Tomcat8性能优化

文章目录

  • 授人以鱼不如授人以渔
  • 目的
  • 服务器资源
  • Tomcat整体架构
  • Tomcat配置优化
    • Linux环境安装运行Tomcat8
    • AJP连接
      • 什么是AJP
    • 执行器(线程池)
    • 3种运行模式
      • bio
      • nio
      • apr
    • 禁用DNS查询
    • 添加Listener
    • 版本号隐藏
    • 压缩传输
  • 部署测试用的web项目
    • 查看服务器信息
      • 查看Linux版本
      • 查看CPU个数
      • 查看内存使用情况
    • 部署web应用
    • 使用Apache JMeter进行性能测试
      • 下载安装
      • 修改语言
      • 创建接口的测试用例
      • 启动与进行接口测试
      • 查看测试报告
  • 调整Tomcat参数进行优化
    • 禁用AJP连接
    • 设置线程池
      • 最大线程数为150,初始为4
      • 最大线程数为5000,初始为1000
      • 设置最大等待队列数
    • 设置nio2的运行模式
    • 参数说明与最佳实践
      • 执行器参数说明(加粗是重点)
      • 连接器参数说明
  • 调整JVM参数进行优化
    • 设置并行垃圾回收器
    • 查看gc日志文件
      • 问题一:系统所消耗的时间大于用户时间
      • 问题二:线程暂停时间有点长
      • 问题三:GC总次数过多
      • 问题四:年轻代内存不足导致GC
    • 调整年轻代大小
    • 设置G1垃圾回收器
    • JVM配置最佳实践
  • 总结

授人以鱼不如授人以渔

本博客的目的不在于给出最佳配置,而是带领开发者,能够从实际情况出发,通过不断的调节tomcat和jvm参数,去发现吞吐量,平均响应时间和错误率等信息的变化,同时根据服务器的cpu和内存等信息,结合接口的业务逻辑,最好是测试使用率最高,并发最大,或者是最重要的接口(比如下单支付接口),设置最优的tomcat和jvm配置参数。

目的

通过Tomcat性能优化可以提高网站的并发能力。

Tomcat服务器在JavaEE项目中使用率非常高,所以在生产环境对Tomcat的优化也变得非常重要了。

对于Tomcat的优化,主要是从2个方面入手

  1. 一是Tomcat自身的配置
  2. 另一个是Tomcat所运行的jvm虚拟机的调优

服务器资源

服务器所能提供CPU、内存、硬盘的性能对处理能力有决定性影响。硬件我们不说了,这个方面是钱越多越好是吧。

Tomcat整体架构

Tomcat8性能优化_第1张图片

Tomcat中最顶层的容器是Server,代表着整个服务器,从上图中可以看出,一个Server可以包含至少一个Service,用于具体提供服务。

Service主要包含两个部分:ConnectorContainer。从上图中可以看出 Tomcat 的心脏就是这两个组件,他们的作用如下:

  1. 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;
  2. Container用于封装和管理Servlet,以及具体处理Request请求;

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,这是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,示意图如下:

Tomcat8性能优化_第2张图片

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,所以整个Tomcat 的生命周期由Server控制。

server.xml配置文件如下:


<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
  <GlobalNamingResources>
    <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
              type="org.apache.catalina.UserDatabase"
              description="User database that can be updated and saved"
              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
              pathname="conf/tomcat-users.xml" />
  GlobalNamingResources>
  <Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
      Realm>

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
      Host>
    Engine>
  Service>
Server>

Server标签设置的端口号为8005,shutdown=”SHUTDOWN” ,表示在8005端口监听“SHUTDOWN”命令,如果接收到了就会关闭Tomcat。一个Server有一个Service,当然还可以进行配置,一个Service有多个,Service左边的内容都属于Container的,Service下边是Connector。
Tomcat8性能优化_第3张图片

  • Tomcat中只有一个Server,一个Server可以有多个Service,一个Service可以有多个Connector和一个Container;
  • Server掌管着整个Tomcat的生死大权;
  • Service 是对外提供服务的;
  • Connector用于接受请求并将请求封装成Request和Response来具体处理;
  • Container用于封装和管理Servlet,以及具体处理request请求;

Tomcat配置优化

Linux环境安装运行Tomcat8

具体的安装步骤可以参考Linux(CentOS7)安装Tomcat与设置Tomcat为开机启动项

如果需要登录系统,必须配置tomcat用户,在安装完Tomcat后,进行如下操作

/conf/tomcat-users.xml文件中的标签里面添加如下内容


<role rolename="manager"/>
<role rolename="manager-gui"/>
<role rolename="admin"/>
<role rolename="admin-gui"/>
<user username="tomcat" password="tomcat" roles="admin-gui,admin,manager-gui,manager"/>

如果是tomcat7,配置了tomcat用户就可以登录系统了,但是tomcat8中不行,还需要修改另一个配置文件,否则访问不了,提示403,打开webapps/manager/META-INF/context.xml文件




<Context antiResourceLocking="false" privileged="true" >
  
  <Manager sessionAttributeValueClassNameFilter="java\.lang\.(?:Boolean|Integer|Long|Number|String)|org\.apache\.catalina\.filters\.CsrfPreventionFilter\$LruCache(?:\$1)?|java\.util\.(?:Linked)?HashMap"/>
Context>

打开浏览器进行访问10.172.0.202:8080
Tomcat8性能优化_第4张图片

点击“Server Status”,输入用户名、密码进行登录,tomcat/tomcat
Tomcat8性能优化_第5张图片

登录之后可以看到服务器状态等信息,主要包括服务器信息,JVM,ajp和http信息
Tomcat8性能优化_第6张图片

AJP连接

在服务状态页面中可以看到,默认状态下会启用AJP服务,并且占用8009端口。
在这里插入图片描述

什么是AJP

AJP(Apache JServer Protocol)

AJPv13协议是面向包的。WEB服务器和Servlet容器通过TCP连接来交互;为了节省SOCKET创建的昂贵代价,WEB服务器会尝试维护一个永久TCP连接到servlet容器,并且在多个请求和响应周期过程会重用连接。
Tomcat8性能优化_第7张图片

