Tomcat部署及优化

发布时间:2024年01月12日
  • 了解Tomcat
  • 熟悉Tomcat多虚拟主机环境
  • 会优化Tomcat
  • 能处理常见错误

1.1 Tomcat描述

? ? ? ??自 2017 年 11 月编程语言排行榜 Java 占比 13%,高居榜首,Tomcat 也一度成为 Java 开发人员的首选。其开源、占用系统资源少、跨平台等特性深受广大程序员喜爱。本章主要学习如何部署 Tomcat 服务,根据生产环境实现多个虚拟主机的配置,最后的重点是进行压测,根据压测结果如何优化 Tomcat 服务及常见的内存溢出如何处理

1.1.1 Tomcat介绍

????????自从 JSP 发布之后,推出了各式各样的 JSP 引擎。Apache Group 在完成 GNUJSP1.0 的开发以后,开始考虑在 SUN 的 JSWDK 基础上开发一个可以直接提供 Web 服务的 JSP 服务器,当然同时也支持 Servlet, 这样 Tomcat 就诞生了

????????Tomcat 是 Apache 软件基金会(Apache Software Foundation)Jakarta 项目中的一个核心项目,由 Apache、Sun 和其他一些公司及个人共同开发而成。其被 JavaWorld 杂志的编辑选为 2001 年度最具创新的 Java 产品,同时它又是 Sun 公司官方推荐的 Servlet 和 JSP 容器,因此 Tomcat 越来越多的受到软件公司和开发人员的喜爱。由于有了 Sun 的参与和支持,最新的 Servlet 和 JSP 规范总是能在 Tomcat 中得到体现,Tomcat 5 支持最新的 Servlet 2.4 和 JSP 2.0 规范。因为 Tomcat 技术先进、性能稳定、免费,因而深受 Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可,成为目前比较流行的 Web 应用服务器

????????Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的 Web 应用服务器,属于轻量级应用服务器, 在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用,是开发和调试 JSP 程序的首选。对于一个初学者来说,可以这样认为,当在一台机器上配置好 Apache 服务器,可利 用它响应HTML(标准通用标记语言下的一个应用)页面的访问请求。实际上,Tomcat 是 Apache 服务器的扩展,但运行时它是独立运行的,所以当运行 Tomcat 时,它实际上作为一个与 Apache 独立的进程单独运行的

????????当配置正确时,Apache 为 HTML 页面服务,而 Tomcat 实际上运行 JSP 页面和 Servlet。Tomcat 和 IIS 等 Web 服务器一样,具有处理 HTML 页面的功能,另外它还是一个 Servlet 和 JSP 容器,独立的 Servlet 容器是 Tomcat 的默认模式。不过,Tomcat 处理静态 HTML 的能力不如 Apache 服务器

1.1.2 Tomcat核心组件

????????通常意义上的 Web 服务器接受请求后,只是单纯地响应静态资源(如 HTML 文件、图片文件等),不能在后端进行一定的处理操作。 Tomcat 是 Apache 下的一个子项目,它具备 Web 服务器的所有功能,不仅可以监听接受请求并响应静态资源,而且可以在后端运行特定规范的 Java 代码 Servlet,同时将执行的结果以 HTML 代码的形式返回客户端

Tomcat由一系列的组件构成,其中核心的组件有三个

  • Web容器:完成Web服务器的功能
  • Servlet容器:名字为catalina,用于处理Servlet代码
  • JSP容器:用于将JSP动态网页翻译成Servlet代码

