tomcat7之性能優化

一。Tomcat 7.0.X：

　　要了解tomcat的優化，咱們先看看Tomcat的官方定義：The Apache Tomcat^® software is an open source implementation of the Java Servlet, JavaServer Pages, Java Expression Language and Java WebSocket technologies. The Java Servlet, JavaServer Pages, Java Expression Language and Java WebSocket specifications are developed under the Java Community Process.

　　Apache Tomcat軟件是一個開源的Java Servlet實現,JavaServer Pages,Java表達式語言和Java WebSocket技術。Java Servlet、JavaServer頁面、Java表達式語言和Java WebSocket規範都是在Java Community Process下開發的

Tomcat 系統架構：

 

　　Tomcat 的缺省配置是不能穩定長期運行的，也就是不適合生產環境，它會死機，讓你不斷從新啓動，甚至在午夜時分喚醒你。對於操做系統優化來講，是儘量的增大可以使用的內存容量、提升CPU 的頻率，保證文件系統的讀寫速率等。通過壓力測試驗證，在併發鏈接不少的狀況下，CPU 的處理能力越強，系統運行速度越快。

　　從系統架構圖再結合 conf/server.xml 中的標籤配置來講，再結合tomcat的源碼來看，每一個組件都是對應Java中的一個類或者接口，先加載 server.xml 文件，解析文件中的標籤組裝成一個個的類，最後相互之間協同工做從而支撐起整個服務的運行，若是要對Tomcat自己進行優化的話，能夠經過server.xml來改變相應組件的參數屬性及行爲方式來達到優化性能的目的，好比從架構圖結合 server.xml咱們能夠得知其中比較重要的標籤：Server,Services,Connector,Excutor,Engine,Host,Context等等。可是在官網中由以下介紹：

　　在這3個組件的介紹中都提到了該元素不多由用戶定製，因此這3個標籤咱們能夠暫時不去過於的關注。Tomcat 的優化不像其它軟件那樣，簡簡單單的修改幾個參數就能夠了，因爲他是由Java語言編寫的，那麼他也是運行在JVM上面的，它的優化主要有三方面，分爲系統優化(機器自己的硬件性能)服務器的CPU、內存、硬盤等對性能有決定性的影響，硬件這塊配置越高越好。，Tomcat 自己的優化，Java 虛擬機（JVM）調優。系統優化就不在介紹了，接下來就詳細的介紹一下 Tomcat 自己與 JVM 優化，以 Tomcat 7 爲例。

　　從 Tomcat自己出發，在conf/web.xml文件中配置了默認的Servlet的支持以及一些靜態資源的處理，還有資源壓縮的支持，從代碼的角度，只要是執行一段代碼片斷那麼他必定會耗費一些時間，因爲如今都採用nginx來管理靜態資源，實現先後端分離開發，那麼咱們是否能夠刪除一些標籤，讓Tomcat自己儘量少的去執行無用的代碼也是能夠提升相應的啓動速度。

　　先從 conf/web.xml文件出發，咱們能夠經過註釋掉與咱們項目無關的組件標籤來使得Tomcat儘量的少執行無用大代碼塊，再經過架構圖結合源碼 的執行邏輯是由外到內的標籤解析順序，咱們能夠先定位到的優化點則是Connector，由官網的介紹咱們能夠得知Connector(鏈接器)處理與客戶機的通訊。Tomcat提供了多個鏈接器。其中包括用於大多數HTTP通訊的HTTP鏈接器，特別是在將Tomcat做爲獨立服務器運行時，以及實現將Tomcat鏈接到Apache HTTPD服務器等web服務器時使用的AJP協議的AJP鏈接器。建立定製的鏈接器是一項重大的工做。可是目前比較主流的是Nginx而不是Apache，咱們能夠根據本身的需求把 AJP協議相關的鏈接器註釋掉，也能起到必定的效果。從外層標籤到內層標籤，一層層的來進行優化：

2. 優化方法

　　(1)在瀏覽器中輸入 http://localhost:8080/，點擊頁面中 Server Status，能夠看到默認tomcat中的JVM、HTTP、AJP協議、鏈接池是否啓用等，能夠經過修改頁面上顯

示的參數來優化tomcat。

　　(2)在server.xml中進行更加深刻的配置。

2、優化

1. 禁用AJP協議:

ajp13是一個二進制的TCP傳輸協議，相比HTTP這種純文本的協議來講，效率和性能更高，也作了不少優化。顯然，瀏覽器並不能直接支持AJP13協議，只支持HTTP協議。因此實際狀況是，經過Apache的proxy_ajp模塊進行反向代理，暴露成http協議給客戶端訪問。因此這麼來看實際跟動靜分離沒一毛錢關係，你若是沒作動靜分離的設置，那麼單純反向代理AJP13協議也沒太大的意義。其餘支持AJP協議的代理服務器固然也能夠用這種作法。可是實際狀況是，支持AJP代理的服務器很是少，好比目前很火爆的Nginx就沒這個模塊。所以tomcat的配置大部分都是關閉AJP協議端口的，由於除了Apache以外別的http server幾乎都不能反代AJP13協議，天然就沒太大用處了。