我们一般是使用Nginx+Tomcat的架构,所以用不着AJP协议,把AJP连接器禁用。

修改conf下的server.xml文件,将AJP服务禁用掉即可。



在这里插入图片描述

重启tomcat,查看效果。可以看到AJP服务已经不存在了。
Tomcat8性能优化_第8张图片

执行器(线程池)

在tomcat中每一个用户请求都是一个线程,所以可以使用线程池提高性能。

修改server.xml文件:


<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" maxIdleTime="60000"   
        prestartminSpareThreads="true" 
        maxQueueSize="100" 
        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" 
 />


<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

参数说明:

  • name: 线程池名称,用于 Connector中指定。
  • namePrefix: 所创建的每个线程的名称前缀,一个单独的线程名称为 namePrefix+threadNumber。
  • maxThreads:Tomcat 使用线程来处理接收的每个请求,默认设置 200,一般建议在 500 ~ 1000,根据硬件设施和业务来判断
  • 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,,默认设置 25
  • maxIdleTime: 线程空闲时间,超过该时间后,空闲线程会被销毁,默认值为6000(1分钟),单位毫秒。
  • maxQueueSize,最大的等待队列数,超过则拒绝请求,在被执行前最大线程排队数目,默认为Int的最大值,也就是广义的无限。除非特殊情况,这个值不需要更改,否则会有请求不会被处理的情况发生。
  • 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
  • threadPriority: 线程池中线程优先级,默认值为5,值从1到10。
  • className: 线程池实现类,未指定情况下,默认实现类为org.apache.catalina.core.StandardThreadExecutor。 如果想使用自定义线程池首先需要实现 org.apache.catalina.Executor接口。
  • 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,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。
  • 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。
    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,那么也就不需要配置在 Tomcat 中配置压缩了。

保存退出,重启tomcat,查看效果。
Tomcat8性能优化_第9张图片

在页面中显示最大线程数为-1,这个是正常的,仅仅是显示的问题,实际使用的是指定的值。如果配置了一个Executor,则该属性的任何值将被正确记录,但是它将被显示为-1

Connector:外部IP连接到服务器,会有很多Connection(连接),建立、维护、管理这些连接,这就是Connector要做的事情。显然这是web服务器性能的重要指标。即可支持的每秒最大连接数。
Servlet:一个Servelet,就是一个线程一次的执行过程。比如响应doGet(),这个是在一个独立的线程中完成的。
  当connector建立连接后,服务器会分配一个线程(可能是从线程池)去服务这个连接,即执行doGet等方法,执行完,回收线程。显然这一步是一个同步的过程,tomcat对应的是Executor。Connecotr和Executor的关系,其实可以类比Nginx的主进程和工作进程

实现方案一:Connector和Servlet可以共用一个线程,这种web服务方案,即为每个连接提供一个线程 Connection per thread。每次来个请求,服务器便创建一个线程(或者线程池中选择线程)由于线程不可能无限制增加,当线程比较多时,服务负载会很大。这种方式的优点是,简单,适合CPU密集型。
  实现方案二:Request per thread 每请求一个线程,即等到具体服务请求时,才独立分配线程方式。而这个线程通常是在线程池中分配,如果没有空闲的执行线程,那么请求会被挂起,当请求挂起的数目(即排队数)超过预设最大请求数(Tomcat中maxConnections值),服务会拒绝服务器(Service Unavailable)。Apache,Tomcat等主流实现方案都采用这种方式。

方案二,实现了高并发、高吞吐。是因为第二种方案是适合常见的web服务特点,即大量的短连接(IO密集型,服务处理时间很短,大约50ms以内,但连接数很多),处理完即关闭连接。但是,当服务是批处理类的大作业服务(CPU密集型,服务处理时间很长,常需要1秒以上,但连接数少),方案二不如方案一,每连接就分配一个线程运行。

3种运行模式

tomcat的运行模式有3种:

bio

性能非常低下,没有经过任何优化处理和支持

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

nio(new I/O),是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。Java nio是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API,因此nio也被看成是non-blocking I/O的缩写。它拥有比传统I/O操作(bio)更好的并发运行性能。Tomcat8默认使用nio运行模式。

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:

<Connector port="8080" 
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           connectionTimeout="20000"
		   redirectPort="8443"/>

Tomcat8以后NIO2模式:

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

apr

安装起来最困难,但是从操作系统级别来解决异步的IO问题,大幅度的提高性能

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。

对于每种协议,Tomcat都提供了对应的I/O方式的实现,而且Tomcat官方还提供了在每种协议下每种I/O实现方案的差异, HTTP协议下的处理方式如下表,详情可查看Tomcat官网说明

BIO NIO NIO2 APR
类名 Http11Protocol Http11NioProtocol Http11Nio2Protocol Http11AprProtocol
引用版本 ≥3.0 ≥6.0 ≥8.0 ≥5.5
轮询支持
轮询队列大小 N/A maxConnections maxConnections maxConnections
读请求头 阻塞 非阻塞 非阻塞 阻塞
读请求体 阻塞 阻塞 阻塞 阻塞
写响应 阻塞 阻塞 阻塞 阻塞
等待新请求 阻塞 非阻塞 非阻塞 非阻塞
SSL支持 Java SSL Java SSL Java SSL Open SSL
SSL握手 阻塞 非阻塞 非阻塞 阻塞
最大链接数 maxConnections maxConnections maxConnections maxConnections

推荐使用nio,在tomcat8中有最新的nio2,速度更快,建议使用nio2

设置nio2:

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

Tomcat8性能优化_第10张图片
可以看到已经设置为nio2了。

禁用DNS查询

当web应用程序向要记录客户端的信息时,它也会记录客户端的IP地址或者通过域名服务器查找机器名 转换为IP地址。DNS查询需要占用网络,并且包括可能从很多很远的服务器或者不起作用的服务器上去获取对应的IP的过程,这样会消耗一定的时间。修改server.xml文件中的Connector元素,修改属性enableLookups参数值: enableLookups="false"如果为true,则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名,若为false则不进行DNS查询,而是返回其ip地址。