1.1.3 Tomcat请求处理

Tomcat具体的处理请求过程如下所示

  • 用户在浏览器中输入网址 localhost:8080/test/index.jsp,请求被发送到本机端口 8080, 被在那里监听的 Coyote HTTP/1.1 Connector 获得
  • Connector 把该请求交给它所在的 Service 的 Engine(Container)来处理,并等待 Engine 的回应
  • Engine 获得请求 localhost/test/index.jsp,匹配所有的虚拟主机 Host
  • Engine 匹配到名为 localhost 的 Host(即使匹配不到也把请求交给该 Host 处理,因为 该 Host 被 定 义 为 该 Engine 的 默 认 主 机 ) , 名 为 localhost 的 Host 获 得 请 求 /test/index.jsp,匹配它所拥有的所有 Context。Host 匹配到路径为/test 的 Context(如 果匹配不到就把该请求交给路径名为“ ”的 Context 去处理)
  • path=“/test”的 Context 获得请求/index.jsp,在它的 mapping table 中寻找出对应的 Servlet。Context 匹配到 URL Pattern 为*.jsp 的 Servlet,对应于 JspServlet 类
  • 构造 HttpServletRequest 对象和 HttpServletResponse 对象,作为参数调用 JspServlet 的 doGet()或 doPost(),执行业务逻辑、数据存储等
  • Context 把执行完之后的 HttpServletResponse 对象返回给 Host
  • Host 把 HttpServletResponse 对象返回给 Engine
  • Engine 把 HttpServletResponse 对象返回 Connector
  • Connector 把 HttpServletResponse 对象返回给客户 Browser

1.2 Tomcat服务部署

1.2.1 下载并安装JDK

在部署 Tomcat 服务之前需要先部署好实验环境

在部署 Tomcat 之前必须安装好 JDK,因为 JDK 是 Tomcat 运行的必要环境。JDK 的安装相对比较简单,版本有很多,本章选择基于 linux64 位 RPM 版本

下载完安装包后,将其上传到服务器/root 目录下,执行安装命令

[root@node02 ~]# rpm -ivh jdk-8u171-linux-x64.rpm 
准备中...                          ################################# [100%]
正在升级/安装...
   1:jdk1.8-2000:1.8.0_171-fcs        ################################# [100%]
Unpacking JAR files...
	tools.jar...
	plugin.jar...
	javaws.jar...
	deploy.jar...
	rt.jar...
	jsse.jar...
	charsets.jar...
	localedata.jar...
[root@node02 ~]#

上面显示安装完成,jdk 安装目录在/usr/java/jdk1.8.0_171-amd64,,编辑/etc/profile 文件,设置 jdk 的环境变量。具体操作如下

[root@node02 ~]# vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_171-amd64
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
[root@node02 ~]# source /etc/profile            //使环境变量生效    
[root@node02 ~]# java -version                  //查看jdk版本号
java version "1.8.0_171"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_171-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.171-b11, mixed mode)
[root@node02 ~]#

1.2.2 安装启动Tomcat

1. 安装Tomcat服务

从Tomcat官网下载apache-tomcat-9.0.8.tar.gz稳定版本,将安装包解压后移动Tomcat 目录到/usr/local 下面,然后执行/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 命令启动 Tomcat 即可。具体操作如下

[root@node02 ~]# tar zxvf apache-tomcat-9.0.8.tar.gz
[root@node02 ~]# mv apache-tomcat-9.0.8 /usr/local/tomcat
[root@node02 ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh        //启动Tomcat
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/jdk1.8.0_171-amd64
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Tomcat started.
[root@node02 ~]#

打开浏览器访问http://192.168.161.11:8080进行访问会出现Tomcat主页

2. 优化Tomcat服务启动时间

查看日志会发现 Tomcat 第一次启动很慢,默认情况下都需要几十秒。修改 JDK 参数可以改善该状况,打开/usr/java/jdk1.8.0_171-amd64/jre/lib/security/java.security 文件,找到如下内容 :securerandom.source=file:/dev/random 修改成 securerandom.source=file:/dev/urandom。然后重启 Tomcat 就会发现启动时间变短很多

[root@node02 ~]# vim /usr/java/jdk1.8.0_171-amd64/jre/lib/security/java.security 
securerandom.source=file:/dev/urandom
[root@node02 ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh         //关闭Tomcat
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/jdk1.8.0_171-amd64
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
[root@node02 ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh          //启动Tomcat
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr/java/jdk1.8.0_171-amd64
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Tomcat started.
[root@node02 ~]#

