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  • 3. Tomcat 性能调优3.1 Tomcat 性能测试3.2 Tomcat 性能优化3.2.1Tomcat配置调优1.禁用AJP连接2.Connector 连接器的选择3.Executor线程池调整3.2.2 JVM参数调优1） JVM内存参数2） GC策略3.2.3 Tomcat架构调优动静分离：Tomcat集群：修改Tomcat默认端口号tomcat中部署项目的方式

3. Tomcat 性能调优

性能优化的三个指标

降低响应时间 :   提高系统吞吐量(QPS) :  QPS （每秒请求量）     T(事务) PS (每秒处理事务的数量) 提高服务的可用性:

性能优化的原则

具体情况具体分析
积少成多

性能分析工具

JConsole  jvm性能监控平台:  主要监控 内存和CPU的情况JMeter 分布式性能测试工具:   响应时间、吞吐量、错误率

性能优化测试指标

正确率、CPU占有率、QPS、JVM

3.1 Tomcat 性能测试

我们使用JMeter来进行测试：

3.2 Tomcat 性能优化

3.2.1Tomcat配置调优

1.禁用AJP连接

默认状态下,Tomcat会启动AJP服务，占用8009端口。AJP是什么？有什么作用呢？AJP（Apache JServer Protocol） 是为Tomcat与HTTP服务器之间通信而定制的协议，能提供较高的通信速度和效率。Tomcat虽然是一个javaWeb服务器，可以对静态资源进行解析，但它最主要的作用是提供Servlet 和 Jsp容器，对静态资源的解析肯定不如一些专业的Http服务器 如：apache、nginx 。所以通常生产环境会把Tomcat和其他http服务器搭配使用， 所有请求都访问http服务器，如果访问的资源是Servlet或Jsp则http服务器将请求交由Tomcat处理，如果静态资源 http服务器直接处理， ajp就是apache服务器和tomcat服务器通信的主要协议，nginx 和 浏览器是不支持这个协议的，所以如果你不使用Tomcat和Apache服务器整合的话，这个AJP协议服务是没必要开启的。

ajp就是下面这行代码来配置，主要注释它就可以禁用AJP

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

2.Connector 连接器的选择

Tomcat 连接器的三种方式： bio、nio 和 apr，三种方式性能差别很大，apr 的性能最优， bio 的性能最差。而 Tomcat 7 使用的 Connector 默认就启用的 Apr 协议，但需要系统安装 Apr 库，否则就会使用 bio 方式。

BIO：

一个线程处理一个请求。缺点：并发量高时，线程数较多，浪费资源。

Tomcat7或以下，在Linux系统中默认使用这种方式。

NIO：

利用Java的异步IO处理，可以通过少量的线程处理大量的请求。

Tomcat8在Linux系统中默认使用这种方式。

Tomcat7必须修改Connector配置来启动：

APR：

即Apache Portable Runtime，从操作系统层面解决io阻塞问题。

Tomcat7或Tomcat8在Win7或以上的系统中启动默认使用这种方式。

Linux如果安装了apr和native，Tomcat直接启动就支持apr。

tomcat8 提供了nio2,效率要比nio快些，所以如果是tomcat8之前的版本推荐使用nio ,如果是tomcat8及之后的版本使用nio2

APR( Apache Portable Runtime) 提供卓越的伸缩性，更强的性能以及跟原生服务器技术更好的集成。

如果使用APR要保证1.配置文件中引入了APR的监听 2.服务器上安装APR的相关软件

linux配置APR:

安装依赖

yum install apr-devel yum install openssl-devel yum install gcc yum install make

安装APR包

进入 apache-tomcat-8.5.39/bin 执行命令 tar -xzvf tomcat-native.tar.gz

输入命令 cd
tomcat-native-1.2.21-src/native/

进入到native文件夹下

执行命令 ./configure && make && make install

安装后会出现这个界面，表示安装成功，并给出了安装后的目录位置

通过上图我们可以看到 我们还需要配置两个环境变量

输入命令使环境变量生效 source /etc/profile

修改server.xml 配置

启动tomcat查看日志

进入到 /logs目录 执行命令 tail -f -n 200 catalina.out

<Connector  executor="tomcatThreadPool"port="8080"protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443"/>

Connector参数解释

URIEncoding：指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，语言编码格式这块倒不如其它 WEB 服务器软件配置方便，需要分别指定。

