實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序文件同步
在企業(yè)應(yīng)用程序的生命周期中，通常可以通過應(yīng)用修復(fù)程序、添加新的 Web 內(nèi)容或更新應(yīng)用程序行為來對已部署的應(yīng)用程序進(jìn)行更新。一般來說，應(yīng)用程序提供了允許用戶上傳在服務(wù)器端更改或創(chuàng)建的文件的用戶界面。
將下面的場景作為一個示例：用戶希望更新 Web 站點(diǎn)徽標(biāo)圖像文件，并且將原始文件作為 .war 文件應(yīng)用程序的一部分進(jìn)行存檔。該應(yīng)用程序提供了相關(guān)的功能和用戶界面，以便用戶完成這項(xiàng)任務(wù)。然后，用戶選擇一個新的圖像作為 Web 站點(diǎn)的新徽標(biāo)，并且上傳該文件。系統(tǒng)使用新的文件替換原始的文件，并且當(dāng)用戶再次訪問他的 Web 站點(diǎn)時(shí)，可以看到相應(yīng)的更改。在單節(jié)點(diǎn)環(huán)境的應(yīng)用服務(wù)器中，所有這些工作都可以順利進(jìn)行。然而，在集群環(huán)境中卻存在一些問題。
在集群環(huán)境中，如圖 2 所示，WebSphere Application Network Deployment 服務(wù)器中的 Deployment Manager 將接收到用戶的上傳請求，然后該請求被發(fā)送到 Node A。Node A 將執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯并使用本地文件系統(tǒng)中的新圖像文件替換原始圖像文件。然而該集群中其他的成員并不清楚這項(xiàng)更改，其本地副本并沒有得到更新。因此，該集群中各個成員之間的這個圖像文件就出現(xiàn)了不一致的情況。如果 Node A 因?yàn)橹旅e誤而停機(jī)，而 Node B 接收到了該請求，那么仍將使用原始的 Web 站點(diǎn)徽標(biāo)。看上去客戶似乎丟失了他所做的更改。

圖 2. 集群環(huán)境中不一致的文件

這意味著，當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行于 WebSphere Application Server 時(shí)，需要在集群成員之間同步配置文件、二進(jìn)制文件和資源文件。有一種機(jī)制可以處理上述問題。解決方案是使用共享的文件系統(tǒng)（例如，NFS）或共享的數(shù)據(jù)庫。在這個解決方案中，所有經(jīng)過更改或更新的文件都位于同一個共享文件系統(tǒng)或同一數(shù)據(jù)庫中。對于共享的文件系統(tǒng)，所有應(yīng)用程序都使用相同的位置，因此對于這些應(yīng)用程序來說，任何文件更改都是可見的。對于共享的數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用程序可以從數(shù)據(jù)庫中獲得相應(yīng)的更改。
上述解決方案的缺點(diǎn)包括：

• 共享的文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫導(dǎo)致一個新的單點(diǎn)故障。
• 它增加了編程和配置工作的復(fù)雜性。
• 它引入了一個新的性能瓶頸。

另一個解決方案是使用細(xì)粒度 WebSphere Application Server 應(yīng)用程序管理 API，在集群的各個成員之間實(shí)現(xiàn)文件同步。WebSphere 6.0 中提供了這一特性。WebSphere 6.0 中包含許多改進(jìn)，從而使得應(yīng)用程序的部署更加容易并且更加高效。有關(guān)詳細(xì)信息，請參見 WebSphere Application Server 信息中心。其中一個重要的改進(jìn)是允許向系統(tǒng)提供部分經(jīng)過更改的應(yīng)用程序代碼。不需要停止當(dāng)前正在運(yùn)行的應(yīng)用程序。
WebSphere 6.0 還提供了靈活的應(yīng)用程序文件管理。它允許應(yīng)用程序通過以下方式進(jìn)行更新：

• 替換整個應(yīng)用程序（例如，整個 .ear 文件）。
• 替換、添加或刪除應(yīng)用程序中的單個模塊（例如，.war、EJB.jar 或 .rar 文件）。
• 替換、添加或刪除單個文件。
• 替換、添加或刪除多個文件。

在對集群中的某個成員上的應(yīng)用程序文件進(jìn)行更新之后，將使用另一個新的特性 Rollout Update 對集群中各個成員的文件進(jìn)行同步。它通過以下方式對應(yīng)用程序進(jìn)行更新：

• 保存更新的應(yīng)用程序配置。
• 停止給定節(jié)點(diǎn)上所有的集群成員。
• 通過同步配置和重新啟動該節(jié)點(diǎn)上停止的集群成員來更新該節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序。

