Tomcat部署及优化

一、Tomcat概述

Tomcat：

• 开放源代码的web服务器。基于java代码开发
• tamcat是处理动态请求和基于java代码的页面开发
• 可以在html当中写入java代码，tomcat可以解析html页面当中的java，执行动态请求和访问动态页面

缺点：

• 由于机制问题，不对tomcat进行优化。会出现：假死、停机等情况。适用于小集群、小服务，大场景不适用

优点：

• 高度可配置：Tomcat的配置非常灵活，你可以根据需要进行自定义配置，包括端口号、虚拟主机、连接池、线程池等等。
• 安全性：Tomcat提供了安全机制，可以配置用户认证、授权、加密传输等功能，保护Web应用程序和数据的安全。
• 易于部署：Tomcat可以很容易地部署Java Web应用程序，你只需要将WAR文件（Web应用归档）放置到指定目录，Tomcat会自动将其部署并运行。
• 免费、开源，可二次开发

二、Tomcat核心三大组件 

2.1 Web容器：完成web服务器功能（管理web动态页面）

 web  -----> 可以通过http(s)来访问的一个页面 -----> 进入web容器(封装了一组文件) -----> 进入指定index.jsp文件

2.2 servlet容器 （catalina）：用于处理 Servlet 代码。

• Servlet容器负责加载、初始化、执行和管理Servlet组件。Servlet是Java类，用于处理Web请求和生成动态内容。
• Servlet容器接收来自Web容器的请求，然后将请求路由到适当的Servlet，让Servlet生成响应并返回给客户端。
• Servlet容器还处理会话管理、多线程支持等任务。

 2.3 JSP 容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码

• 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。
   

总结：在这个流程中，用户的请求首先由Web容器接收，然后如果是动态页面（如JSP），JSP容器将其翻译为Servlet代码，最终由Servlet容器执行这些Servlet代码，执行与用户交互的逻辑。
Servlet代码可以与后端交互，如连接数据库、执行业务逻辑等。

三、Tomcat的功能组件

Tomcat 的核心功能有两个，分别是负责接收和反馈外部请求的连接器 Connector，和负责处理请求的容器 Container。 其中连接器和容器相辅相成，一起构成了基本的 web 服务 Service。每个 Tomcat 服务器可以管理多个 Service。

3.1 Connector

负责对外接收和响应请求。它是Tomcat与外界的交通枢纽，监听端口接收外界请求，
并将请求处理后传递给容器做业务处理，最后将容器处理后的结果响应给外界。

3.2  Container

负责对内处理业务逻辑。其内部由 Engine、Host、Context和Wrapper 四个容器组成，
用于管理和调用 Servlet 相关逻辑。

（1）Engine：引擎，用来管理多个虚拟主机，一个 Service 最多只能有一个 Engine；
（2）Host：代表一个虚拟主机，也可以叫站点，通过配置 Host 就可以添加站点；
（3）Context：代表一个 Web 应用，包含多个 Servlet 封装器；
（4）Wrapper：封装器，容器的最底层。每一 Wrapper 封装着一个 Servlet，负责对象实例的创             建、执行和销毁功能。

四、Tomcat的请求过程

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Coyote HTTP/1.1 Connector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localhostHost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中寻找出对应的Servlet。Context 匹配到URLPattern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
     

五、Tomcat的配置文件

安装目录下 文件介绍 : ls  /usr/local/tomcat

目录名字	功能
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

conf子目录

文件名	说明
server.xml	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
web.xml	用于配置servlet规范标准的配置文件

六、Tomcat部署

1.在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境。并关闭防火墙，将所需软件包传到/opt目录下

2.安装JDK、设置JDK环境变量

 改完后需要刷新

验证java服务

 3.安装启动Tomcat

• 解压

•  优化路径

•  启动程序

4.浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.247.60:8080
 

 5.查看manager文件

cd /usr/local/tomcat/webapps/manager/META-INF
vim context.xml


   #允许所有主机访问。




在conf,tomcat-users.xml中，添加账户密码



/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
#重启服务

 6.优化tomcat启动速度

前言：第一次启动tomcat可能会发现 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

#重启Tomcat服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh  #关闭Tomcat服务
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh   #启动Toncat服务

七、Tomcat优化

优化的原因：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：

• 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

7.1 内核优化 

• Linux内核优化中主要针对两个配置文件   /etc/security/limits.conf 和/etc/sysctl.conf 
• 通常是利用调用内核参数的程序sysctl -a 查询出最优内核参数，然后写入 /etc/sysctl.conf 文件内的

7.1.1 文件句柄（File Handle）

[root@www opt]# sysctl -a |grep fs.file-max
fs.file-max = 197221     #查询出的文件句柄数量上限。
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.all.stable_secret"
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.default.stable_secret"
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.ens33.stable_secret"
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.lo.stable_secret"
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.virbr0.stable_secret"
sysctl: reading key "net.ipv6.conf.virbr0-nic.stable_secret"

 文件句柄（File Handle）是操作系统用于跟踪和管理打开的文件或资源的数据结构。
在操作系统中，每个打开的文件、网络连接、设备等都会被分配一个唯一的句柄，
操作系统通过这个句柄来标识和访问这些资源。