添加Listener

另一个影响Tomcat性能的因素是内存泄露。Server标签中可以配置多个Listener,其中JreMemoryLeakPreventionListener是用来预防JRE内存泄漏。此Listener只需在Server标签中配置即可,默认情况下无需配置,已经添加在 Server中。

<Listener className=”org.apache.catalina.core. JreMemoryLeakPreventionListener”>

补充说明:

内存泄漏(Memory Leak)
如果程序在运行过程中不能正常回收不用的内存,那么时间一长就会导致内存增长很高,最终导致系统不可用,这种情况叫内存泄漏。通常所说的内存泄漏指的是堆内存的泄露,堆内存是指程序从堆中分配的,大小随机的,用完后必须显示释放的内存。

版本号隐藏

为了避免黑客针对某些版本进行攻击,因此我们需要隐藏或者伪装 Tomcat 的版本信息。
针对该信息的显示是由一个jar包控制的,该jar包存放在 Tomcat 安装目录下的lib目录下,名称为catalina.jar。我们可以通过 jar xf 命令解压这个jar包会得到两个目录 META-INF和org ,通过修改org/apache/catalina/util/ServerInfo.properties文件中的serverinfo字段来实现来更改Tomcat的版本信息。

[root@tomcat ~]# cat org/apache/catalina/util/ServerInfo.properties |grep -v '^$|#'
server.info=Apache Tomcat/7.0.53
server.number=7.0.53.0
server.built=Mar 25 2014 06:20:16

当然,还有另外一种方法来实现隐藏或伪装Tomcat的版本信息,不过本质和上面一样,操作如下:

[root@tomcat ~]# cd /usr/local/tomcat8/lib
[root@ tomcat lib]# mkdir -p org/apache/catalina/util
[root@tomcat lib]# cd org/apache/catalina/util
[root@ tomcat util]# vim ServerInfo.properties
server.info=nolinux # 如果想修改成其它版本号,把这个地方的值改成其它值就行了

修改完毕之后,重启Tomcat即可。

压缩传输

Tomcat作为一个应用服务器,也是支持 gzip 压缩功能的,可以在server.xml 配置文件中的 Connector节点中配置,来实现对指定资源类型进行压缩。

server.xml配置如下:

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" 
               compression="on" compressionMinSize="50" noCompressionUserAgents="gozilla, traviata" compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"/>
compression="on" # 打开压缩功能
compressionMinSize="50" # 启用压缩的输出内容大小,默认为2KB
noCompressionUserAgents="gozilla, traviata" # 对于以下的浏览器,不启用压缩
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain" # 哪些资源类型需要压缩

补充说明:
  Tomcat 的压缩是在客户端请求服务器对应资源后,从服务器端将资源文件压缩,再输出到客户端,由客户端的浏览器负责解压缩并浏览。相对于普通的浏览过程HTML、CSS、Javascript和Text,它可以节省40% 左右的流量。更为重要的是,它可以对动态生成的,包括CGI、PHP、JSP、ASP、Servlet,SHTML等输出的网页也能进行压缩,压缩效率也很高。但是,压缩会增加Tomcat的负担,因此最好采用Nginx+ Tomcat或者Apache+Tomcat方式,将压缩的任务交由Nginx/Apache去做。

部署测试用的web项目

为了方便测试性能,我们将部署一个java web项目,这个项目本身和本博客没有什么关系,仅仅用于测试。

注意:这里在测试时,我们使用一个新的tomcat,进行测试,后面再对其进行优化调整,再测试。

查看服务器信息

说明一下我的测试服务器配置,不同的服务器配置对Tomcat的性能会有所影响。

配置参数 参数值
Linux版本 CentOS Linux release 7.2.1511 (Core)
查看逻辑cpu个数 4
查看物理cpu个数 4
总内存 8G

CentOS7服务器环境信息查看命令

查看Linux版本

查看Linux版本:cat /etc/centos-release

查看CPU个数

查看逻辑cpu个数:cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l

查看物理cpu个数:cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq | wc -l

查看每个物理cpu的核数cores:cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores"

如果所有物理cpu的cores个数加起来小于逻辑cpu的个数,则该cpu使用了超线程技术。查看每个物理cpu中逻辑cpu的个数:cat /proc/cpuinfo | grep “siblings”

查看内存使用情况

查看内存占用情况:free -m

参数说明

  • Mem:内存的使用情况总览表。
  • total:机器总的物理内存 单位为:M
  • used:用掉的内存。
  • free:空闲的物理内存。
[root@localhost ~]# cat /etc/centos-release
CentOS Linux release 7.2.1511 (Core)

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l
4
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort | uniq | wc -l
4

[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores"
cpu cores       : 1
cpu cores       : 1
cpu cores       : 1
cpu cores       : 1

[root@localhost ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7825         850        6241           9         733        6714
Swap:          8063           0        8063

部署web应用

上传war包到linux服务器,然后进行部署

我的web应用的名字叫tomcat-optimization,主要是提供了一个查询用户列表的接口,该接口会去阿里云数据库查询用户列表,没有任务业务逻辑的处理。

# 删除tomcat的/webapps/ROOT目录的所有文件
cd /webapps/ROOT
rm -rf *

# 上传war包到tomcat的/webapps/ROOT,然后解压
jar -xvf tomcat-optimization.war
rm -rf tomcat-optimization.war

# 进入tomcat的/bin目录重启tomcat
cd /bin
./shutdown.sh
./startup.sh

SpringBoot打war包部署Tomcat(最全)
访问接口地址: http://10.172.0.202:8080/user/listUser

[{
	"id": 1,
	"account": "lilei",
	"password": "123456",
	"userName": "李雷",
	"gender": 1,
	"age": 15,
	"birthday": "2001-01-01 01:01:38",
	"createTime": "2016-03-01 19:09:55"
}, {
	"id": 2,
	"account": "hanmeimei",
	"password": "123456",
	"userName": "韩梅梅",
	"gender": 0,
	"age": 14,
	"birthday": "2002-01-01 01:01:38",
	"createTime": "2016-03-01 19:09:55"
}, {
	"id": 3,
	"account": "lucy",
	"password": "123456",
	"userName": "露西",
	"gender": 0,
	"age": 13,
	"birthday": "2003-01-01 01:01:38",
	"createTime": "2016-03-01 19:09:55"
}]