讓我們回到前面關(guān)于 Web 站點(diǎn)徽標(biāo)更新的示例。在這個場景中，徽標(biāo)的更新和同步對于用戶來說應(yīng)該是透明的，無需 WebSphere 管理員進(jìn)行人工干預(yù)。這就意味著，應(yīng)用程序必須控制應(yīng)用程序的更新，如替換存檔于 ear 文件中的原始文件，并在集群的成員之間執(zhí)行文件同步。您可以通過調(diào)用 WebSphere 提供的 Java Management Extensions (JMX) 接口來完成這項(xiàng)任務(wù)。JMX 是一項(xiàng) Java 應(yīng)用程序資源管理標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān) JMX 的詳細(xì)信息，請參見 JMX Web 站點(diǎn)。圖 3 顯示了使用細(xì)粒度更新特性進(jìn)行文件更新和同步的流程。

圖 3. 使用細(xì)粒度特性更新和同步文件

應(yīng)用程序在接收到用戶上傳的文件之后，它將調(diào)用 File Updater 以構(gòu)造增量 EAR 文件。這個增量 EAR 文件是一個存檔文件，它具有與完整的應(yīng)用程序 ear 文件相同的結(jié)構(gòu)。增量 EAR 文件和完整的應(yīng)用程序 EAR 文件之間的區(qū)別在于，該增量 EAR 文件僅包含要進(jìn)行更新的文件。File Updater 將構(gòu)建這個增量 EAR。它可以是封裝了增量 EAR 生成邏輯的簡單 Java 類，或者是添加了驗(yàn)證邏輯和生成文件的相關(guān)復(fù)雜組件。
序列化會話對象
使用集群方式的應(yīng)用程序可以提高系統(tǒng)的可靠性和可用性。然而，這也引入了一些挑戰(zhàn)，如會話管理。HTTP 會話是包括用戶特定信息的集合。從用戶開始訪問到用戶最后一次訪問結(jié)束的這段時(shí)間內(nèi)，由容器對會話進(jìn)行維護(hù)。會話由一系列的會話屬性組成。事實(shí)上，這些屬性都是由系統(tǒng)或開發(fā)人員創(chuàng)建的 Java 對象。
在集群環(huán)境中，開發(fā)人員必須清楚，HTTP 會話可能運(yùn)行于多個 JVM 中。這些會話屬性應(yīng)該在每個 JVM 中保持一致。否則，當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行于不同的節(jié)點(diǎn)時(shí)，相同的輸入可能產(chǎn)生不同的結(jié)果，這是因?yàn)榕c用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)在這兩個節(jié)點(diǎn)中不一致。
WebSphere 為集群方式的應(yīng)用程序提供了實(shí)時(shí)的、完全一致的數(shù)據(jù)共享。然而，前提是必須對所有共享的屬性進(jìn)行序列化和反序列化。當(dāng)您將 Java 對象放入到會話中并希望在所有的節(jié)點(diǎn)之間共享該對象時(shí)，需要將這個 Java 對象聲明為一個 serializable 接口。下面的代碼顯示了在將對象放入到會話屬性時(shí)進(jìn)行的驗(yàn)證工作。

public class MySession{  
       public static void addObjectToSession(HttpServletRequest req, String key,       Object value)       {  
            HttpSession session = req.getSession(true);  
            if(value instanceof Serializable)  
                 session.setAttribute(key, value);  
            else 
                 throw new NonSerializationException ();  
       }  
       public MySession()       {  
      }  
 } 

在上面的示例中，您創(chuàng)建了一個名為 MySession 的新類，用來將對象添加到會話中。您可以通過調(diào)用 addObjectToSession() 方法來添加它。首先應(yīng)該檢查該對象是否實(shí)現(xiàn)了 serializable 接口。如果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，可以隨后將這個對象添加到當(dāng)前的 Http 會話中。否則，將會出現(xiàn) NonSerializationException。有些時(shí)候，在運(yùn)行于另一個 JVM 中時(shí)，會話屬性中包含的信息無關(guān)緊要，如文件的絕對目錄。在這種情況下，通過將其聲明為瞬態(tài)屬性可以使得這些字段不使用集群方式。
使用動態(tài)緩存
如上所述，將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)保存在中央數(shù)據(jù)庫中可以確保在集群環(huán)境中寫入和一致地讀取數(shù)據(jù)。這種解決方案的缺點(diǎn)是，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器引入了新的單點(diǎn)故障 (SPOF)，并且不適合那些需要高性能的應(yīng)用程序。另一種解決方案是使用 WebSphere Dynamic Cache 和 Data Replication Service (DRS)。您可以在基于內(nèi)存的對象緩存的方式下，通過共享整個集群中某些服務(wù)器上的對象，來實(shí)現(xiàn)這個解決方案。圖 4 顯示了帶 Data Replication Service 的 WebSphere Dynamic Cache 的體系結(jié)構(gòu)。

