一、引言：平滑重启的必要性

在JavaEE应用部署环境中，应用服务器（如Tomcat、WebLogic、WildFly等）的重启是维护操作中的高频场景。传统重启方式会导致HTTP会话中断、事务回滚、长连接断开等问题，直接影响用户体验和业务连续性。平滑重启技术通过”热部署+会话保持”机制，在重启过程中维持服务可用性，成为保障高可用的关键手段。

二、平滑重启的核心原理

1. 会话保持机制

JavaEE应用通常依赖HttpSession存储用户状态。平滑重启需确保：

• 会话复制：通过集群环境下的会话复制（如Tomcat的DeltaSession或BroadcastSession）实现故障转移
• 持久化存储：将会话数据存入Redis/Memcached等外部存储（Spring Session方案）
• 粘滞会话：负载均衡器配置会话亲和性（如Nginx的ip_hash）

2. 资源分阶段释放

应用服务器重启需遵循严格时序：

1. 停止接收新请求：修改负载均衡器权重或应用上下文状态
2. 完成在途请求：通过连接超时设置（如server.tomcat.connection-timeout=30s）
3. 优雅卸载应用：调用ServletContextListener的contextDestroyed方法
4. 重新加载应用：执行contextInitialized生命周期

3. 热部署技术实现

主流服务器实现方案：

• Tomcat：通过ParallelDeployer实现多版本共存

  <Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <Context path="/app" docBase="app_v1" reloadable="true"/>
  </Host>

• WebLogic：利用域分区（Domain Partition）实现零停机部署
• WildFly：采用管理CLI执行reload --admin-only=false命令

三、实施平滑重启的完整流程

1. 预重启检查清单

• 验证应用无内存泄漏（通过JConsole或VisualVM监控）
• 检查数据库连接池状态（确保minIdle>0）
• 确认JMS队列无积压消息
• 备份当前应用版本和配置

2. 分步操作指南（以Tomcat为例）

1. 配置集群环境：

   <!-- server.xml配置片段 -->
   <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
   <Engine name="Catalina" jvmRoute="node1">
     <Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>
   </Engine>

2. 启用会话复制：

   <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
            expireSessionsOnShutdown="false"
            notifyListenersOnReplication="true"/>

3. 执行重启命令：

   # 通过管理API触发
   curl -u admin:password http://localhost:8080/manager/text/reload?path=/app
   # 或使用脚本
   #!/bin/bash
   TOMCAT_HOME=/opt/tomcat
   $TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh stop -force  # 强制停止旧进程
   sleep 5
   $TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh start       # 启动新实例

3. 监控与验证

• 使用Prometheus+Grafana监控重启指标：

  # prometheus.yml配置
  scrape_configs:
    - job_name: 'tomcat'
      metrics_path: '/manager/metrics'
      static_configs:
        - targets: ['localhost:8080']

• 验证会话连续性：在应用中记录session ID，检查重启前后是否一致

四、常见问题解决方案

1. 会话丢失问题

• 原因：未正确配置集群或存储
• 解决：
  • 检查<Cluster>配置是否生效
  • 验证Redis连接是否正常：

    @Bean
    public RedisOperationsSessionRepository sessionRepository(RedisConnectionFactory factory) {
        return new RedisOperationsSessionRepository(factory);
    }

2. 类加载冲突

• 现象：重启后出现ClassNotFoundException
• 处理：
  • 清理work/Catalina目录
  • 统一使用ParentLast类加载策略（在context.xml中配置）：

    <Context>
      <Loader delegate="false"/>
    </Context>

3. 数据库连接泄漏

• 预防措施：
  • 在contextDestroyed中显式关闭连接池：

    public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {
        DataSource ds = (DataSource) sce.getServletContext().getAttribute("dataSource");
        if (ds instanceof HikariDataSource) {
            ((HikariDataSource) ds).close();
        }
    }

五、最佳实践建议

1. 蓝绿部署策略：维护两套完全独立的环境，通过DNS切换实现无缝迁移
2. 自动化流水线：集成Jenkins实现重启自动化：

   pipeline {
     stages {
       stage('Restart') {
         steps {
           sh 'ansible-playbook restart_tomcat.yml'
         }
       }
     }
   }

3. 混沌工程实践：定期模拟重启场景，验证系统韧性
4. 滚动升级方案：对集群节点逐个重启，确保始终有服务节点可用

六、结论

Java应用服务器的平滑重启是保障JavaEE应用高可用的核心能力。通过合理的会话管理、资源控制和自动化流程，可将服务中断时间控制在秒级范围内。实际实施中需结合具体服务器特性（如Tomcat的集群配置、WebLogic的域管理）和业务场景（如交易系统的强一致性要求）制定个性化方案。建议建立完善的重启SOP（标准操作程序），并定期进行容灾演练，确保在关键时刻发挥技术价值。