使用Apache JMeter进行性能测试

Apache JMeter是Apache组织开发的基于Java的压力测试工具。 我们借助于此工具进行测试,将测试出tomcat的吞吐量等信息。

下载安装

下载地址:http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

Tomcat8性能优化_第11张图片

注意:这里需要先安装好jdk8及其以上版本的环境,可以参考JDK安装与环境变量配置

直接将下载好的zip压缩包进行解压即可。
Tomcat8性能优化_第12张图片

进入bin目录,找到jmeter.bat文件,双机打开即可启动。
Tomcat8性能优化_第13张图片

JMeter启动页面
Tomcat8性能优化_第14张图片

JMeter主页面
Tomcat8性能优化_第15张图片

修改语言

默认的主题是黑色风格的主题并且语言是英语,这样不太方便使用,所以需要修改下语言。

设置语言为简体中文。
Tomcat8性能优化_第16张图片

修改语言完成的界面
Tomcat8性能优化_第17张图片

创建接口的测试用例

测试接口之前需要调整Windows环境配置,不然会报如下错误

JMeter java.net.BindException: Address already in use: connect

出现原因:
TCP/IP连接数不够或TIME_WAIT中存在很多链接,导致吞吐量低。

解决方案:
从问题的原因分析,有两种解决方案,一是增加预留给TCP/IP服务的临时端口的数量,二是加快被占用端口的释放速度。

解决办法:

  1. 打开注册表:regedit
  2. HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\ Services\TCPIP\Parameters
  3. 新建 DWORD值,name:TCPTimedWaitDelay,value:30(十进制) –> 设置为30秒,默认是240秒
  4. 新建 DWORD值,name:MaxUserPort,value:65534(十进制) –> 设置最大连接数65534
  5. 重启系统

第一步:设置测试计划的名称
Tomcat8性能优化_第18张图片

第二步:添加线程组,使用线程模拟用户的并发
Tomcat8性能优化_第19张图片
Tomcat8性能优化_第20张图片

1000个线程,每个线程循环10次,也就是tomcat会接收到10000个请求。

第三步:添加http请求
Tomcat8性能优化_第21张图片

设置http请求
Tomcat8性能优化_第22张图片

第四步:添加请求监控
Tomcat8性能优化_第23张图片

启动与进行接口测试

Tomcat8性能优化_第24张图片

查看测试报告

在聚合报告中,重点看吞吐量。
Tomcat8性能优化_第25张图片

调整Tomcat参数进行优化

通过上面测试可以看出,tomcat在不做任何调整时,吞吐量为697次/秒。这个吞吐量跟接口的业务逻辑关系很大,如果业务逻辑复杂,需要比较长时间计算的,可能吞吐量只有几十次/秒,我这里测试的时候没有添加任务业务逻辑,才会出现吞吐量为697次/秒的情况。这里的吞吐量最好是经过多次测试取平均值,因为单次测试具有一定的随机性

禁用AJP连接

修改conf下的server.xml文件,将AJP服务禁用掉即可。


在这里插入图片描述
Tomcat8性能优化_第26张图片

这里经过9次测试,测试结果如下704 730 736 728 730 727 714 708 735 平均是723

可以看到,禁用AJP服务后,吞吐量会有所提升。

当然了,测试不一定准确,需要多测试几次才能看出是否有提升。

设置线程池

通过设置线程池,调整线程池相关的参数进行测试tomcat的性能。有关线程池更多更详细的配置参考Tomcat官网提供的配置详解

最大线程数为150,初始为4

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


<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

Tomcat8性能优化_第27张图片

经过9次测试,测试结果如下705 725 702 729 733 738 735 728 平均是724

最大线程数为5000,初始为1000

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="5000" minSpareThreads="1000" prestartminSpareThreads="true"/>


<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

测试结果 727 733 728 725 738 729 737 735 739 平均732

可以看到,虽然最大线程已经设置到5000,但是实际测试效果并不理想,并且平均的响应时间也边长了,所以单纯靠提升线程数量是不能一直得到性能提升的。

设置最大等待队列数

默认情况下,请求发送到tomcat,如果tomcat正忙,那么该请求会一直等待。这样虽然可以保证每个请求都能请求到,但是请求时间就会边长。

有些时候,我们也不一定要求请求一定等待,可以设置最大等待队列大小,如果超过就不等待了。这样虽然有些请求是失败的,但是请求时间会虽短。典型的应用:12306。


<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="100" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>


<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

Tomcat8性能优化_第28张图片

测试结果:

  • 平均响应时间:0.438秒,响应时间明显缩短
  • 错误率:43.07%,错误率超过40%,也可以理解,最大线程为500,测试的并发为1000
  • 吞吐量:1359次/秒,吞吐量明显提升

结论:响应时间、吞吐量这2个指标需要找到平衡才能达到更好的性能。

设置nio2的运行模式

将最大线程设置为500进行测试:

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="100" prestartminSpareThreads="true"/>


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

从测试结果可以看到,平均响应时间有缩短,吞吐量有提升,可以得出结论:nio2的性能要高于nio。

参数说明与最佳实践

具体参数参考官网说明

执行器参数说明(加粗是重点)

