Tomcat单节点部署及优化

一.Tomcat概述

Tomcat是Java语言开发的，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。一般来说，Tomcat虽然和Apache或者Nginx这些Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，然而由于其处理静态HTML的能力远不及Apache或者Nginx

所以Tomcat通常是作为一个Servlet和JSP容器，单独运行在后端

1.Tomcat原理图

2.Tomcat 顶层架构

Tomcat顶层架构:
1、Tomcat中最顶层的容器是Server,代表着整个服务器，一个Server可以包含至少一个Service， 用于具体提供服务
2、Service主要包含两个部分: Connector 和Container。Tomcat的心脏就是这两个组件，这两个组件的作用: Connector用 于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request和Response相关的转化;Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。
3、一个Tomcat中只有一个Server,一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container，但是可以有多个Connectors，因为一个服务可以有多个连接，如同时提供Http和Https链接，也可以提供向相同协议不同端口的连接。
4、多个Connector 和一个Container 就形成了一个Service，有了Service 就可以对外提供服务了，但是Service还要一个生存的环境，必须要有人能够给她生命、掌握其生死大权，那就非Server莫属了!所以整个Tomcat 的生命周期由Server控制。另外，上述的包含关系或者说是父子关系，都可以在tomcat的conf目录下的server.xml配置文件中看出。
5、server.xm1中定义<Server port="8005” shutdown=" SHUTDOWN">
这会让Tomcat6启动一个server实例(即一个JVM)，它监听在8005端口以接收“SHUTDOWN"命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。各Server的定义不能使用同-一个端口，这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例， 必须配置它们使用不同的端口。

Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求，在Connector内部包含了4个子容器。
4个子容器的作用分别是:
(1) Engine:引擎，用来管理多个站点，一个Service最多只能有一个Engine;
(2) Host:代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点;
(3) Context: 代表一个应用程序，对应着平时开发的一套程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件; 
(4) Wrapper: 每一Wrapper封装着一个Servlet;

3.Tomcat请求过程

1. 用户在浏览器中输入该网址，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的CoyoteHTTP/1.1Connector获得;
2. 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;
3. Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host;
4. 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1ocalhost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) ;
5. path=" /test"的Context获得请求/index.jsp，在它的mapping table中 寻出对应的Servlet。Context 匹配到URL Pattern为*.jsp的Servlet，对应于JspServlet类;
6.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
7. Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host;
8. Host把HttpServletResponse对象返回给Engine;
9. Engine把HttpServletResponse对象返回Connector;
10.Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser

4.Tomcat 由一系列的组件构成，其中核心的组件有三个

（1）Web 容器：完成 Web 服务器的功能。
（2）Servlet 容器：名字为 catalina，用于处理 Servlet 代码。
（3）JSP 容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码。

Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。使用Servlet，可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。与CGI（公共网关接口）功能相类似。

JSP全称Java Server Pages，是一种动态网页开发技术。它使用JSP标签在HTML网页中插入Java代码。标签通常以<%开头以%>结束。 JSP是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。 JSP通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源，然后动态地创建网页。

二.Tomcat 服务部署

在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境

1.关闭防火墙，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2.安装JDK

cd /opt
rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm 
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 
java -version

3.设置JDK环境变量

vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar						
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

source /etc/profile.d/java.sh
java -version

小知识

CLASSPATH：编译、运行Java程序时，JRE会去该变量指定的路径中搜索所需的类（.class）文件。
dt.jar：是关于运行环境的类库，主要是 swing 的包。
tools.jar：主要是一些jdk工具的类库，包括javac,java,javap，javadoc等。
JDK ：java development kit （java开发工具）
JRE ：java runtime environment （java运行时环境）
JVM ：java virtuak machine （java虚拟机），使java程序可以在多种平台上运行class文件。

