
-Dcom.sun.management.jmxremote \
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=%my.jmx.port% \
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false

下面是 Cluster 的 MBean 列表：