CN108540556A - 一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***及方法,其特征在于,包括客户端、负载均衡策略模块、应用服务器、一级缓存模块,所述负载均衡策略模块用于将客户端的用户请求转发给应用服务器,所述应用服务器的数量可以是一个或更多,所述应用服务器与一级缓存模块相连,所述应用服务器内设有过滤器、二级缓存模块和SessionManager(Session管理)模块,所述SessionManager模块用于将原生Session包装成代理Session,所述SessionManager模块读写一级缓存模块和二级缓存模块,达到满足性能要求的同时解决传统方式易出现的并发读写冲突、数据丢失等情况的效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机处理技术的分布式会话管理领域,特别是涉及一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***及方法。
背景技术
随着互联网的高速发展,B/S架构大规模应用,同时大量的在线用户对服务提出了愈来愈高的功能与性能要求。单机服务转向服务集群是行之有效的应对该问题的方案。
随之而来,通过HTTP Cookie和应用容器内Session保持用户上下文状态的方式也受到影响。原有的方式,在Session内容在其他服务器或均衡策略要求路由到其他服务器的情况下,将无法获取到基于应用内存的Session。目前,已提出Session数据共享的方法来解决该问题,具体为:通过共享应用内存,或是通过一台存储服务器共享各个Web服务器的Session数据。这样当任意一台服务器Session数据发生变动,都会通过该共享方式让其他Web服务器有感知。
但是,上述共享内存的方式对应用性能影响较大,对容器技术选型有较大依赖,同时严重影响集群扩展。而通过存储服务器共享Session数据,每次读写都要传输大量数据,且并发情况下多个服务器的读写容易冲突,数据会相互覆盖,存在脏数据或写丢失等情况。
因此,需要一种合理利用多级缓存,即满足性能要求,同时解决传统方式易出现的并发读写冲突、数据丢失等情况的基于高速缓存的精细化Session集群共享***及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***及方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***,其特征在于,包括客户端、负载均衡策略模块、应用服务器、一级缓存模块,所述负载均衡策略模块用于将客户端的用户请求转发给应用服务器,所述应用服务器的数量可以是一个或更多,所述应用服务器与一级缓存模块相连,所述应用服务器内设有过滤器、二级缓存模块和SessionManager(Session管理)模块,所述SessionManager模块用于将原生Session包装成代理Session,所述SessionManager模块读写一级缓存模块和二级缓存模块。
所述代理Session中设有MapProxy模块和Map模块,所述MapProxy模块与Map模块在一级缓存模块中分开存储分开管理。
所述一级缓存模块可由Redis集群或其他高速的集中式缓存构成,以实现在各个应用间快速同步代理Session。所述二级缓存模块可配置为应用级别的内存共享缓存或是线程级别的ThreadLocal缓存。
所述应用服务器可以为Tomcat服务器、Jetty服务器或其他任何支持servlet的应用容器。
一种基于高速缓存的精细化Session集群共享方法,其特征在于:包括如下步骤:
1.应用服务器接收来自客户端的用户请求,SessionManager模块创建原生Session并包装成代理Session,过滤器尝试从原生Session的cookie中获取SessionId;包装方式为代理Session实现标准的HttpSession接口,并通过类组合方式持有原生Session的引用,将其作为代理Session的私有成员变量。
2.SessionManager模块根据SessionId管理代理Session的一级缓存模块与二级缓存模块;
3.应用通过SessionManager模块获取到代理Session后,通过setAttribute()、getAttribute()方法对代理Session的属性做读写,代理Session判断读写的属性是否满足配置规则,如果满足,则通过代理Session内部的MapProxy模块直接对一级缓存模块进行读写,如果不满足,则直接使用代理Session内部的Map模块进行读写,随代理Session一起进行序列化和反序列化;
4.代理Session处理完毕,应用服务器返回响应到客户端前,在过滤器中对代理Session进行清理,SessionManager模块将代理Session数据写回一级缓存模块用以保存内置属性。
所述步骤2中包括:
201.过滤器判断cookie是否存在代理Session的SessionId,如果不存在,则SessionManager模块对其生成含有SessionId的代理Session,并把其中的SessionId在用户请求中写入cookie,将创建的SessionId作为缓存的Key,代理Session作为值存储在一级缓存模块中并根据同样策略存储在二级缓存模块中;
202.如果cookie存在SessionId,则SessionManager模块从二级缓存模块中读取SessionId绑定的代理Session;
203.如果二级缓存模块中的代理Session无法获取,则从一级缓存模块中读取代理Session;
204.SessionManager模块将代理Session缓存在二级缓存模块的应用内存或者请求线程中,如果一级缓存模块中的代理Session无法获取或不合法,则返回步骤201中的SessionManager模块生成含有SessionId的代理Session开始执行。