面试可以说：设置连接超时时间，当后台出现问题，连接可以及时断掉

connnectionTimeout： 网络连接超时，单位：毫秒，设置为 0 表示永不超时，这样设置有隐患的。通常可设置为 30000 毫秒（30秒），可根据检测实际情况，适当修改。

enableLookups： 是否反查域名，以返回远程主机的主机名，取值为：true 或 false，如果设置为false，则直接返回IP地址，为了提高处理能力，应设置为 false。

disableUploadTimeout：上传时是否使用超时机制。

connectionUploadTimeout：上传超时时间，毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间，这个根据你自己的业务需要自己调，以使Servlet有较长的时间来完成它的执行，需要与上一个参数一起配合使用才会生效。

acceptCount：指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可传入连接请求的最大队列长度，超过这个数的请求将不予处理，默认为100个。

keepAliveTimeout：长连接最大保持时间（毫秒），表示在下次请求过来之前，Tomcat 保持该连接多久，默认是使用 connectionTimeout 时间，-1 为不限制超时。

maxKeepAliveRequests：表示在服务器关闭之前，该连接最大支持的请求数。超过该请求数的连接也将被关闭，1表示禁用，-1表示不限制个数，默认100个，一般设置在100~200之间。

面试可以说压缩：连接器参数开启响应数据压缩

compression：是否对响应的数据进行 GZIP 压缩，off：表示禁止压缩；on：表示允许压缩（文本将被压缩）、force：表示所有情况下都进行压缩，默认值为off，压缩数据后可以有效的减少页面的大小，一般可以减小1/3左右，节省带宽。compressionMinSize：表示压缩响应的最小值，只有当响应报文大小大于这个值的时候才会对报文进行压缩，如果开启了压缩功能，默认值就是2048KB。compressableMimeType：压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩。

noCompressionUserAgents="gozilla, traviata"： 对于以下的浏览器，不启用压缩。

参考配置

连接器的具体参考配置：
<Connector executor="tomcatThreadPool"port="8080" protocol="HTTP/1.1"URIEncoding="UTF-8"connectionTimeout="30000"enableLookups="false"disableUploadTimeout="false"connectionUploadTimeout="150000"acceptCount="300"keepAliveTimeout="120000"maxKeepAliveRequests="1"compression="on"compressionMinSize="2048"         compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image/jpg,image/png" redirectPort="8443" />

3.Executor线程池调整

默认配置下，Tomcat 会为每个连接器创建一个绑定的线程池（最大线程数 200），服务启动时，默认创建了 5 个空闲线程随时等待用户请求

默认情况：

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="150" minSpareThreads="4"/>

修改连接池：

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="500" minSpareThreads="100" maxSpareThreads="50" maxIdleTime="60000"/>机器比较好情况：最小线程数不超过<100，最大线程数不超过<500

然后，修改<Connector …>节点，增加 executor 属性，调整为

<Connector  executor="tomcatThreadPool"port="8080"protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443"/>

Executor参数解释：

maxThreads，最大并发数，默认设置 200，一般建议在 500 ~ 800，根据硬件设施和业务来判断
minSpareThreads，Tomcat 初始化时创建的线程数，默认设置 25
prestartminSpareThreads，在 Tomcat 初始化的时候就初始化 minSpareThreads 的参数值，如果不等于 true，minSpareThreads 的值就没啥效果了
maxQueueSize，最大的等待队列数，超过则拒绝请求

3.2.2 JVM参数调优

Tomcat是一款Java应用，那么JVM的配置便与其运行性能密切相关，而JVM优化的重点则集中在内存分配和GC策略的调整上，因为内存会直接影响服务的运行效率和吞吐量，JVM垃圾回收机制则会不同程度地导致程序运行中断。可以根据应用程序的特点，选择不同的垃圾回收策略，调整JVM垃圾回收策略，可以极大减少垃圾回收次数，提升垃圾回收效率，改善程序运行性能。