Attribute Description
threadPriority (优先级) (int) 执行程序中线程的线程优先级,默认值为 5(Thread.NORM_PRIORITY常量的值)
daemon(守护进程) (布尔) 线程是否应该是守护程序线程,默认值为 true
namePrefix(名称前缀) (String) 执行程序创建的每个线程的名称前缀。单个线程的线程名称将为namePrefix+threadNumber
maxThreads(最大线程数) (int) 此池中活动线程的最大数量,默认为 200
minSpareThreads(最小活跃线程数) (int) 始终保持活动状态的最小线程数(空闲和活动),默认值为 25
maxIdleTime(空闲线程等待时间) (int) 空闲线程关闭之前的毫秒数,除非活动线程的数目小于或等于minSpareThreads。默认值为60000(1分钟)
maxQueueSize(最大的等待队里数,超过则请求拒绝) (int) 在我们拒绝执行之前可以排队等待执行的可运行任务的最大数量。默认值为Integer.MAX_VALUE
prestartminSpareThreads(是否在启动时就生成minSpareThreads个线程) (boolean) 在启动执行程序时是否应启动minSpareThreads,默认值为 false
threadRenewalDelay(重建线程的时间间隔) (long) 如果配置了ThreadLocalLeakPreventionListener,它将通知该执行程序已停止的上下文。上下文停止后,池中的线程将更新。为避免同时更新所有线程,此选项设置了任意两个线程之间的延迟。该值以毫秒为单位,默认值为1000ms。如果值为负,则不更新线程。

执行器最佳实践
此最佳配置仅供参考

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="800" minSpareThreads="100" maxQueueSize="100"  prestartminSpareThreads="true"/>

连接器参数说明

可以看到除了这几个基本配置外并无特殊功能,所以我们需要对 Connector 进行扩展。

其中Connector 支持参数属性可以参考Tomcat官方网站,本文就只介绍些常用的。

通用属性(加粗是重点)

Attribute Description
allowTrace 如果需要服务器能够处理用户的HAED/TRACE请求,这个值应该设置为true,默认值是false
asyncTimeout 默认超不时候以毫秒为单位的异步请求。若是没有指定,该属性被设置为10000(10秒)
enableLookups 设置为true是否要调用以 request.getRemoteHost()执行DNS查找以返回远程客户端的实际主机名。设置为false跳过DNS查找并改为以字符串形式返回IP地址(从而提高性能)。默认情况下,DNS查找被禁用。
maxHeaderCount 容器允许的请求头字段的最大数目。请求中包含比指定的限制更多的头字段将被拒绝。值小于0表示没有限制。如果没有指定,默认设置为100。
maxParameterCount 将被容器自动解析的最大数量的参数和值对(GET加上POST)。参数值对超出此限制将被忽略。值小于0表示没有限制。如果没有指定,默认为10000。请注意, FailedRequestFilter 过滤器可以用来拒绝达到了极限值的请求。
maxPostSize 容器FORM URL参数解析将处理的POST的最大大小(以字节为单位)。可以通过将此属性设置为小于零的值来禁用该限制。如果未指定,则此属性设置为2097152(2兆字节)。请注意, FailedRequestFilter 可以使用拒绝超过此限制的请求。
maxSavePostSize 将被容器在FORM或CLIENT-CERT认证中保存/缓冲的POST的最大尺寸(以字节为单位)。对于这两种类型的身份验证,在用户身份验证之 前,POST将被保存/缓冲。对于POST CLIENT-CERT认证,处理该请求的SSL握手和缓冲清空期间,POST将被缓存。对于Form认证,POST将被保存,同时用户将被重定向到登陆 表单。POST将被一直保留直到用户成功认证或者认证请求关联的会话超时。将此属性设置为-1可以禁用此限制。将此属性设置为0,POST数据在身份验证 过程中将不被保存。如果没有指定,该属性设置为4096(4千字节)。
parseBodyMethods 以逗号分隔的HTTP方法列表,通过方法列表,等同于POST方法,request 正文将被解析成请求参数。这在RESTful应用程序要支持以POST式的语义解析PUT请求中是非常有用的。需要注意的是设置其他值(不是POST)会导致Tomcat的行为违反servlet规范的目的。在这里为了符合HTTP规范明确禁止HTTP方法TRACE。默认值是POST
port 连接器 将在其上创建服务器套接字并等待传入连接的TCP端口号。您的操作系统将仅允许一个服务器应用程序侦听特定IP地址上的特定端口号。如果使用特殊值0(零),则Tomcat将随机选择一个空闲端口用于此连接器。这通常仅在嵌入式和测试应用程序中有用。
protocol 设置协议以处理传入流量。默认值为 HTTP/1.1使用自动切换机制选择基于Java NIO的连接器或基于APR / native的连接器。如果PATH(Windows)或LD_LIBRARY_PATH(在大多数Unix系统上)环境变量包含Tomcat本机库,并且AprLifecycleListener用于初始化APR的库的useAprConnector属性设置为 true,则将使用APR /本机连接器。如果找不到本机库或未配置属性,则将使用基于Java NIO的连接器。请注意,APR /本机连接器的HTTPS设置与Java连接器的设置不同。要使用显式协议而不是依赖于上述自动切换机制,可以使用以下值:org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol-非阻塞Java NIO连接器org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol-非阻塞Java NIO2连接器-APRorg.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol/本地连接器。也可以使用自定义实现。看看我们的连接器比较表。对于Java和Java连接器,http和https的配置相同。有关APR连接器和特定于APR的SSL设置的更多信息,请访问APR文档
proxyName 如果这个连接正在使用的代理服务器配置,配置该属性指定的服务器的名称,可以调用request.getServerName()返回。有关更多信息,请参见代理支持。
proxyPort 如果这个连接正在使用的代理服务器配置,配置该属性指定服务器端口,可以调用request.getServerPort()返回。有关更多信息,请参见代理支持。
redirectPort 如果该连接器支持非SSL请求,并且接收到的请求为满足安全约束需要SSL传输, Catalina 将自动将请求重定向到指定的端口号。
scheme 将该属性设置为你想调用request.getScheme()返回的协议的名称。例如,对于SSL连接器,你会将此属性设置为“HTTPS ”。默认值是“ HTTP ”。
secure 如果你想调用request.isSecure()收到此连接器的请求返回true,请该该属性设置为true。您希望SSL连接器或非SSL连接器接收数据通过一个SSL加速器,像加密卡,SSL设备,甚至一个web服务器。默认值是假的。
URIEncoding 解决我们的乱码问题,这将指定使用的字符编码,来解码URI字符。如果没有指定,ISO-8859-1将被使用。
useBodyEncodingForURI 这指定是否应该用于URI查询参数,而不是使用URIEncoding contentType中指定的编码。此设置兼容性Tomcat 4.1.x版(该版在contentType中指定编码,或者使用request.setCharacterEncoding的方法显式设置(参数为 URL传来的值)。默认值false。
useIPVHosts 将该属性设置为true会导致Tomcat使用收到请求的IP地址,来确定将请求发送到哪个主机。默认值是假的。
xpoweredBy 将此属性设置为true会导致Tomcat支持使用Servlet规范的通知,(在规范中推荐使用头字段)。默认值是假的。