所述步骤3中包括:
301.应用通过SessionManager模块获取到代理Session后,通过setAttribute()、getAttribute()方法对代理Session的属性做读写,将读写的Key和代理Session关联的配置规则进行匹配;
302.对于不满足配置规则的attribute Key,直接读写应用内二级缓存中代理Session的Map模块;
303.对于满足配置规则的attribute Key,则通过代理Session的ProxyMap模块直接对一级缓存模块进行读写,所述ProxyMap代理读写的Key、Value由ProxyMap模块依据SessionId和Key管理。
当二级缓存模块配置为应用级别时,必须设置应用服务器内二级缓存失效时间小于一级缓存时间。
所述SessionId为随机的不重复的字符串。所述SessionId为随机的不重复的字符串。
本发明所达到的有益效果:
(1)本发明通过合理利用多级缓存,大幅减少了Session数据序列化、反序列化及数据传输的性能消耗,不同类型的缓存形式应用可以按需配置;
(2)本发明通过对传统Session内的数据按使用场景做拆分,通过技术手段区分读写方式。即满足性能要求,同时解决传统方式易出现的并发读写冲突、数据丢失等情况。
附图说明
图1为本发明的示例性实施例的***结构简图;
图2为本发明的示例性实施例的基于两级缓存架构进行精细化session控制的流程图;
具体实施方式
为进一步说明清楚本发明的目的与技术方案,体现其优点,以下结合具体实施例,并参照附图,做进一步说明。应当理解,此处描述的实施例仅用于解释本发明,并不作为限定。
本发明是通过独立于应用的高速缓存集群的方式将原有应用内的Session数据共享存储,以达到不同应用可以共享Session上下文的目的。该独立的高速缓存集群我们称之为一级缓存,所述一级缓存模块可由Redis集群或其他高速的集中式缓存构成,其主要目的是实现在各个应用间快速同步代理Session。另外,为了应对各应用在一段时间内频繁的访问Session相关数据,提高频繁读写性能降低一级缓存压力,各应用可以有本地的内存中缓存,我们称之为二级缓存。此级别缓存主要为了减少请求一级请求的频率。内存级别缓存可以被多个请求共用,请求结束后不销毁,同步时间间隔比ThreadLocal时间长。ThreadLocal缓存在请求初始创建,请求结束销毁,为在请求内多此操作共用,缓存范围窄,同步频次比内存级别高,脏数据情况少,应用根据需求配置。二级缓存根据各应用使用场景可配置为应用级别的内存共享缓存实现或是线程级别的ThreadLocal缓存实现。通过对原生Session的包装,缓存中存放的是包装后的有必要信息的适应新共享存储需求可序列化的代理Session。同时,该代理Session内部含有ProxyMap用于代理原Session的getAttribute和setAttribute方法,以实现部分特殊需要高并发处理的Key、Value直接通过一级缓存读写,不和代理Session一起进行序列化/反序列化。ProxyMap内部的Key、Value与代理Session在一级缓存中为分开存储分开管理。代理Session的一级、二级缓存由sessionManager依据SessionId管理。ProxyMap代理读写的Key、Value由ProxyMap依据SessionId和Key管理。
图1是本发明实施例中基于缓存服务器实现两级缓存的***结构图。负载均衡根据策略转发请求到各个应用服务器,应用服务器内代理Session由SessionManager管理,从二级缓存/一级缓存读写。
Web应用前的负载均衡策略不用做特殊限制,可以是权重、加权轮询等方式,此处实施例的负载均衡可用nginx upstream简单配置。应用内SessionManage实现和应用服务器无关,可选用市面上任意符合EE规范的WEB容器,如Tomcat、Jetty等。一级缓存实现使用Redis集群,快速高效,且结构丰富。
图2是本发明实施例中基于两级缓存架构的Session读取方法实现步骤:
步骤101:服务器接收到客户端请求,此步骤,包装容器实现的HttpServletRequest为自己实现的Request,将getSession等与Session相关操作代理到自己实现的SessionManager中。
步骤102:判断用户请求的cookie中是否携带sessionId。如果判断请求cookie中不包含sessionId的话,则进入步骤103,否则进入步骤105。
步骤103:创建新的包装后的代理Session。SessionId为随机的不重复的字符串。并把该SessionId在Response中写入cookie,供后续请求使用,维持会话。
步骤104:将上一步创建的SessionId作为缓存的Key,代理Session作为值存储在一级缓存Redis集群中。同样根据策略存储在应用内的二级缓存。二级缓存可以配置为应用级别或是线程级别。应用级别还可以再设置应用内二级缓存失效时间,必须小于一级缓存时间。
步骤105:SessionManager根据sessionId尝试从应用内二级缓存读取代理Session,未取到则从一级缓存Redis集群读取Session
步骤106:判断是否读取到合法的代理Session,即代理Session存在,且有效(数据合法、未过有效期)。如果结果为否,则进入步骤103。读取到合法的代理Session则进入步骤107。
步骤107:如果106合法的代理Session从一级缓存读取,则根据策略更新应用内的二级缓存。