3. Tomcat目录结构

执行ll /usr/local/tomcat/命令即可查看Tomcat安装后目录结构,如下

[root@node02 ~]# ll /usr/local/tomcat/
总用量 92
drwxr-x--- 2 root root  4096 1月  12 10:56 bin
drwx------ 3 root root   254 1月  12 10:57 conf
drwxr-x--- 2 root root  4096 1月  12 10:56 lib
-rw-r----- 1 root root 57092 4月  28 2018 LICENSE
drwxr-x--- 2 root root   197 1月  12 10:57 logs
-rw-r----- 1 root root  1804 4月  28 2018 NOTICE
-rw-r----- 1 root root  6852 4月  28 2018 RELEASE-NOTES
-rw-r----- 1 root root 16246 4月  28 2018 RUNNING.txt
drwxr-x--- 2 root root    30 1月  12 10:56 temp
drwxr-x--- 7 root root    81 4月  28 2018 webapps
drwxr-x--- 3 root root    22 1月  12 10:57 work
[root@node02 ~]#

Tomcat 各目录的作用具体如下所示

  • bin目录:用于存放启动和关闭Tomcat的脚步文件,比较常用的是catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh三个文件
  • conf目录:用于存放Tomcat服务器的各种配置文件,比较常用的是server.xml、context.xml、tomcat-user.xml、web.xml四个文件
  • lib目录:用于存放Tomcat服务器的jar包,一般不作任何改动,除非连接第三方服务,比如redis,那就需要添加相对于的jar包
  • logs目录:用于存放Tomcat日志
  • temp目录:用于存放Tomcat运行时产生的文件
  • webapps目录:用于存放项目资源的目录
  • work目录:是Tomcat工作目录,一般清除Tomcat缓存的时候会使用到

1.3 Tomcat配置与优化

1.3.1 虚拟主机配置

????????很多时候公司会有多个项目需要运行,那么肯定不可能是一台服务器上运行多个Tomcat 服务,这样会消耗太多的系统资源。此时,就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。例如现在新增两个域名 www.test.com 和 bbs.test.com,希望通过这两个域名访问到不同的项目内容

1. 创建www和bbs项目目录和文件

执行下面命令,可以创建www和bbs项目目录文件

[root@node02 ~]# mkdir /usr/local/tomcat/webapps/www
[root@node02 ~]# echo "This is www page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/www/index.jsp
[root@node02 ~]# mkdir /usr/local/tomcat/webapps/bbs
[root@node02 ~]# echo "This is bbs page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/bbs/index.jsp

2. 修改Tomcat主配置文件

修改 Tomcat 主配置文件/usr/local/tomcat/conf/server.xml,在下面增加如下内容

[root@node02 ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
//关于www.test.com的虚拟主机配置
      <Host name="www.test.com" appBase="/usr/local/tomcat/webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false"
            xmlNamespaceAware="false">
      <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/www"
                 path=""reloadable="true"/>
      </Host>
//关于bbs.test.com的虚拟主机配置
      <Host name="bbs.test.com" appBase="/usr/local/tomcat/webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false"
            xmlNamespaceAware="false">
      <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/bbs"
                 path=""reloadable="true"/>
      </Host>
[root@node02 ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
[root@node02 ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3. 虚拟主机访问测试

客户端绑定两个域名需要写入本机hosts文件,Tomcat默认端口是8080

[root@node1 ~]# vim /etc/hosts
192.168.161.11  www.test.com
192.168.161.11  bbs.test.com

