分布式Session共享解决方案「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

Session是服务器用来保存用户操作的一系列会话信息，由Web容器进行管理。单机情况下，不存在Session共享的情况，分布式情况下，如果不进行Session共享会出现请求落到不同机器要重复登录的情况，一般来说解决Session共享有以下几种方案。

1、session复制

session复制是早期的企业级的使用比较多的一种服务器集群session管理机制。应用服务器开启web容器的session复制功能，在集群中的几台服务器之间同步session对象，使得每台服务器上都保存所有的session信息，这样任何一台宕机都不会导致session的数据丢失，服务器使用session时，直接从本地获取。

这种方式在应用集群达到数千台的时候，就会出现瓶颈，每台都需要备份session，出现内存不够用的情况。

Terracotta实现Session复制

原理：Terracotta的基本原理是对于集群间共享的数据，在当一个节点发生变化的时候，Terracotta只把变化的部分发送给Terracotta服务器，然后由服务器把它转发给真正需要这个数据的节点。这种方案可以看成是对第二种方案的优化。

优点：这样对网络的压力非常小，各个节点也不必浪费CPU时间和内存进行大量的序列化操作。把这种集群间数据共享的机制应用在Session同步上，既避免了对数据库的依赖，又能达到负载均衡和灾难恢复的效果。

2、session绑定

利用hash算法，比如nginx的ip_hash,使得同一个Ip的请求分发到同一台服务器上。

这种方式不符合对系统的高可用要求，因为一旦某台服务器宕机，那么该机器上的session也就不复存在了，用户请求切换到其他机器后么有session，无法完成业务处理。

3、利用cookie记录session

session记录在客户端，每次请求服务器的时候，将session放在请求中发送给服务器，服务器处理完请求后再将修改后的session响应给客户端。这里的客户端就是cookie。

利用cookie记录session的也有缺点，比如受cookie大小的限制，能记录的信息有限；每次请求响应都需要传递cookie，影响性能，如果用户关闭cookie，访问就不正常。但是由于

cookie的简单易用，可用性高，支持应用服务器的线性伸缩，而大部分要记录的session信息比较小，因此事实上，许多网站或多或少的在使用cookie记录session。

4、session服务器

session服务器可以解决上面的所有的问题，利用独立部署的session服务器（集群）统一管理session，服务器每次读写session时，都访问session服务器。

这种解决方案事实上是应用服务器的状态分离，分为无状态的应用服务器和有状态的session服务器，然后针对这两种服务器的不同特性分别设计架构。

对于有状态的session服务器，一种比较简单的方法是利用分布式缓存（memcached), 数据库等。在这些产品的基础上进行包装，使其符合session的存储和访问要求。

如果业务场景对session管理有比较高的要求，比如利用session服务基层单点登录（sso),用户服务器等功能，需要开发专门的session服务管理平台。

分布式 session 在并发的情况下,会出现 session 不同步的问题?

可以使用 tair 的乐观锁解决这个问题,当用户取得 session 后,并获得一个版本号。当更 新 session 的时候,版本号+1。如果在跟新 session 的时候版本号不一致,则不能更新。保证 session 的一致性

使用Session共享，也分为两种机制，如下：

1、粘性Session处理方式

原理：不同的Tomcat指定访问不同的主memcached。多个memcached之间信息是同步的，能主从备份和高可用。用户访问时，首先在Tomcat中创建Session，然后将Session复制一份放到它对应的memcached上。memcached只起到备份左右，读写都在Tomcat上。当某一个Tomcat挂掉之后，集群将用户的访问定位到备Tomcat上，然后根据cookie中存储的SessionID找到Session，找不到时，再去相应的memcached上去寻找Session，找到之后将其复制到Tomcat上。

2、非粘性Session处理方式

原理：memcached做主从复制，写入Session在从memcached服务器上，读取Session从主memcached，Tomcat本身不存储Session。

优点：可容错，Session实时响应。

实现方式：用开源的msm插件解决Tomcat之间的Session共享：Memcached_Session_Manager（MSM）

a. 复制相关jar包到tomcat/lib 目录下

JAVA memcached客户端：spymemcached.jar

msm项目相关的jar包：

1. 核心包，memcached-session-manager-{version}.jar
2. Tomcat版本对应的jar包：memcached-session-manager-tc{tomcat-version}-{version}.jar

序列化工具包：可选kryo，javolution,xstream等，不设置时使用jdk默认序列化。

b. 配置Context.xml ，加入处理Session的Manager

粘性模式配置： 

非粘性配置： 

3、微服务架构下分布式Session管理方案

经过上文的分析，在微服务架构中，使用Session集中管理的方式维护微应用的Session是比较好的选择。因为在Session存储介质上，Redis要比Memcache合适，所以使用Redis来集中存放微应用Session更为合适。在Session管理实现方案上，Spring Session的实现思路适用性较高，但是代码量大，学习和维护成本高，所以笔者认为参照Spring Session的思路，自己开发一套轻量级的代码是比较好的选择。

经过设计，微服务架构中的Session集中管理示意图如下。

图5  Session集中管理方案示意图

1、参照SpringSession的实现，使用SessionFilter进行请求拦截，然后通过Request包装类接管Web服务器的Session管理。在Request包装类中，重写getSession方法，Session使用方法和过去一样，对使用者透明。

2、基于jedis开发一个分布式缓存SDK模块，用于Session共享模块和Redis中间进行通信，能够增加Session集中管理的可扩展性，如果需要支持其他的缓存服务器，对缓存SDK进行扩展开发即可。

3、搭建Redis集群用于存放微应用Session，以保证Session数据的高可用。Redis集群示意图如下。

集群中包含两个Master和两个Slave，两个Master对Session数据进行分片存储，而Slave可用于进行数据备份和读写分离。

5、Session持久化到数据库

原理：拿一个数据库专门用来存储Session信息，保证Session的持久化。

优点：服务器出现问题，Session不会丢失。

缺点：如果网站的访问量很大，把Session存储到数据库中，会对数据库造成很大压力，还需要增加额外的开销，维护数据库。