标准实现(加粗是重点)
除了上面列出的常见的连接器属性,标准的HTTP连接器(BIO,NIO和APR/native)都支持以下属性。

Attribute Description
acceptCount 当所有可能的请求处理线程都在使用时,传入连接请求的最大队列长度。当队列满时收到的任何请求将被拒绝。默认值是100。
acceptorThreadCount 用于接受连接的线程的数量。在一个多CPU的机器上,增加该值,虽然你可能不会真正需要超过2个。此外,有很多非保持活动连接,您可能需要增加这个值。默认值是 1。
acceptorThreadPriority 接收器线程的优先级。该线程用来接受新的连接。默认值是5(java.lang.Thread.NORM_PRIORITY常量)。更多这个优先级是什么意思的详细信息,请查看java.lang.Thread的类的JavaDoc 。
address 对于拥有多个IP地址的服务器,该属性指定哪个地址将被用于在指定端口上监听。默认情况下,该端口将被用于与服务器相关联的所有IP地址。
bindOnInit 控制连接器绑定时套接字的使用。缺省情况,当连接器被启动时套接字被绑定和当连接器被销毁时套接字解除绑定。如果设置为false,连接器启动时套接字被绑定,连接器停止时套接字解除绑定。
compressableMimeType 该值是一个被用于HTTP压缩的逗号分隔的MIME类型列表。默认值是text / html类型,为text / xml,text / plain。
compression 通常会在ngnix里面配置压缩 ,开启压缩GZIP 为了节省服务器带宽,连接器可以使用HTTP/1.1 GZIP压缩。可接受的参数的值是“off ”(禁用压缩),“on ”(允许压缩,这会导致文本数据被压缩),“force ”(强制在所有的情况下压缩),或者一个整数值(这是相当于为“on”,但指定了输出之前被压缩的数据最小量)。如果不知道内容长度但被设置为“on”或更积极的压缩,输出的数据也将被压缩。如果没有指定,该属性被设置为“关”。 注意:这是使用压缩(节省您的带宽)和使用sendfile功能(节省你的CPU周期)之间的权衡。如果连接器支持sendfile功能,例如NIO连接,则使用sendfile将优先于压缩。症状是48 KB的静态文件将未压缩就发送。你可以如下文所述通过设置连接器的useSendfile属性来关闭sendfile,或在默认的conf/web.xml或者你的web应用的web.xml中配置DefaultServlet来改变sendfile的使用量阈值。
compressionMinSize 如果压缩被设置为“on”,那么该属性可以用于指定在输出之前被压缩的数据的最小量。如果未指定,此属性默认为“2048”。
connectionLinger 连接器的套接字被关闭时的逗留秒数。如果没有指定,将使用默认的JVM。
connectionTimeout 在将提交的请求URI行呈现之后,连接器将等待接受连接的毫秒数。使用值-1表示没有超时(即无限)。默认值是60000(60秒),但请注意,Tomcat的标准server.xml中,设置为20000(即20秒)。
connectionUploadTimeout 上传数据过程中,指定的以毫秒为单位超时时间。只有在设置disableUploadTimeout为false有效。
disableUploadTimeout 此标志允许servlet容器在数据上传时使用不同的连接超时,通常较长。如果没有指定,该属性被设置为true,禁用上传超时。
executor 指向Executor元素的引用。如果这个属性被设置,并且被命名的executor存在,连接器将使用这个executor,而其他所有线程相关属性将被忽略。请注意共享的executor如果没有指定到一个连接器,则该连接器将使用一个私有的,内部的executor来提供线程池。
executorTerminationTimeoutMillis The time that the private internal executor will wait for request processing threads to terminate before continuing with the process of stopping the connector. If not set, the default is 0 (zero) for the BIO connector and 5000 (5 seconds) for the NIO and APR/native connectors.
keepAliveTimeout 此连接器在关闭连接之前将等待另一个HTTP请求的毫秒数。默认值是使用已设置的connectionTimeout属性的值。使用值-1表示没有超时(即无限)。
maxConnections 在任何给定的时间服务器接受并处理的最大连接数。当这个数字已经达到了,服务器将不会接受任何连接,直到连接的数量降到低于此值。基于acceptCount的设置,操作系统可能仍然接受连接。默认值根据不同的连接器类型而不同。对于BIO,默认的是maxThreads的值,除非使用了Executor,在这种情况下默认值是executor的
maxExtensionSize 限制HTTP区块请求中区块扩展的总长度。如果值为-1,则不施加任何限制。如果未指定,8192将使用默认值。
maxHttpHeaderSize 请求和响应的HTTP头的(以字节为单位的)最大尺寸。如果没有指定,该属性被设置为8192(8 KB)。
maxKeepAliveRequests HTTP请求最大长连接个数。将此属性设置为1,将禁用HTTP/1.0、以及HTTP/1.1的长连接。设置为-1,不禁用。如果没有指定,该属性被设置为100。
maxSwallowSize Tomcat会为中止的上载而吞下的请求正文字节的最大数量(不包括传输编码开销)。上载中止是指Tomcat知道将忽略请求主体,但客户端仍将其发送。如果Tomcat不吞咽该主体,则客户端不太可能看到响应。如果未指定,将使用默认值2097152(2兆字节)。小于零的值表示不应强制执行任何限制。
maxThreads 最多同时处理的连接数,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。如果没有指定,该属性被设置为200。如果使用了execute将忽略此连接器的该属性,连接器将使用execute,而不是一个内部线程池来处理请求。
maxTrailerSize 限制一个分块的HTTP请求中的最后一个块的尾随标头的总长度。如果该值是-1,没有限制的被强加。如果没有指定,默认值是8192。
minSpareThreads 始终保持运行最小线程数。如果没有指定,则默认为10。
noCompressionUserAgents 该值是一个正则表达式(使用java.util.regex),匹配不应该使用压缩的HTTP客户端的用户代理标头。因为这些客户端,虽然他们宣称支持压缩功能,但实现不完整。默认值是一个空字符串(正则表达式匹配禁用)。
processorCache 协议处理器缓存Processor对象以提高性能。此设置规定了这些对象有多少能得到缓存。-1意味着无限制,默认为200。如果不使用Servlet 3.0的异步处理,一个好的默认是使用maxThreads设置。如果使用Servlet 3.0的异步处理,一个好的默认是使用maxThreads和最大预期的并发请求(同步和异步)的最大值中的较大值。
restrictedUserAgents 该值是一个正则表达式(使用java.util.regex),匹配用户代理头的HTTP浏览器将不能使用HTTP/1.1或HTTP/1.0长连接,即使该浏览器宣称支持这些功能的。默认值是一个空字符串(正则表达式匹配禁用)。
server 覆盖服务器的HTTP响应头。如果设置了这个属性的值将覆盖Web应用程序设置的Tomcat的默认头和任何服务器头。如果没有设置,应用程序指定的任何值将被使用。如果应用程序没有指定一个值,那么Apache-Coyote/1.1将被使用。除非你是偏执狂,你将不再需要此功能。
socketBuffer 为套接字输出缓冲而提供的缓冲区的大小(以字节为单位)。-1可以被指定来禁止使用的缓冲区。默认情况下,一个9000个字节的缓冲区将被使用。
SSLEnabled 在连接器上使用此属性来启用SSL加密传输。如果要打开SSL握手/加密/解密,请设置true。默认值是false。当设置这个值为true时,为了传递正确的request.getScheme()和 request.isSecure()到servlets,你需要设置scheme和secure属性。更多信息请查看SSL支持。
tcpNoDelay 如果设置为true,TCP_NO_DELAY选项将被设置在服务器上的套接字上,在大多数情况下,这样可以提高性能。默认设置为true。
threadPriority 在JVM中请求处理线程的优先级。默认值是5(java.lang.Thread.NORM_PRIORITY常量值)。关于优先级的更多详细信息,请查看java.lang.Thread的类的JavaDoc
upgradeAsyncWriteBufferSize The default size of the buffer to allocate to for asynchronous writes that can not be completed in a single operation. Data that can’t be written immediately will be stored in this buffer until it can be written. If more data needs to be stored than space is available in the buffer than the size of the buffer will be increased for the duration of the write. If not specified the default value of 8192 will be used.