圖 4. WebSphere 動態(tài)緩存概述

WebSphere Dynamic Cache 是面向 J2EE 體系結(jié)構(gòu)和緩存對象的解決方案。表示層中 Web 服務(wù)、Servlet 和 JSP 的輸出、WebSphere 命令類以及 Java 對象都可以使用應(yīng)用程序編程接口 (API) 進(jìn)行緩存，或者聲明一些緩存策略并將其添加到應(yīng)用程序中。
Data Replication Service (DRS) 是用于復(fù)制數(shù)據(jù)的 WebSphere Application Server 內(nèi)部組件。DRS 使得集群中的各個服務(wù)器都可以使用會話管理、動態(tài)緩存和無狀態(tài)會話 Bean 的數(shù)據(jù)。動態(tài)緩存可以利用應(yīng)用服務(wù)器中的 DRS 在集群的各個服務(wù)器中復(fù)制緩存的數(shù)據(jù)。在集群范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)失效通知，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和有效性。圖 5 顯示了如何使用動態(tài)緩存和 DRS 在集群中共享應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。

圖 5. 在集群中共享對象

首先，應(yīng)用程序運(yùn)行于 Server One，并通過調(diào)用 DistributedMap API 將 Object A 放入其本地緩存中。通過合適的配置，DRS 可以在整個集群范圍內(nèi)復(fù)制緩存的對象并保持緩存數(shù)據(jù)的一致性。因此，將 Object A 復(fù)制到 Server Two 的本地緩存。當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行于 Server Two（假如 Server One 遇到問題或根據(jù)負(fù)載平衡策略將事務(wù)提交到 Server Two）時(shí)，應(yīng)用程序可以從 Server Two 的本地緩存中獲得 Server One 的 Object A。
WebSphere Application Server 通過使用緩存實(shí)例存儲和管理緩存的 Java 對象。緩存實(shí)例還可以用于對相關(guān)的對象進(jìn)行邏輯分組。特定實(shí)例的緩存中存儲的對象不會受到其他緩存實(shí)例的影響。如上所述，DistributedMap 公共接口使得應(yīng)用程序可以直接訪問緩存實(shí)例。
應(yīng)用程序可以存儲和檢索任何實(shí)現(xiàn)了 java.util.Map 接口的對象。您所緩存的任何其他 Java 對象都必須實(shí)現(xiàn) java.io.Externalizable 或 java.io.Serializable 接口。集群中的服務(wù)器可以通過使用其 JNDI 名稱來訪問緩存實(shí)例。這些服務(wù)器必須位于同一個復(fù)制域。下面的代碼示例顯示了應(yīng)用程序如何通過其 JNDI 名稱查找緩存實(shí)例，將對象放入緩存實(shí)例中，并稍后對其進(jìn)行檢索。

Import javax.naming.InitialContext;   
Import com.ibm.websphere.cache.DistributedMap; ... InitialContext context=new InitialContext();   
DistributedMap map=(DistributedMap)context.lookup("cache/example_cache_instance");  
map.put("cache_id", yourJavaObject);  
YourJavaObject obj=(YouJavaObject)map.get("cache_id"); 

結(jié)束語
本文討論了設(shè)計(jì)運(yùn)行于 WebSphere 集群環(huán)境的應(yīng)用程序時(shí)需要考慮的三個方面。存儲于文件系統(tǒng)的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)在每個集群服務(wù)器中保存一致。針對這個需求的解決方案是使用共享的文件系統(tǒng)或共享的數(shù)據(jù)庫。使用細(xì)粒度文件更新特性，您可以在集群范圍內(nèi)擁有更靈活的應(yīng)用程序文件，并避免引入新的單點(diǎn)故障。會話管理是 Web 應(yīng)用程序的一個重要的考慮事項(xiàng)。您應(yīng)該考慮進(jìn)行對象序列化和反序列化，以便在集群范圍內(nèi)進(jìn)行共享。您可以使用自已定義的類將對象封裝到會話中，然后同時(shí)執(zhí)行驗(yàn)證。您還可以通過使用 WebSphere Dynamic Cache 和 Data Replication Service 實(shí)現(xiàn)集群范圍內(nèi)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的共享，這將顯著地提高應(yīng)用程序的性能。

【編輯推薦】

1. J2EE歷史簡述
2. Spring的起源和背景 以及你為什么要使用Spring
3. 使用JBPM工作流引擎測試的一個例子
4. JBPM工作流引擎使用環(huán)境的搭建
5. JBPM開源工作流引擎包組成及簡介