使用浏览器访问http://www.test.com:8080,如图

使用浏览器访问http://bbs.test.com:8080,如图

1.3.2 Tomcat优化

????????Tomcat 默认安装下的缺省配置并不适合生产环境,它会频繁出现假死现象需要重启,只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面,分别为操作系统优化(内核参数优化),Tomcat 配置文件参数优化,Java 虚拟机(JVM)调优。其中最难理解的就是 JVM 调优。系统优化本章不介绍,本章将配合 jmeter 压测工具进行调优前和调优后的数据进行比较

1. Tomcat配置文件参数优化

????????关于 Tomcat 主配置文件 server.xml 里面很多默认的配置项,并不能满足业务需求,常用的优化参数如下

  • maxThreads:Tomcat使用线程来处理接收的每个请求,这个值表示Tomcat可创建的最大的线程数,默认值是200
  • minSpareThreads:最小空闲线程数,Tomcat 启动时的初始化线程数,表示即使没有 人使用也开这么多空线程等待,默认值是 10
  • maxSpareThreads:最大备用线程数,一旦创建的线程超过这个值,Tomcat 就会关闭 不再需要的 socket 线程。默认值是-1(无限制),一般不需要指定
  • URIEncoding:指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式,Tomcat 语言编码格式这块不如 其它 Web 服务器软件配置方便,需要分别指定
  • 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。通常默认 20000 毫秒就可以
  • 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。应设置为 true
  • connectionUploadTimeout:上传超时时间,毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间, 该参数需要根据自己的业务需要自行调整,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
  • 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,因而节省带宽
  • 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 2048
  • 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

如果已经对代码进行了动静分离,静态页面和图片等数据就不需要 Tomcat 处理了,那么也就不需要在 Tomcat 中配置压缩了。因为这里只有一台 Tomcat 服务器,而且压测的是Tomcat 首页,会有图片和静态资源文件,所以这里启用压缩

以上是一些常用的配置参数,还有好多其它的参数设置,还可以继续深入的优化,HTTP Connector 与 AJP Connector 的参数属性值,可以参考官方文档的详细说明进行学习。链接地址 http://tomcat.apache.org/tomcat-9.0-doc/config/http.html,下面开始对 Tomcat 配置文件优化进行前后的对比

1.4 常见错误说明

1.??java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space——JVM Heap(堆)溢出

JVM 在启动的时候会自动设置 JVM Heap 的值,其初始空间(即-Xms)是物理内存的 1/64,最大空间(-Xmx)不可超过物理内存。可以利用 JVM 提供的 -Xmn -Xms -Xmx 等选项来进行设置。Heap 的大小是 Young Generation 和 Tenured Generaion 之和。在 JVM中如果 98%的时间是用于 GC,且可用的 Heap size 不足 2%的时候将抛出此异常信息

解决方法:手动设置 JVM Heap(堆)的大小

2. java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space——PermGen space 溢出

PermGen space 的全称是 Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域。 为什么会内存溢出,这是由于这块内存主要是被 JVM 存放 Class 和 Meta 信息的,Class 在被 Load 的时候被放入 PermGen space 区域,它和存放 Instance 的 Heap 区域不同,sun 第 22 页 共 22 页 的 GC 不会在主程序运行期对 PermGen space 进行清理。所以,如果你的 APP 会载入很多 CLASS 的话,就很可能出现 PermGen space 溢出

解决方法:手动设置 MaxPermSize 大小

3. java.lang.StackOverflowError——栈溢出

JVM 依然是采用栈式的虚拟机,这个和 C 与 Pascal 都是一样的。函数的调用过程都体现在堆栈和退栈上了。调用构造函数的“层”太多了,以致于把栈区溢出了。通常来讲,一般栈区远远小于堆区的,因为函数调用过程往往不会多于上千层,而即便每个函数调用需要 1K 的空间(这个大约相当于在一个 C 函数内声明了 256 个 int 类型的变量),那么栈区也不过是需要 1MB 的空间。通常栈的大小是 1-2MB 的。 通常递归也不要递归的层次过多,很容易溢出

解决方法:修改程序

文章来源:https://blog.csdn.net/m0_73823239/article/details/135544937
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