作者： 常明，Java架构师
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前面我们对CAS做了相当的了解，也基本能够将CAS应用于生产环境。本篇笔者将结合自身实际工作经验，谈谈在大型互联网应用中，如何架构CAS的问题。内容绝对干货，值得珍藏:)
对于大中型互联网应用，网站性能问题提到了前所未有的高度，能够应对高并发、高可用、避免单点故障是系统架构设计的基本准则。
如果引入了SSO，那个这个认证中心就是整个应用架构中的一个及其重要的关键点，它必须满足两个基本要求：
1.高可用，不允许发生故障。可想而知，如果认证中心发生故障，整个应用群将无法登陆，将会导致所有服务瘫痪。
2.高并发，因为所有用户的登录请求都需要经过它处理，其承担的处理量常常是相当巨大的。
因此，在实际生产系统中，认证中心这个关键部件通常需要进行集群，单个认证中心提供服务是非常危险的。
当我们用CAS作为SSO解决方案时，CAS Server作为认证中心就会涉及到集群问题。对CAS Server来说，缺省是单应用实例运行的，多实例集群运行，我们需要做特殊考虑。
考虑集群，就要考虑应用中有哪些点和状态相关，这些状态相关的点和应用的运行环境密切相关。在多实例运行下，运行环境是分布式的，这些状态相关的点需要考虑，在分布式环境下，如何保持状态的一致性。
鉴于CAS实现方式，状态相关点有两个，一是CAS登录登出流程，采用webflow实现，流程状态存储于session中。二是票据存储，缺省是在JVM内存中。
那么CAS集群，我们需要保证多个实例下，session中的状态以及票据存储状态，是一致的。常用的解决方案是共享，也就是说，在多CAS实例下，他们的session和票据ticket是共享的，这样就解决了一致性问题。
CAS在Tomcat下运行的话，官方提出的建议是利用tomcat集群进行Session复制(Session Replication)。在高并发状态下，这种session复制效率不是很高，节点数增多时更是如此，实战中采用较少。
我们可以采用共享session的技术。但笔者实践中，则采用了另外一种更灵活的方案，那就是session sticky技术。
什么是session sticky？即将某一用户来的请求，通过前置机合理分配，始终定位在一台tomcat上，这样用户的登录登出webflow流程，始终发生在同一tomcat服务器上，保证了状态的完整性。实际上，采用这种方式，我们绕过了Session共享的需求。
另一个问题我们绕不过去了，那就是ticket共享问题。我们知道，ticket缺省是存储于虚拟机内存中的，多个CAS Server实例，意味着多个tomcat节点，多个JVM，TicketRegistry是各自独立不共享的。
我们是否也可使用session sticky解决呢，不可以！因为对于ticket来说，根据认证协议，访问ticket不仅来自浏览器用户请求，而且还来自CAS Client应用系统，这是一个三方合作系统。来自应用系统的请求可能会访问到另一个CAS Server节点从而导致状态不一致。
因此我们要直面解决ticket共享问题。ticket的存储由TicketRegistry定义，缺省是DefaultTicketRegistry，即JVM内存方式实现，我们可以定义外置存储方式，让多个实例共用这个存储，以达到共享目的。
外置存储实现方式有多种选择，如存储在数据库中、存储在Cache中、存储在内存数据库中等，CAS也提供了多种实现方式的插件，如利用memcached作为ticket存储方式的插件cas-server-integration-memcached、利用Cache的cas-server-integration-ehcache、cas-server-integration-jboss等。
这里，使用另外一种方式，即利用目前更流行的内存数据管理系统Redis来存储Ticket。同时，为了保证redis的高可用和高并发处理，我们使用redis主从集群，Sentinel控制，故认证中心具有很好的灵活性和水平可扩展性，整个架构图如下：
下面我们就一步步进行配置搭建：
1.仿照cas-server-integration-memcached工程建立cas-server-integration-redis工程
2.pom.xml中添加redis的java客户端jar包，去掉memcached中需要的jar，最后依赖包如下：
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.jasig.cas</groupId>
<artifactId>cas-server-core</artifactId>
<version>${project.version}</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>2.7.2</version>
</dependency>
<!-- Test dependencies -->
<dependency>
<groupId>org.mockito</groupId>
<artifactId>mockito-core</artifactId>
<version>1.9.0</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>- 定义RedisTicketRegistry类，这个是核心，它实现了TicketRegistry接口，我们使用Jedis客户端：
public final class RedisTicketRegistry extends AbstractDistributedTicketRegistry implements DisposableBean {
/** Redis client. */
private JedisSentinelPool jedisPool;
private int st_time; //ST最大空闲时间
private int tgt_time; //TGT最大空闲时间
@Override
protected void updateTicket(final Ticket ticket) {
logger.debug("Updating ticket {}", ticket);
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
String ticketId = ticket.getId() ;
try {
jedis.expire(ticketId.getBytes(), getTimeout(ticket));
}catch (final Exception e) {
logger.error("Failed updating {}", ticket, e);
}finally{
jedis.close();
}
}
@Override
public void addTicket(final Ticket ticket) {
logger.debug("Adding ticket {}", ticket);
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
String ticketId = ticket.getId() ;
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = null;
try{
oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(ticket);
}catch(IOException e){
logger.error("adding ticket {} to redis error.", ticket);
}finally{
try{
if(null!=oos) oos.close();
}catch(IOException e){
logger.error("oos closing error when adding ticket {} to redis.", ticket);
}
}
jedis.setex(ticketId.getBytes(), getTimeout(ticket),bos.toByteArray());
jedis.close();
}
@Override
public boolean deleteTicket(final String ticketId) {
logger.debug("Deleting ticket {}", ticketId);
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
try {
jedis.del(ticketId.getBytes());
return true;
} catch (final Exception e) {
logger.error("Failed deleting {}", ticketId, e);
return false;
} finally{
jedis.close();
}
}
@Override
public Ticket getTicket(final String ticketId) {
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
try {
byte[] value = jedis.get(ticketId.getBytes());
if (null==value){
logger.error("Failed fetching {}, ticketId is null. ", ticketId);
return null;
}
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(value);
ObjectInputStream ois = null;
ois = new ObjectInputStream(bais);
final Ticket t = (Ticket)ois.readObject();
if (t != null) {
return getProxiedTicketInstance(t);
}
} catch (final Exception e) {
logger.error("Failed fetching {}. ", ticketId, e);
}finally{
jedis.close();
}
return null;
}
/**
* {@inheritDoc}
* This operation is not supported.