首先使用文本工具编写java源代码，比如Hello.java
在命令行中，输入命令: javac Hello.java，对源代码进行编译，生成class 字节码文件;
编译完成后，如果没有报错信息，输入命令: java Hello，运行class字节码文件，由JVM 对字节码进行解释和运行，打印"Hello World"。

vim abc.java
public class abc {
     
  public static void main(String[] args){
     
    System.out.println("Hello world!");
  }
}

javac abc.java
java abc

4.安装启动Tomcat

cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##启动tomcat ##
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
netstat -natp | grep 8080

浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.80.10:8080

5.优化tomcat启动速度

第一次启动查看日志会发现 Tomcat 启动很慢，默认情况下可能会需要几十秒，可以修改jdk参数进行改。
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 

ll /usr/local/tomcat/

主要目录说明

●bin: 存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，比较常用的是catalina.sh、 startup.sh、shutdown.sh三个文件
●conf: 存放Tomcat服务器的各种配置文件，比较常用的是server.xml、 context.xml、 tomcat-users.xml、 web.xml 四个文件。
server.xml: Tomcat的 主配置文件，包含Service, Connector, Engine, Realm, Valve, Hosts主组 件的相关配置信息;
context.xml:所有host的默认配置信息;
tomcat-user.xml : Realm认证时用到的相关角色、用户和密码等信息; Tomcat自带的manager默认情况下会用到此文件;在Tomcat中 添加/
删除用户，为用户指定角色等将通过编辑此文件实现;
web.xml:遵循Servlet规范标准的配置文件，用于配置servlet，并为所有的Web应用程序提供包括MIME映射等默认配置信息;
●lib:存放Tomcat运行需要的库文件的jar包，一般不作任何改动，除非连接第三方服务，比如redis，那就需要添加相对应的jar包
●logs:存放Tomcat 执行时的日志
●temp: 存放Tomcat运行时产生的文件
●webapps:存放Tomcat的主要Web项目资源的目录
●work: Tomcat 工作目录，存放jsp编译后产生的class文件，一般清除Tomcat缓存的时候会使用到
●src: 存放Tomcat 的源代码
●doc: 存放Tomcat 文档

三.Tomcat 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.kgc.com 和 bbs.benet.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。

1.创建 kgc 和 benet 项目目录和文件

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/kgc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
echo "This is kgc page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp

2.修改 Tomcat 主配置文件

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
<Host name="www.kgc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kgc" path="" reloadable="true" />
</Host>

<Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true" />
</Host>

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Host name ：主机名
appBase ：Tomcat程序工作目录，相对路径为webapps，绝对路径为/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs ：是否解压war包
autoDeploy ：指示Tomcat运行时，如有新的WEB应用是否允许自动部署
xmlValidation ：是否验证xml文件执行有效性检验的标志
xmlNamespaceAware ：是否启用xml命名空间，设置该值与xmlValidation为true，表示对web.xml文件执行有效性检验

docBase:相应的Web应用程序的存放位置:也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径;切记，docBase的
路径名不能与相应的Host中appBase中定义的路径名有包含关系，比如，如果appBase 为deploy,而docBase绝不能为deploy-bbs类的名字
path ：设置访问的URI为WEB应用的根目录
reloadable ：是否在程序有改动时重新载入

3.客户端浏览器访问验证

echo "192.168.80.10 www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts

浏览器访问 http://www.kgc.top:8080   页面显示This is kgc page\! 
浏览器访问 http://www.benet.top:8080   页面显示This is benet page\!

四.Tomcat 优化

Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境，它可能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

##Tomcat 配置文件参数优化##
常用的优化相关参数如下：
【redirectPort】如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的端口。

【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 启动时的初始化的线程数，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，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。

【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，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。

【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 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

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

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1" 
connectionTimeout="20000" 
redirectPort="8443" 
--71行--插入
minSpareThreads="50" 
enableLookups="false" 
disableUploadTimeout="true" 
acceptCount="300" 
maxThreads="500" 
processorCache="500"
URIEncoding="UTF-8" 
compression="on" 
compressionMinSize="2048" 
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>