连接器最佳实践

此最佳配置仅供参考

<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8080" 
		   protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol" 
           connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" 
           enableLookups="false" maxPostSize="10485760" URIEncoding="UTF-8" 
           acceptCount="100" acceptorThreadCount="2" disableUploadTimeout="true"
           maxConnections="10000" SSLEnabled="false"/>

调整JVM参数进行优化

接下来,通过设置jvm参数进行优化,为了测试一致性,依然将最大线程数设置为500,启用nio2运行模式

Java 的内存模型分为:

  • Young,年轻代(易被 GC)。Young 区被划分为三部分,Eden 区和两个大小严格相同的 Survivor 区,其中 Survivor 区间中,某一时刻只有其中一个是被使用的,另外一个留做垃圾收集时复制对象用,在 Young 区间变满的时候,minor GC 就会将存活的对象移到空闲的Survivor 区间中,根据 JVM 的策略,在经过几次垃圾收集后,任然存活于 Survivor 的对象将被移动到 Tenured 区间。

  • Tenured,终身代。Tenured 区主要保存生命周期长的对象,一般是一些老的对象,当一些对象在 Young 复制转移一定的次数以后,对象就会被转移到 Tenured 区,一般如果系统中用了 application 级别的缓存,缓存中的对象往往会被转移到这一区间。

  • Perm,永久代。主要保存 class,method,filed 对象,这部门的空间一般不会溢出,除非一次性加载了很多的类,不过在涉及到热部署的应用服务器的时候,有时候会遇到 java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的错误,造成这个错误的很大原因就有可能是每次都重新部署,但是重新部署后,类的 class 没有被卸载掉,这样就造成了大量的 class 对象保存在了 perm 中,这种情况下,一般重新启动应用服务器可以解决问题。

设置并行垃圾回收器

/bin/catalina.sh文件第一行添加如下参数,gc日志输出到/logs/gc.log

#年轻代、老年代均使用并行收集器,初始堆内存64M,最大堆内存512M
JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC 
-XX:+UseParallelOldGC 
-Xms64m -Xmx512m 
-XX:+PrintGCDetails 
-XX:+PrintGCTimeStamps 
-XX:+PrintGCDateStamps 
-XX:+PrintHeapAtGC 
-Xloggc:../logs/gc.log"

Tomcat8性能优化_第29张图片

测试结果与默认的JVM参数结果接近。

查看gc日志文件

将gc.log文件上传到gceasy.io查看gc中是否存在问题。上传文件后需要等待一段时间,需要耐心等待。
Tomcat8性能优化_第30张图片

问题一:系统所消耗的时间大于用户时间

在这里插入图片描述

如果在报告中显示System Time greater than User Time,系统所消耗的时间大于用户时间,这反应出的服务器的性能存在瓶颈,调度CPU等资源所消耗的时间要长一些。

