详解Tomcat的安装和优化
详解Tomcat的安装和优化
- 一.前言
- 二.Tomcat简介
- 三.Tomcat 核心组件
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- Tomcat 组件构成
- 四.Tomcat 介绍(详细)
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- 4.1Tomcat核心组件
- 4.2核心组件小结:
- 五.Tomcat处理请求详细过程
- 六.安装Tomcat
- 七.优化Tomcat 启动速度
- 八.Tomcat虚拟主机配置
一.前言
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、跨平台等特性被深受喜爱。本篇主要学习如何部署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。
二.Tomcat简介
Tomcat是一款免费、开放源代码的web应用服务器，是Apache软件基金会的一个核心开源项目，属于轻量级应用服务器。 Apache: Apache软件基金会（也就是Apache Software
Foundation，简称为ASF），是专门为支持开源软件项目而办的一个非盈利性组织。
官网为:https: //tomcat .apache.org/
三.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 HTMI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代码的形式写回客户端。
Tomcat 组件构成
其中核心的组件有三个:
①web容器:完成web服务器的功能（HTTP HTTPS请求的接受和响应）。
容器：相互隔离的环境
② servlet 容器:由名称为catalina的脚本来处理servlet代码（处理动态任务，具体的一个任务，从数据库拿取数据给予前端）。
③JSP容器:用于将 JSP 动态网页翻译成Servlet 代码。（转换页面显示出来，如：index.html,index.php转换为index.jsp）
四.Tomcat 介绍(详细)
4.1Tomcat核心组件
①web容器
负责WEB服务的TCP/IP、HTTP等协议响应、处理 （nginx 处理静态页面的应用交互）
②JSP容器(JAVA scripts page)
简介: Tomcat中做为JAVA前端展示的一个组件
因为index.jsp 标签，标签中会嵌套了很多JAVA代码，
书写形式是，<%开头
以%>结束，是一种servlet (java后端逻辑业务的任务)
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<3开头 以%>结束。JSP是一种Javaservlet，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。
JSP:
容器内提供了多个以index.jsp为结尾的JAVA前端页面展示，而index. jsp中由很多HTML标签，HTML标签中会嵌套很多JAVA.代码，这些JAVA代码，最终会被翻译为servlet
代码，（而本身JSP容器不具备解析与分析代码的功能，所以会给交给servlet容器)
③servlet容器
Servlet翻译index.jsp中这些java代码，执行一些servlet任务操作，
比如数据库交互、加密、支付宝、人脸识别，
处理完后，将这些数据返回给JSP，通过jsp中的index.jsp 展示出来
( JAVA)
动态交互处理，会将JSP传递过来的代码翻译为servlet
由catalina脚本帮忙处理的servlet代码，主要处理后端逻辑业务（比如与数据库交互、加密、支付宝、人脸识别等)catalina实际处理的是servlet代码，而servlet代码是由Java编写的
4.2核心组件小结:
web容器:提供web页面功能（以下为JAVA层面的处理，但网站的业务需要处理TCP/IP以及HTTP)
servlet容器: servlet 作用:处理后端业务（收到请求，会响应请求)
catalina脚本:专门【管理、执行和翻译】servlet代码的（JAVA写的)
JSP容器(JAVA Scripts page):提供【前端页面】展示功能(在正常的html标签中嵌入一些java代码(<HTML> <%JAVA代码 </HTML>)JSP也会被翻译为ServLet被catalina脚本管理执行
五.Tomcat处理请求详细过程
用户请求——》service（支撑tomcat的服务进程）
1.用户点击网页内容，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote (Tomcat连接器框架/基础环境) HTTP/1.1 Connector(连接器，用于对接请求）获得。
2.接受请求之后交给 container（容器）中的engine进行处理，engine
(引擎)是做为容器运行的动力核心
3.基于引擎支撑，容器中会跑很多host虚拟主机，这些虚拟主机中也会有很多context（当前程序所处的环境)，此处的context功能可以理解为:将JAVA前端和JAVA后端连接的展示的枢纽
4.servlet处理完后会返回给context
5.context返回给engine引擎
6.engine返回给端口
7.端口最后将页面展现给用户
六.安装Tomcat
（1）下载JDK包
网址：https://www.oracle.com/java/technologies/javase/javase-jdk8-downloads.html
（2）下载后上传到 /opt,rpm安装
rpm -ivf jdk-8u291-linux-x64.rpm
jdk:编译器（翻译官)，类似gcc gcc-c++
jdk可以把JAVA源码文件转换为执行文件
以JAVA为例，假设:有一个abc.java文件﹐可通过jdk编译器翻译为 abc.class(可执行文件)
可以用：java -version 查看当前系统环境下的JAVA版本。
（3）下载tar包
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-9/v9.0.48/bin/apache-tomcat-9.0.48.tar.gz
（4）设置JDK的环境变量
vim /etc/profile.d/java.sh
①编辑以下内容
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_291-amd64 #/etc/profile.d/环境变量脚本目录