　　(1)經過禁用AJP協議，達到在集羣的時候提升處理請求的時間。

　　圖1

　　(2)啓動tomcat後，不論從剛剛的管理員界面，仍是從控制檯上（如圖1所示）均可以看出，AJP協議是開啓的。

　　咱們要作的就是要將此協議禁用，禁用方法：在server.xml中，將　　

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

　　註釋掉，從新啓動tomcat，能夠看出控制檯上已經不存在上圖 黑框中所示的。

2. 將BIO通信模式修改成NIO通信模式

　　(1)tomcat通信協議支持http1.0和1.1，tomcat默認走的是BIO通信模式，tomcat7和tomcat8之因此默認的都是效率低下的BIO通信模式，是由於和前面的就項目作兼容。

　　(2)在控制檯上（如圖1所示）或者管理界面均可以看到，tomcat啓動的通信模式是bio的。

　　(3)應用場景：tomcat集羣的時候，若項目比較新，都是1.5類庫以前，即JDK版本大於1.5，可將集羣中每個tomcat的啓動模式設置爲高併發高性能的應答模式(NIO)。

　　(4)配置方法：在server.xml中 ，將 <Connector connectionTimeout="20000" port="8066" protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8448"/> 改成：　　

<Connector connectionTimeout="20000" port="8066" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" redirectPort="8448"/>

　　其中，原來的protocol="HTTP/1.1"表示遵循http1.1協議，同時，也是一個最原始的未經優化的通訊協議，

　　修改以後的 protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" ，表示以 NIO模式啓動。

3. 啓用外部鏈接池，來知足高併發已經複用的請求

　　圖2

　  　maxThreads：tomcat起動的最大線程數，即同時處理的任務個數，默認值爲200。將　　

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="300" minSpareThreads="4"/>

　　註釋打開，並修改maxThreads的值，而後在<Connector connectionTimeout="20000" port="8066" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"/>

　　中加入 executor="tomcatThreadPool"，即最後爲：　　

<Connector connectionTimeout="20000" port="8066" executor="tomcatThreadPool" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"/>

      根據業務場景和服務器硬件資源條件能夠適當的加大線程鏈接池，根據第三方工具去開啓併發測試來肯定一個最好的鏈接池數。

4. 優化鏈接器

　　最佳實踐：　　

<Connector port="8066" executor="tomcatThreadPool" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
            connectionTimeout="20000"
            enableLookups="false"
            maxPostSize="10485760"
            URIEncoding="UTF-8" 
            useBodyEncodingForURI="true"
            acceptCount="100"
            acceptorThreadCount="2"
            disableUploadTimeout="true" 
            maxConnections="10000"
            SSLEnabled="false"
    />

5. 在tomcat中設置JVM參數

　　修改bin/catalina.bat文件設置參數（註釋後第一行），增長　　

　　set JAVA_OPTS=-Dfile.encoding=UTF-8 
　　-server 
　　-Xms1024m  //jvm初始化內存
　　-Xmx2048m  //jvm最大內存
　　-XX:NewSize=512m  //新生代初始化內存
　　-XX:MaxNewSize=1024m  //新生代最大內存
　　-XX:PermSize=256m   //永久代初始化內存
　　-XX:MaxPerPermSize=356m  //永久代最大內存
　　-XX:NewRatio=2 //新生代與年老代的比值
　　-XX:MaxTenuringThreshold=50 //年齡閾值，默認15（對象被複制的次數）
　　-XX:+DisableExplicitGC //標誌自動將System.gc()調用轉換成一個空操做

 　　-Xms：設置JVM初始內存大小(默認是物理內存的1/64)

　　 -Xmx：設置JVM可使用的最大內存(默認是物理內存的1/4，建議：物理內存80%)

　　 -Xmn：設置JVM最小內存(128-256m就夠了,通常不設置)

　　 默認空餘堆內存小於40%時，JVM就會增大堆直到-Xmx的最大限制；空餘堆內存大於70%時，JVM會減小堆直到-Xms的最小限制。所以服務器通常設置-Xms、

-Xmx相等以免在每次GC 後調整堆的大小。　　

　　 在較大型的應用項目中，默認的內存是不夠的，有可能致使系統沒法運行。常見的問題是報Tomcat內存溢出錯誤「java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space」，從而

致使客戶端顯示500錯誤。　　

　　-XX:PermSize ：爲JVM啓動時永久代內存大小

　　-XX:MaxPermSize ：設置最大永久代內存大小

　　-XX:MaxNewSize，默認爲16M

 

　　PermGen space的全稱是Permanent Generationspace,是指內存的永久保存區域，這塊內存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader時就會被放到

PermGenspace中，它和存放類實例(Instance)的Heap區域不一樣,GC(GarbageCollection)不會在主程序運行期對PermGenspace進行清理，因此若是你的應用中有很CLASS的

話,就極可能出現「java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space」錯誤。

對於WEB項目，jvm加載類時，永久域中的對象急劇增長，從而使jvm不斷調整永久域大小，爲了不調整)，你可使用更多的參數配置。若是你的WEBAPP下都用了大量的第三

方jar, 其大小超過了jvm默認的大小,那麼就會產生此錯誤信息了。

其它參數：

　　-XX:NewSize ：默認爲2M，此值設大可調大新對象區，減小FullGC次數

　　-XX:NewRatio ：改變新舊空間的比例，意思是新空間的尺寸是舊空間的1/8（默認爲8）

　　-XX:SurvivorRatio ：改變Eden對象空間和殘存空間的尺寸比例，意思是Eden對象空間的尺寸比殘存空間大survivorRatio+2倍（缺省值是10）

　　-XX:userParNewGC 可用來設置並行收集【多CPU】

　　-XX:ParallelGCThreads 可用來增長並行度【多CPU】

　　-XXUseParallelGC 設置後可使用並行清除收集器【多CPU】