步骤108:获取代理Session后,可以调用代理Session的getAttribute和setAttribute方法,对代理Session的attributes进行读写。此时,会根据Key判断,是否符合配置的需要精细化控制的条件。如果满足,则通过代理Session内部的ProxyMap直接对一级缓存进行读写,而非放到代理Session内部Map中。如果不满足精细化控制的配置,则直接使用代理Session内部的Map进行读写,随代理Session一起进行缓存的序列化和反序列化。
步骤109:请求结束,会有一次额外的写回代理Session,以保证代理Session内置一些属性,如最后访问时间等及未通过ProxyMap直接读写一级缓存的变量能够保存。
步骤110:服务器返回响应到客户端。
本发明主要用于提供一种***及方法。
以上实施例不以任何方式限定本发明,凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用,都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于高速缓存的精细化Session集群共享***,其特征在于,包括客户端、负载均衡策略模块、应用服务器、一级缓存模块,所述负载均衡策略模块用于将客户端的用户请求转发给应用服务器,所述应用服务器的数量可以是一个或更多,所述应用服务器与一级缓存模块相连,所述应用服务器内设有过滤器、二级缓存模块和SessionManager(Session管理)模块,所述SessionManager模块用于将原生Session包装成代理Session,所述SessionManager模块读写一级缓存模块和二级缓存模块。
2.如权利要求1所述的一种,其特征在于:所述代理Session中设有MapProxy模块和Map模块,所述MapProxy模块与Map模块在一级缓存模块中分开存储分开管理。
3.如权利要求2所述的一种,其特征在于:所述一级缓存模块可由Redis集群或其他高速的集中式缓存构成,以实现在各个应用间快速同步代理Session。所述二级缓存模块可配置为应用级别的内存共享缓存或是线程级别的ThreadLocal缓存。
4.如权利要求3所述的一种,其特征在于:所述应用服务器可以为Tomcat服务器、Jetty服务器或其他任何支持servlet的应用容器。
5.一种根据权利要求1-4之一所述***进行的基于高速缓存的精细化Session集群共享方法,其特征在于:包括如下步骤:
1.应用服务器接收来自客户端的用户请求,SessionManager模块创建原生Session并包装成代理Session,过滤器尝试从原生Session的cookie中获取SessionId;包装方式为代理Session实现标准的HttpSession接口,并通过类组合方式持有原生Session的引用,将其作为代理Session的私有成员变量。
2.SessionManager模块根据SessionId管理代理Session的一级缓存模块与二级缓存模块;
3.应用通过SessionManager模块获取到代理Session后,通过setAttribute()、getAttribute()方法对代理Session的属性做读写,代理Session判断读写的属性是否满足配置规则,如果满足,则通过代理Session内部的MapProxy模块直接对一级缓存模块进行读写,如果不满足,则直接使用代理Session内部的Map模块进行读写,随代理Session一起进行序列化和反序列化;
4.代理Session处理完毕,应用服务器返回响应到客户端前,在过滤器中对代理Session进行清理,SessionManager模块将代理Session数据写回一级缓存模块用以保存内置属性。
6.如权利要求5所述的一种基于高速缓存的精细化Session集群共享方法,其特征在于,所述步骤2中包括:
201.过滤器判断cookie是否存在代理Session的SessionId,如果不存在,则SessionManager模块对其生成含有SessionId的代理Session,并把其中的SessionId在用户请求中写入cookie,将创建的SessionId作为缓存的Key,代理Session作为值存储在一级缓存模块中并根据同样策略存储在二级缓存模块中;
202.如果cookie存在SessionId,则SessionManager模块从二级缓存模块中读取SessionId绑定的代理Session;
203.如果二级缓存模块中的代理Session无法获取,则从一级缓存模块中读取代理Session;
204.SessionManager模块将代理Session缓存在二级缓存模块的应用内存或者请求线程中,如果一级缓存模块中的代理Session无法获取或不合法,则返回步骤201中的SessionManager模块生成含有SessionId的代理Session开始执行。
7.如权利要求6所述的一种基于高速缓存的精细化Session集群共享方法,其特征在于,所述步骤3中包括:
301.应用通过SessionManager模块获取到代理Session后,通过setAttribute()、getAttribute()方法对代理Session的属性做读写,将读写的Key和代理Session关联的配置规则进行匹配;
302.对于不满足配置规则的attribute Key,直接读写应用内二级缓存中代理Session的Map模块;
303.对于满足配置规则的attribute Key,则通过代理Session的ProxyMap模块直接对一级缓存模块进行读写,所述ProxyMap代理读写的Key、Value由ProxyMap模块依据SessionId和Key管理。
8.如权利要求6所述的一种方法,其特征在于,当二级缓存模块配置为应用级别时,必须设置应用服务器内二级缓存失效时间小于一级缓存时间。
9.如权利要求6所述的一种方法,其特征在于,所述SessionId为随机的不重复的字符串。
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