Tomcat配置与优化（内存、并发、管理）与性能监控

一、JVM内存配置优化

在开发当中，当一个项目比较大时，依赖的jar包通常比较多，我们都知道，在应用服务器启动时，会将应用引用到的所有类通过ClassLoader依次全部加载到内存当中。Java的逻辑内存模型大致分为堆内存、栈内存、静态内存区，也称持久区，该区的内存不会被GC回收。堆内存用于存储类的实例、数组等引用类型数据，也就是用new生成的对象，都存放在这里，栈内存存储局部变量（如：方法参数），静态内存区存储常量、静态变量、类元数据信息（方法、属性等）。
开发当中常遇到的三类内存溢出异常：
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常
表示堆内存空间满了，如果不是程序逻辑的bug，可能是因为项目中引用的jar比较多，导到内存溢出。JVM默认堆的最小使用内存为物理内存的1/64，最大使用内存为物理内存的1/4，如8G的物理内存，JVM默认堆的最小和最大内存分别为128m和2048m。通过调整JVM的-Xms（初始内存）和-Xmx（最大内存）两个参数加大内存使用限制。
java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space异常
表示静态内存区满了，通常是由于加载的类过多导致。jdk8以下版本通过修改JVM的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize两个参数，限制静态区最小和最大内存范围。jdk8改变了内存模型，将类定义存放到了元数据（MetaspaceSize）空间，而元数据空间是与堆空间共享同一块内存区域的，所以在JDK8以后版本不会存在PermGen space异常了，故不用设置此参数。
java.lang.StackOverflowError异常
表示栈内存溢出。通常是由于死循环、无限递归导致。
修改Tomcat的内存配置，打开$TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh文件（Windows系统是catalina.bat文件），大楖在250行左右，在JAVA_OPTS参数上添加内存参数设置即可。
完整的JVM参数设置如下所示：

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256 -Djava.awt.headless=true"

-server 参数：表示以服务模式启动，启动速度会稍微慢一点，但性能会高很多。不加这个参数，默认是以客户端模式启动。

`-Xms–Xmx JVM` 内存设置，建议设置成同一个值，可以在命令行中使用 ` java -Xmx1500m -version`  来测试当前服务器可以设置的最大内存。（-Xmx 的值太大时，JVM 无法启动）
 
-Xmn 年轻代 整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m。
 
-Xss 是指设定每个线程的堆栈大小。一般不超过 1M。
 
-XX:+AggressiveOpts 根据 JDK 的不同而采用不同的优化策略。
 
-XX:+UseBiasedLocking 优化线程锁。
 
-XX:PermSize=128M-XX:MaxPermSize=256M 非堆内存初始值和最大值。默认值为物理内存的 1/64 和 1/4。
 
-XX:+DisableExplicitGC 控制程序代码中不允许显示调用 System.gc()。
 
-XX:+UseParNewGC 对年轻代采用多线程并行回收，这样收得快。
 
-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用更好的 GC 技术。
 
-XX:+CMSParallelRemarkEnabled 在使用UseParNewGC 的情况下, 尽量减少 mark 的时间
 
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 减少 Memory 碎片。
 
-XX:LargePageSizeInBytes 指定 Java heap 的分页页面大小
 
-XX:+UseFastAccessorMethods get,set 方法转成本地代码
 
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 指示只有在 oldgeneration 在使用了初始化的比例后concurrent collector 启动收集
 
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 年老代到 70% 满的时候开始执行对年老代的并发垃圾回收（(Xmx-Xmn)*(100- CMSInitiatingOccupancyFraction)/100>=Xmn）
 
-Djava.awt.headless=true 解决图片在 Linux 上无法显示图片的问题。如生成验证码，含义是当前使用的是没有安装图安装图形界面的服务器，应用中如果获取系统显示有关参数会抛异常，可通过jmap -heap proccess_id查看设置是否成功。 

二、tomcat并发配置优化

主要配置Tomcat能处理的请求数，当一个进程的线程数超过500个的话，那么这个进程的运行效率就很低了。表面上看线程越多处理的请求越多，其实过多的线程会占用CPU在不同线程之间切换的资源，导致CPU在每个线程上处理的时间片极期有限，反而会降低服务器的响应性能。

Tomcat的并发请求处理数量=maxThreads + acceptCount

下面部分配置在springboot2中已移除

• protocol：启用APR连接模式，提高异步IO处理性能。启用配置请参考：《开启Tomcat APR运行模式，优化并发性能》
• maxThreads：最大能接受的请求数，默认为200
• minSpareThreads：最少备用线程数，默认初始化，默认为25
• maxSpareThreads：最多备用线程数，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
• acceptCount：等待处理的请求队列，默认为100，超过队列长度，服务器则拒绝客户端请求，直接返回403
• maxIdleTime：如果一个线程在30秒以内没有活跃，则终止运行并从线程池中移除。除非线程池数量小于或等于minSpareThreads数量。默认值是1分钟
• enableLookups：如果为true，调用request.getRemoteHost会执行DNS反查，反向解析IP对应的域名或主机，效率较低，建议设为false。
  更多参数设置，请参考Tomcat官方文档：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/config/http.html

三、管理员配置

Tomcat默认没有配置管理员帐户的权限，如果要查看app的部署状态、通过管理界面deploy或undeploy，则需要在tomcat-user.xml中配置具有管理权限登录的用户。

四、Tomcat 性能检测

• VisualVM监控( JDK 自带)
  推荐使用。
  内存分析，CPU 分析，线程分析等。

• LambdaProbe监控
  需要打成 war 放入 tomcat webapp 目录下。

• JProfiler监控
  商业的主要用于检查和跟踪系统的性能的工具。需要在服务器端安装 - JProfiler 软件。

Tomcat官网配置：http://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/manager-howto.html