1） JVM内存参数

参数

参数作用

优化建议

-server

启动Server，以服务端模式运行

服务端模式建议开启

-Xms

最小堆内存

建议与-Xmx设置相同

-Xmx

最大堆内存

建议设置为可用内存的80%

-XX:MetaspaceSize

元空间初始值

-XX:MaxMetaspaceSize

元空间最大内存

默认无限

-XX:NewSize

新生代初始值

-XX:MaxNewSize

新生代最大内存

默认16M

-XX:NewRatio

年轻代和老年代大小比值，取值为整数，默认为2

不建议修改

-XX:SurvivorRatio

Eden区与Survivor幸存者区大小的比值，取值为整数，默认为8

不建议修改

-Xms：Java虚拟机初始化时堆的最小内存，一般与 Xmx配置为相同值，这样的好处是GC不必再为扩展内存空间而消耗性能；

可以利用JDK自带的工具进行验证，这些工具都在/bin目录下：
1）jps：用来显示本地的java进程，以及进程号，进程启动的路径等。
2）jmap：观察运行中的JVM 物理内存的占用情况，包括Heap size , Perm size等。
进入命令行模式后，进入JAVA_HOME/bin目录下，然后输入jps命令：

free -m 命令查看当前服务器的可用内存JAVA_OPTS="-server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m  -XX:SurvivorRatio=8"

2） GC策略

JVM垃圾回收性能有以下两个主要的指标:

  • 吞吐量：工作时间（排除GC时间）占总时间的百分比， 工作时间并不仅是程序运行的时间，还包含内存分配时间。
  • 暂停时间：测试时间段内，由垃圾回收导致的应用程序停止响应次数/时间。

不同的应用程序， 对于垃圾回收会有不同的需求。 JVM 会根据运行的平台、服务器资源配置情况选择合适的垃圾收集器、堆内存大小及运行时编译器。如无法满足需求， 参考以下准则：

A. 程序数据量较小，选择串行收集器。

B. 应用运行在单核处理器上且没有暂停时间要求， 可交由JVM自行选择或选择串行收集器。

C. 如果考虑应用程序的峰值性能， 没有暂停时间要求， 可以选择并行收集器。

D. 如果应用程序的响应时间比整体吞吐量更重要， 可以选择并发收集器。

查看Tomcat中的默认的垃圾收集器:

1). 在tomcat/bin/catalina.sh的配置中, 加入如下配置

JAVA_OPTS=" -Djava.rmi.server.hostname=192.168.18.129 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8999 -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=8999 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

2). 打开 jconsole , 查看远程的tomcat的概要信息

连接远程tomcat

GC参数：

参数

描述

-XX:+UseSerialGC

启用串行收集器

-XX:+UseParallelGC

启用并行垃圾收集器，配置了该选项，那么 -XX:+UseParallelOldGC默认启用

-XX:+UseParallelOldGC

FullGC 采用并行收集，默认禁用。如果设置了 -XX:+UseParallelGC则自动启用

-XX:+UseParNewGC

年轻代采用并行收集器，如果设置了 -XX:+UseConcMarkSweepGC选项，自动启用

-XX:+ParallelGCThreads

年轻代及老年代垃圾回收使用的线程数。默认值依赖于JVM使用的CPU个数

-XX:+UseConcMarkSweepGC

并发垃圾收集器 对于老年代，启用CMS垃圾收集器。 当并行收集器无法满足应用的延迟需求是，推荐使用CMS或G1收集器。
启用该选项后， -XX:+UseParNewGC 自动启用。

-XX:+UseG1GC

启用G1收集器。 G1是服务器类型的收集器， 用于多核、大内存的机器。它在保持高吞吐量的情况下，高概率满足GC暂停时间的目标。

我们也可以在测试的时候，将JVM参数调整之后，将GC的信息打印出来，便于为我们进行参数调整提供依据，具体参数如下：

选项

描述

-XX:+PrintGC

打印每次GC的信息

-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime

打印最后一次暂停之后所经过的时间， 即响应并发执行的时间

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

打印GC时应用暂停时间

-XX:+PrintGCDateStamps

打印每次GC的日期戳

-XX:+PrintGCDetails

打印每次GC的详细信息

-XX:+PrintGCTaskTimeStamps

打印每个GC工作线程任务的时间戳

-XX:+PrintGCTimeStamps

打印每次GC的时间戳

在bin/catalina.sh的脚本中 , 追加如下配置 :

JAVA_OPTS="-XX:+UseConcMarkSweepGC  -XX:+PrintGCDetails"