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar #可执行文件的位置
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
CLASSPATH:编译、运行Java程序时(tomcat)，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。
②加载生效，查看版本
source /etc/profile.d/java.sh
(3)安装启动Tomcat
①解压apache-tomcat
cd /opt
tar zxf apache-tomcat-9.0.48.tar.gz -C /usr/local/
②优化管理
ln -s /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/bin/startup.sh /usr/local/bin/
ln -s /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/bin/stutdown.sh /usr/local/bin/
(4)开启服务
startup.sh
查看端口
netstat -antp | grep 8080
关闭服务
shutdown.sh
★★★★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．
lib :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,那就需要添加相对应的jar包
logs :存放Tomcat日志
temp :存放Tomcat 运行时产生的文件webapps :存放项目资源的目录
work:Tomcat工作目录，一般清除Tomcat缓存的时候会使用到
(5)访问：
七.优化Tomcat 启动速度
生产环境中第一次启动tomcat可能会发现 tomcat启动很慢，默认情况下可能需要几十秒，此时可以修改jdk参数进行优化。
①修改配置文件
vim /usr/java/jdk1.8.0_291-amd64/jre/lib/security/java.security
修改117行
securerandom.source=file:/dev/urandom
#/dev/random和/dev/urandom都是伪终端，但是/dev/urandom提供的数据流更快
注解：
JRE默认使用/dev/random作为随机数来源，当嫡池大小不够的时候，random会很慢，造成随机数生成调用阻塞。
熵池:安全方向,随机值
概念:linux是根据系统的熵池来产生随机数的。熵池就是系统当前的环境噪音,环境噪音的来源很多，键盘的输入、鼠标的移动、内存的使用、文件的使用量、进程数量等等。
当系统的嫡不够大的时候，则系统产生的随机数随机效果就不是很好,
也就是说更容易被人猜测出来。
②主配置文件主要参数
主配置文件 /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/conf/server.xml
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="2000o" #毫秒
redirectPort="8443"/> #SSL重定向/映射443 (https)
八.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.my.com和www.host.com ，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。
①添加地址映射
echo "192.168.80.2 www.my.com www.host.com" >> /etc/hosts
②创建目录和首页
mkdir /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/my
mkdir /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/host
echo " this is my page
" >> /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/my/index.jsp
echo " this is host page
" >> /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/host/index.jsp
③修改配置文件
vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/conf/server.xml
169 <Host name="www.my.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false"
170 xmlNamepaceAware="false">
171 <Context docBase="/usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/my" path="" reloadable="true"/>
172 </Host>
173
174 <Host name="www.host.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
175 <Context docBase="/usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/host" path="" reloadable="true"/>
176 </Host>
配置详解
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/apache-tomcat-9.0.48/webapps
unpackWARs :tomcat在webapps文件夹中发现war包文件时，是否自动将其解压
autoDeploy :设为true，则web.xml发生变化时，tomcat自动重新部署程序。实现这个功能必需允许后台处理
xmlvalidation :是香开启对XML文件的验证
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 : WEB应用的目录(本地路径)
path:设置访问的URI为WEB应用的根目录(URL路径)，""表示默认，加载系统中自带的类(class文件)
reloadable :是否在程序有改动时重新载入
④关闭，开启服务
shutdown.sh
shartup.sh
⑤浏览器访问