问题二:线程暂停时间有点长

Tomcat8性能优化_第31张图片

可以关键指标中可以看出,吞吐量表现不错,但是gc时,线程的暂停时间稍有点长。

问题三:GC总次数过多

通过GC的统计可以看出:
Tomcat8性能优化_第32张图片

年轻代的gc有100次,次数有点多,说明年轻代设置的大小不合适,需要调整
FullGC有7次,说明堆内存的大小不合适,需要调整

问题四:年轻代内存不足导致GC

Tomcat8性能优化_第33张图片

从GC原因的可以看出,年轻代大小设置不合理,导致了多次GC。

调整年轻代大小

调整jvm配置参数

JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC 
-XX:+UseParallelOldGC 
-Xms128m -Xmx1024m 
-XX:NewSize=64m -XX:MaxNewSize=256m 
-XX:+PrintGCDetails
 -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps
 -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"

将初始堆大小设置为128m,最大为1024m,初始年轻代大小64m,年轻代最大256m
Tomcat8性能优化_第34张图片

从测试结果来看,吞吐量以及响应时间均有提升。

查看gc日志
Tomcat8性能优化_第35张图片

可以看到GC次数要明显减少,说明调整是有效的。
Tomcat8性能优化_第36张图片

GC次数有所减少
Tomcat8性能优化_第37张图片

设置G1垃圾回收器

#设置了最大停顿时间100毫秒,初始堆内存128m,最大堆内存1024m
JAVA_OPTS="-XX:+UseG1GC 
-XX:MaxGCPauseMillis=100 
-Xms128m -Xmx1024m
 -XX:+PrintGCDetails 
-XX:+PrintGCTimeStamps 
-XX:+PrintGCDateStamps
 -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"

测试结果
Tomcat8性能优化_第38张图片

可以看到,吞吐量有所提升,评价响应时间也有所缩短。
Tomcat8性能优化_第39张图片

G1集合阶段统计
Tomcat8性能优化_第40张图片

JVM配置最佳实践

此最佳配置仅供参考

JAVA_OPTS="-Dfile.encoding=UTF-8-server -Xms1024m -Xmx2048m -Xss512k
 -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024m 
 -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m -XX:+AggressiveOpts 
-XX:+UseBiasedLocking 
 -XX:MaxTenuringThreshold=10-XX:NewRatio=2 -XX:+DisableExplicitGC"

参数说明:

  • -server:一定要作为第一个参数,在多个 CPU 时性能佳,还有一种叫 -client 的模式,特点是启动速度比较快,但运行时性能和内存管理效率不高,通常用于客户端应用程序或开发调试,在 32 位环境下直接运行 Java 程序默认启用该模式。Server 模式的特点是启动速度比较慢,但运行时性能和内存管理效率很高,适用于生产环境,在具有 64 位能力的 JDK 环境下默认启用该模式,可以不配置该参数。
  • file.encoding 默认文件编码
  • -Xmx1024m 设置JVM最大可用内存为1024MB,当应用程序需要的内存超出堆的最大值时虚拟机就会提示内存溢出,并且导致应用服务崩溃,因此一般建议堆的最大值设置为可用内存的最大值的80%。如何知道我的 JVM 能够使用最大值,使用 java -Xmx512M -version 命令来进行测试,然后逐渐的增大 512 的值,如果执行正常就表示指定的内存大小可用,否则会打印错误信息,默认值为物理内存的 1/4,默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于 70% 时,JVM 会减少堆直到-Xms 的最小限制。
  • -Xms1024m 设置JVM最小内存为1024m。此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
  • -Xss:表示每个 Java 线程堆栈大小,JDK 5.0 以后每个线程堆栈大小为 1M,以前每个线程堆栈大小为 256K。根据应用的线程所需内存大小进行调整,在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程,但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在 3000~5000 左右。一般小的应用, 如果栈不是很深, 应该是128k 够用的,大的应用建议使用 256k 或 512K,一般不易设置超过 1M,要不然容易出现out ofmemory。这个选项对性能影响比较大,需要严格的测试。
  • -XX:NewSize 设置年轻代大小
  • -XX:MaxNewSize 设置最大的年轻代大小
  • -XX:PermSize 设置永久代大小
  • -XX:MaxPermSize 设置最大永久代大小,永久代不属于堆内存,堆内存只包含新生代和老年代。
  • -XX:+AggressiveOpts:作用如其名(aggressive),启用这个参数,则每当 JDK 版本升级时,你的 JVM 都会使用最新加入的优化技术(如果有的话)。
  • -XX:+UseBiasedLocking:启用一个优化了的线程锁,我们知道在我们的appserver,每个http请求就是一个线程,有的请求短有的请求长,就会有请求排队的现象,甚至还会出现线程阻塞,这个优化了的线程锁使得你的appserver内对线程处理自动进行最优调配。
  • -XX:NewRatio=4 设置年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与终身代的比值(除去永久代)。设置为4,则年轻代与终身代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5
  • -XX:MaxTenuringThreshold=0 设置垃圾最大年龄,默认为:15。如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代。对于年老代比较多的应用,可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活时间,增加在年轻代即被回收的概论。
  • -XX:+DisableExplicitGC 这个将会忽略手动调用GC的代码使得System.gc()的调用就会变成一个空调用,完全不会触发任何GC。

总结

通过上述的测试,可以总结出,对tomcat性能优化就是需要不断的进行调整参数,然后测试结果,可能会调优也可能会调差,这时就需要借助于gc的可视化工具来看gc的情况。再帮我我们做出决策应该调整哪些参数。

再次重申本博客的目的不在于给出最佳配置,而是带领开发者,能够从实际情况出发,通过不断的调节tomcat和jvm参数,去发现吞吐量,平均响应时间和错误率等信息的变化,同时根据服务器的cpu和内存等信息,结合接口的业务逻辑,最好是测试使用率最高,并发最大,或者是最重要的接口(比如下单支付接口),设置最优的tomcat和jvm配置参数。

你可能感兴趣的:(JBoss,Tomcat,性能优化,tomcat,jvm)