*
* @throws UnsupportedOperationException if you try and call this operation.
*/
@Override
public Collection<Ticket> getTickets() {
throw new UnsupportedOperationException("GetTickets not supported.");
}
/**
* Destroy the client and shut down.
*
* @throws Exception the exception
*/
public void destroy() throws Exception {
jedisPool.destroy();
}
@Override
protected boolean needsCallback() {
return true;
}
/**
* Gets the timeout value for the ticket.
*
* @param t the t
* @return the timeout
*/
private int getTimeout(final Ticket t) {
if (t instanceof TicketGrantingTicket) {
return this.tgt_time;
} else if (t instanceof ServiceTicket) {
return this.st_time;
}
throw new IllegalArgumentException("Invalid ticket type");
}
public void setSt_time(int st_time) {
this.st_time = st_time;
}
public void setTgt_time(int tgt_time) {
this.tgt_time = tgt_time;
}
public void setJedisSentinelPool(JedisSentinelPool jedisPool) {
this.jedisPool = jedisPool;
}
}
4.同理，仿照cas-server-integration-memcached编写测试用例RedisTicketRegistryTests，核心代码如下：
@Test
public void testWriteGetDelete() throws Exception {
//对ticket执行增查删操作
final String id = "ST-1234567890ABCDEFGHIJKL-crud";
final ServiceTicket ticket =
mock(ServiceTicket.class, withSettings().serializable());
when(ticket.getId()).thenReturn(id);
registry.addTicket(ticket);
final ServiceTicket ticketFromRegistry =
(ServiceTicket) registry.getTicket(id);
Assert.assertNotNull(ticketFromRegistry);
Assert.assertEquals(id, ticketFromRegistry.getId());
registry.deleteTicket(id);
Assert.assertNull(registry.getTicket(id));
}相应的配置文件ticketRegistry-test.xml定义如下：
<bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
<property name="maxTotal" value="4096"/>
<property name="maxIdle" value="200"/>
<property name="maxWaitMillis" value="3000"/>
<property name="testOnBorrow" value="true" />
<property name="testOnReturn" value="true" />
</bean>
<bean id="jedisSentinelPool" class="redis.clients.jedis.JedisSentinelPool">
<constructor-arg index="0" value="mymaster" />
<constructor-arg index="1">
<set>
<value>192.168.1.111:26379</value>
</set>
</constructor-arg>
<constructor-arg index="2" ref="poolConfig"/>
</bean>
<bean id="testCase1" class="org.jasig.cas.ticket.registry.RedisTicketRegistry" >
<property name="jedisSentinelPool" ref="jedisSentinelPool" />
<property name="st_time" value="10" />
<property name="tgt_time" value="1200" />
</bean>测试用例通过，至此，支持redis票据存储的插件开发完毕。然后我们利用mvn install把该插件安装到本地仓储。
下面我们开始在cas-server-webapp工程中使用该插件。
5.修改cas-server-webapp工程中ticketRegistry.xml文件，替换掉DefaultTicketRegistry，同时注释掉ticketRegistryCleaner相关所有定义(为什么注释掉前文有讨论)。
<bean id="ticketRegistry"
class="org.jasig.cas.ticket.registry.RedisTicketRegistry" >
<property name="jedisSentinelPool" ref="jedisSentinelPool" />
<property name="st_time" value="10" />
<property name="tgt_time" value="1200" />
</bean>6.在POM.xml中添加cas-server-integration-redis模块：
<dependency>
<groupId>org.jasig.cas</groupId>
<artifactId>cas-server-integration-redis</artifactId>
<version>${project.version}</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>7.本地启动redis，重新build工程,然后tomcat7:run运行CAS Server。直接登录认证中心，观察redis中数据变化。
我们看到TGT存到redis中了，做登出操作，会观察到TGT已消失。从应用系统登录，会发现ST也在redis中。
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