【Tomcat】Tomcat性能分析

時間 2019-11-30

標籤 Tomcat tomcat 性能分析欄目 Tomcat 简体版

原文原文鏈接

1、預研任務介紹和預研目標

任務介紹：html

Apache Tomcat是目前較爲流行的web服務器，以其技術先進、性能穩定著稱，其次它仍是一個免費開源的項目。java

Tomcat性能分析的意義在於能爲平常工做中的一些內存泄露和tomcat crash問題提供參考，本文主要經過一些工具的使用和一些參數的講解，穿插分析tomcat性能。linux

預研目標：web

經過壓力測試以及性能檢測工具監控，分析tomcat的性能，並作相應的調優操做。spring

2、操做步驟

（0）假如測試的併發數過大，請預先對tomcat的maxThreads選項進行設置；數據庫

（1）部署測試對象apache

以供電局需求側分析項目做爲web壓力測試對象，在其web.xml中將spring security的過濾器模塊註釋掉，並將其部署上tomcat7.0。緩存

測試是否成功去除spring security攔截，在頁面輸入http://localhost:8080/DSM/index.jsp，如圖1則表示操做成功。tomcat

圖1 去除攔截後直接越過登陸檢測登入系統服務器

在dosh下輸入JVisualVM [1]，開啓tomcat性能監控。

至此測試對象已經部署完畢。

（2）使用http_load [2]進行壓力測試

http://localhost:8080/DSM/index.jsp
http://localhost:8080/DSM/rest/CommunicatManagement/NoticeboardManagement/NoticeboardViewer?_dc=1376059585323&searchString=&datetimeArray=&page=1&start=0&limit=20
http://localhost:8080/DSM/rest/CommunicatManagement/WorkflowManagement/WorkflowViewer/WorkflowViewer?_dc=1376059701735&searchString=&page=1&start=0&limit=20
http://localhost:8080/DSM/rest/CommunicatManagement/GuestbookManagement/GuestbookViewer?_dc=1376059728941&searchString=&datetimeArray=&page=1&start=0&limit=12
http://localhost:8080/DSM/rest/CommunicatManagement/PowerCutManagement/PowerCutViewerService?_dc=1376059750417&searchString=&datetimeArray=&page=1&start=0&limit=20

在當前目錄創建url.txt，內容如上面所示。url.txt內容的意義在於模仿用戶進入主界面而後對‘通訊管理’模塊的全部功能進行並行訪問。至於這些url如何獲取出來用於測試，你能夠用Chrome的Developer Tools或者Firefox的FireBug進行獲取。

http_load -p 50 -s 600 url.txt

在dosh下輸入如上所示的命令，該命令使用http_load對url.txt中包含的全部url進行併發數爲50、爲期600秒的壓力測試，承受這個壓力的便是咱們部署的在tomcat上的項目，因此文章雖然叫tomcat分析，但實質也是在對咱們的程序進行性能分析。這個時候你能夠泡杯茶、散散步靜待10分鐘的結束，JVisualVM已經在後臺默默的工做中了。

（3）數據分析

8559 fetches, 50 max parallel, 2.95904e+07 bytes, in 600 seconds
3457.23 mean bytes/connection
14.265 fetches/sec, 49317.4 bytes/sec
msecs/connect: 0.0851023 mean, 0.341 max, 0.015 min
msecs/first-response: 3458.08 mean, 26924.7 max, 0.225 min
991 bad byte counts
HTTP response codes:
  code 200 -- 7568
  code 500 -- 991

10分鐘到了，在dosh下截獲如上所示的壓力測試報告。第1行關注其產生了8559個請求，最大併發數爲50；第3行關注其每秒處理的請求數爲14；第4行關注到每次鏈接（url裏面的內容被處理一次稱爲一次鏈接）的平均毫秒爲0.0851023（效率高的可怕，這是hibernate的緩存在發揮做用）；最後一行咱們看到有991條請求當掉了，說明咱們的程序性能仍是有必定的問題。後臺報的錯誤主要是oracle數據庫鏈接錯誤，這代表咱們的數據庫鏈接池存在必定的問題，須要進一步進行優化。

然而僅憑這些數據，咱們還得不出什麼直觀的性能分析結果，照目前來講，只能算還正常。進一步地，咱們須要配合jvisualvm進行分析。

（4）jvisualvm分析

圖2 CPU變化圖

由圖片能夠得出，簡單的壓力測試中CPU的最大佔有率達到19%左右，測試環境是在個人我的PC機（I5CPU）上，可見併發對CPU的壓力仍是很大的。峯值以後的曲線仍是比較平緩的，這是CPU的調度能力發揮了做用。假如是對服務器作併發測試的話，這個數據就顯得很是重要了。