浏览器访问http:/ /www.my.com:8080 页面显示 this is my page
浏览器访问http://www.host.com:8080页面显示 this is host page
Tomcat优化
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(JM)调优。
这种优化是什么方向，能为客户提高体验感或者服务性能（运行、处理效率)
得到哪些提升/优化。
优化方向:
1、服务本身的(系统五大负载＋内核优化)
2、配置文件（nginx压缩、防盗链、版本隐藏、缓存、)
3、第三方工具(ab辅助测试服务/服务器的健壮性)
Tomcat配置文件参数优化
常用的优化相关参数如下:
【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:亳秒，设置为0表示永不超时，这样设置有隐患的。通常默认20000亳秒就可以。
【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。
【noCompressionJserAgents= "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
通常来说，我们一台服务器跑一个Tomcat ,如果在一个服务器上跑多个Tomcat 我需要修改3个端口
8080
8443
8009
修改配置文件
vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/conf/server.xml
------71行插入------
72 minSpareThreads="50"
73 enableLookups="false" #是否开启上传超时机制
74 disableUploadTimeout="true"
75 acceptCount="300" #队列
76 maxThreads="500"
77 processorCache="500" #系统可以缓存对象的数量
78 URIEncoding="UTF-8"
79 compression="on" #压缩
80 compressionMinsize="2048"
81 compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif, image/jpg,image/png"
停止服务，开启服务
shutdown.sh
startup.sh
##########################nginx + tomcat #########################
以LNMP为例，一个企业内部最基础的架构组成需要一个处理静态web服务的页面，一个动态web服务的页面和数据库而我们实现了在Linux平台上，实现了Nginx + PHP实现动静分离，而实际生产中往往一台nginx
需要"对应"多个动态处理的服务（及tomcat)，所以如何将前端接收到的动态请求转交给后端多个tomcat处理，是我们此处研究的内容。
环境：两台tomcat,一台nginx，一台客户机
nginx 192.168.80.1
tomcat1 192.168.80.2
tomcat2 192.168.80.4
客户机IP:192.168.80.100
动静分离配置
1.Tomcat1 server配置
创建目录
mkdir -p /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/test
编辑动态页面
vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com" );%>
</body>
</html>
2.Tomcat2server配置
mkdir -p /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/test
vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/test/index.jsp
Tomcat1添加虚拟主机配置
163 <Host name="localhost" appBase="webapps"
164 unpackWARs="true" autoDeploy="true">
165 <Context docBase="/usr/local/apache-tomcat-9.0.48/webapps/test" path="" reloadable="true"/> # 新增
……
177 pattern="%{X-Real-IP}i %l %u %t "%r" %s %b"/> #检索的消息头
停止服务，开启服务
shutdown.sh
startup.sh
抓取网页
curl 192.168.80.2:8080/index.jsp
Tomcat2的做法同Tomcat1
nginx配置
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
33 #gzip on;
34 upstream tomcat_server {
35 server 192.168.80.2:8080 weight=1;
36 server 192.168.80.4:8080 weight=1;
37 }
38 server {
39 listen 80;
40 server_name localhost;
41
42 #charset koi8-r;
43
44 #access_log logs/host.access.log main;
45 location ~ .*\.jsp$ {
46 proxy_pass http://tomcat_server; #匹配到以jsp结尾的URL都会转发给后端服务器
47 proxy_set_header HOST $host; #设定后端web服务器接收到的请求的主机名
48 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #获取ip地址
49 proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; #将经过的IP都记录下来
50 set_real_ip_from 192.168.80.2/24; #后端服务器的ip
51 set_real_ip_from 192.168.80.4/24; #从哪个header头检索出真实IP
52 real_ip_header X-Forwarded-For;
53 }
编辑静态网页
echo 'this is static
' > /usr/local/nginx/html/index.html
重启服务,访问
刷新验证
Tomcat1查看访问日志