64位系统 centos 6.4 内存8G服务器
-server
-Xms6000M
-Xmx6000M
-Xmn500M
-XX:MetaspaceSize=500M
-XX:MaxMetaspaceSize=500M
-XX:SurvivorRatio=65536
-XX:MaxTenuringThreshold=0
-Xnoclassgc
-XX:+DisableExplicitGC
-XX:+UseParNewGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80
-XX:+PrintClassHistogram
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintHeapAtGC
-Xloggc:log/gc.log

3.2.3 Tomcat架构调优

前面我们已经通过系统、jvm、和tomcat自身大大提升的tomcat的性能，但tomcat的性能是有极限的，Tomcat理论支持500左右并发，所以接下来我们会聊聊在如何合理使用tomcat上，实际上也就是架构的 层面聊聊如果优化。这里面我们主要讨论两个优化思路：动静分离、Tomcat集群

就需要搭建Tomcat的集群，而目前比较流程的做法就是通过Nginx来实现Tomcat集群的负载均衡。

动静分离：

Tomcat主要处理servlet、jsp占优势，项目中静态资源（图片、视频、.CSS、.html、.js）访问,耗费请求连接,把静态资源放在Nginx服务器中，静态请求不经过Tomcat，不占并发数。

Nginx是一款自由的、开源的、高性能的HTTP服务器和反向代理服务器；同时也是一个IMAP、POP3、SMTP代理服务器；Nginx可以作为一个HTTP服务器进行网站的发布处理，另外Nginx可以作为反向代理进行负载均衡的实现。优点：
1、可以高并发连接
官方测试Nginx能够支撑5万并发连接，实际生产环境中可以支撑2~4万并发连接数。2、内存消耗少
Nginx+PHP（FastCGI）服务器，
在3万并发连接下，开启10个Nginx进程消耗150MB内存，15MB*10=150MB，
开启的64个PHP-CGI进程消耗1280内存，20MB*64=1280MB，加上系统自身消耗的内存，
总共消耗不到2GB的内存。3、成本低廉
购买F5BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机，需要十多万到几十万人民币，而Nginx为开源软件，采用的是2-clause BSD-like协议，可以免费试用，并且可用于商业用途。4、配置文件非常简单
网络和程序一样通俗易懂，即使，非专用系统管理员也能看懂。5、内置的健康检查功能
如果NginxProxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端的访问。6、节省带宽
支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头。7、稳定性高
用于反向代理，宕机的概率微乎其微。8、支持热部署
Nginx支持热部署，它的自动特别容易，并且，几乎可以7天*24小时不间断的运行，即使，运行数个月也不需要重新启动，还能够在不间断服务的情况下，对软件版本进行升级。

Nginx反向代理配置：

Tomcat集群：

修改Tomcat默认端口号

tomcat默认的端口号(缺省端口),怎么修改

tomcat默认的端口是8080

修改Server.xml中 Connector的port属性即可，

如果同一个tomcat要启动多个tomcat ，还需要修改Server里面的port端口 以及Connector AJP协议的port端口

<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN"><Connector  port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol" redirectPort="8443" /><Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

tomcat中部署项目的方式

部署的三种方案：

1.直接将web项目 或 war包 拷贝至webapps目录下即可：

2.在配置文件Server.xml中找到标签，在里面 加上下面一句：

<Context docBase="项目的路径" path="虚拟目录" />

3.conf/Catalina/localhost 创建 xxx.xml文件，在文件中指定项目路径，该项目的访问路径 即文件的名字

 <Context docBase="项目的路径" />

PS：ROOT文件夹内是根目录下的项目，访问该项目不需要加虚拟目录

tomcat中运行的生产项目，出现问题如何排查?

出现问题首先去tomcat的logs目录下，查看日志文件中有没有什么错误信息。

catalina.201X-XX-XX.log记录启动时日志信息

localhost.201X-XX-XX.log记录各个webapp下项目的日志信息

tail -f fileName
#会把 filename 文件里的最尾部的内容显示在屏幕上，并且不断刷新，只要 filename 更新就可以看到最新的文件内容。

如：日志中发现

java.lang.StackOverflowError异常，这个是栈内存溢出

可能在哪些地方发生内存泄漏了，如果通过异常能够找到溢出的发生地，则优化对应代码。

如果没有发现，则可以通过 JvisualVM 等工具监控Tomcat的运行情况

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