圖3 佔用CPU最大的三個方法

Tomcat服務器自帶的任務調度和oracle數據庫鏈接佔據了最大的CPU，可見咱們的主要壓力都做用在了oracle和tomcat上了。

圖4 堆內存變化圖

堆內存中，最大的使用內存才達到414M左右，可見併發對內存的要求不高。曲線很是祕密的那一塊說明發生了頻繁的產生對象和垃圾回收，JVM的GC仍是很是強大的，它一直在背後默默的回收垃圾。除了峯值參考，曲線的另外一個意義在於，觀察上升和降低的幅度是否大抵一致，如若一直上漲，就有多是程序出了問題，例如某個for循環寫錯了，這個時候就會報java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space錯誤。

圖5 持久代內存變化圖

持久代的內存徹底沒有波動，說明咱們沒有發生內存溢出（通常內存溢出都是這裏發生的）。爲何通常的內存溢出會發生在這裏？PermGen [3]意爲permanent generation，即持久代（年老代），程序頻繁的讀/寫數據庫將會對這一層形成極大壓力，溢出後會報java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space錯誤。

圖6 佔用內存最大的三個類

這裏咱們能夠得出，字符串類型的操做以及IO讀寫在壓力測試中是發生得最平凡的。

（5）參數調優 [4]和數據庫鏈接池調優

假如你是window 32/64bit，請在tomcat_home/bin下新建setenv.bat並輸入如下內容：

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%
-Xms1024m -Xmx2048m -XX:PermSize=32m
-XX:MaxPermSize=512m -Xss2m -XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

假如你是linux 32/64bit，請在tomcat_home/bin下新建setenv.sh並輸入如下內容：

export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xms1024m -Xmx2048m -XX:PermSize=32m
-XX:MaxPermSize=512m -Xss2m -XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled
-Djava.awt.headless=true"

假如你是以eclipse啓動tomcat，請在其vm arguments添加以下內容：

-Xms1024m -Xmx2048m -XX:PermSize=32m
-XX:MaxPermSize=512m -Xss2m -XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled
-Djava.awt.headless=true

下面對全部參數進行一一解釋：

-Xms1024m 初始化堆的大小
-Xmx2048m 堆的最大值（最大設置爲內存值的80%）
-XX:PermSize=32m 初始化持久代內存大小
-XX:MaxPermSize=512m 最大持久代內存大小
-Xss2m 方法棧內存大小
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSClassUnloadingEnabled 啓用並行垃圾收集器
-Djava.awt.headless=true 爲了避免影響linux圖形化效果，咱們能夠添加這個參數

另外，若是你要爲你的orcale數據庫添加unicode默認支持，則加入以下參數：

-Doracle.jdbc.defaultNChar=true

下一步，咱們須要對數據庫鏈接池進行調優：

<!--配置apache dbcp數據源 -->
<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"
    destroy-method="close">
    <property name="driverClassName" value="oracle.jdbc.driver.OracleDriver" />
    <property name="url"
        value="jdbc:oracle:thin:@192.168.0.3:1520:NIKEY" />
    <property name="username" value="PHOENIX" />
    <property name="password" value="123456" />
    <!-- 鏈接池啓動時的初始值 -->
    <property name="initialSize" value="50" />
    <!-- 鏈接池的最大值 -->
    <property name="maxActive" value="100" />
    <!-- 最大空閒值.當通過一個高峯時間後，鏈接池能夠慢慢將已經用不到的鏈接慢慢釋放一部分，一直減小到maxIdle爲止 -->
    <property name="maxIdle" value="10" />
    <!-- 最小空閒值.當空閒的鏈接數少於閥值時，鏈接池就會預申請去一些鏈接，以避免洪峯來時來不及申請 -->
    <property name="minIdle" value="5" />
</bean>

備註：所需jar包：commons-dbcp.jar & commons-pool.jar & commons-logging.jar

（6）再測試

使用上面一樣的壓力測試語句http_load -p 50 -s 600 url.txt，靜待10分鐘結束。

54995 fetches, 50 max parallel, 1.32363e+08 bytes, in 600 seconds
2406.83 mean bytes/connection
91.6583 fetches/sec, 220606 bytes/sec
msecs/connect: 0.0579369 mean, 0.308 max, 0.013 min
msecs/first-response: 544.293 mean, 6322.84 max, 0.111 min
HTTP response codes:
  code 200 -- 54995

54995多個請求所有成功，一秒處理91個請求，每一個鏈接的平均時間爲0.05豪秒，效率當即體現出來了。

再看CPU/內存使用圖以下：

圖6 堆內存變化圖

圖7 CPU變化圖

CPU的變化最大不超過20%，然而調優後須要考慮到因爲程序能處理更多的併發，那麼也會拉長GC的回收時間，那你所須要注意的是就是這麼長的時間裏峯值會達到多少，應該在參數配置中予以考慮。

（7）總結

Tomcat的性能足以承受咱們平常工做的併發操做，可是須要配置調優參數以防止撐爆，而且爲了提升數據庫交互的效率咱們最好使用鏈接池技術。

3、參考文獻

[1] Java自帶的GUI性能監控工具Jconsole以及JisualVM簡介

[2] Linux下http_load使用簡介

[3] JVM調優總結（十）-調優方法

[4] JVM 幾個重要的參數 & Java HotSpot VM Options & Java 6 JVM參數選項大全（中文版）