句柄数是指操作系统能够同时管理的句柄的数量。在一个计算机系统中，许多应用程序和进程需要打开和使用文件、网络连接等资源。每个资源都需要一个句柄来进行操作。
如果系统的句柄数限制太低，就可能导致应用程序无法打开足够的文件、网络连接或其他资源，
从而影响系统的性能和可用性。

因此，调整句柄数的设置是确保系统能够处理并发连接和资源请求的重要一环。
在高负载的服务器环境中，适当地增加句柄数的限制可以提高系统的并发能力和性能。
但是过于激进地增加句柄数可能会消耗过多的系统资源，因此需要根据实际需求和硬件配置进行调整。

7.1.2 实验配置

#永久配置：

#注意：设置保存后，需要重新ssh连接才会看到配置更改的变化
vim  /etc/security/limits.conf
# 65535 为Linux系统最大打开文件数
* soft nproc 65535 
* hard nproc 65535 
* soft nofile 65535 
* hard nofile 65535

* soft nproc 65535： 最大进程数软限制为 65535，即可以使用 ulimit -u 命令查看和修改的值。
* hard nproc 65535： 最大进程数硬限制为 65535，即最大可分配的进程数。
* soft nofile 65535：最大打开文件数软限制为 65535，即可以使用 ulimit -n 命令查看和修改的值。
* hard nofile 65535：最大打开文件数硬限制为 65535，即最大可分配的文件数。
#这里使用的通配符 * 表示对所有用户生效。

其他调试内核参数的查看： sysctl -a

7.2 Tomcat 配置文件参数优化

7.2.1.常用的优化相关参数

redirectPor	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，即支持的最大并发连接数，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

7.2.2.实验配置

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......


#Tomcat的Connector的配置信息：
#minSpareThreads: 空闲线程的最小数量，用于处理请求。
#enableLookups: 是否启用DNS反向解析。当设置为false时，请求将不会被解析为主机名。
#disableUploadTimeout: 是否禁用上传超时，即设置连接不会在上传期间超时。
#acceptCount: 当所有线程都在忙碌时，可以排队等待处理的请求数量。
#maxThreads: Tomcat可以创建的最大线程数。
#processorCache: 连接器可以缓存的最大处理器数。
#URIEncoding: URI的字符编码。
#compression: 是否启用响应内容压缩。
#compressionMinSize: 响应内容压缩的最小大小。
#compressableMimeType: 可以被压缩的MIME类型列表。

#常见的MIME类型
#文本： text/plain、text/html、text/css、text/javascript
#图像： image/jpeg、image/png、image/gif
#音频： audio/mpeg、audio/ogg、audio/wav
#视频： video/mp4、video/webm、video/quicktime
#应用程序： application/pdf、application/json、application/xml
#MIME类型在确保互联网上的不同类型文件被软件和应用程序正确解释和处理方面发挥着关键作用！

7.3 Java虚拟机（JVM）调优

JVM：JVM就是Java虚拟机，是Java应用程序在计算机上运行的核心组件，jvm负载将编译之后的Java字节码（.class文件）解释或者编译本地的机器码，计算机能够执行它。JVM还提供内存管理垃圾回收，线程管理，确保Java程序在不同的平台可以有一致性的功能。

7.3.1 JVM优化

对内存进行增加 ：

配置添加在 Tomcat 的 bin 目录下 catalina.sh 里，位置在 cygwin=false 前。

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2048m -Xmx2048m -Xmn768m -XX:ParallelGCThreads=2 -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -Djava.awt.headless=true -XX:+DisableExplicitGC" 
cygwin=false


参数说明：
-server：一定要作为第一个参数，在多个CPU时性能佳

-Xms：初始Java初始化堆的大小，是分配JVM的最小内存，cpu性能高时此值应设的大一些

-Xmx：最大Java堆的大小，是分配JVM的最大内存，取决于硬件物理内存的大小，
建议-Xms与-Xmx设成一样的值，均设为物理内存的一半。
其目的是为了能够在java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小而浪费资源。

-Xmn：新生代的内存大小，官方推荐配置为整个堆的 3/8。

•  切换到 /usr/local/tomcat/bin下，更改catalina.sh文件（里面就是service代码）

• 在 cygwin=false 前添加

•  重启tomcat服务

JVM内存池：

(1)PS Eden Space（堆内存）：
初始值：576.00 MB
总计：576.00 MB
最大值：576.00 MB
已使用：230.40 MB（占用总计的40%）
解释：Eden Space 是堆内存中的一部分，用于存储新创建的对象。在这里，初始值、总计和最大值都相同，
表示这个内存池在开始时被完全分配。已使用的部分占总计的40%。

(2)PS Old Gen（堆内存）：
初始值：1280.00 MB
总计：1280.00 MB
最大值：1280.00 MB
已使用：0.00 MB（占用总计的0%）
解释：Old Gen 是堆内存中的另一部分，用于存储长时间存活的对象。这里的已使用量为0，
表示在该内存池中还没有对象。

(3)PS Survivor Space（堆内存）：
初始值：96.00 MB
总计：96.00 MB
最大值：96.00 MB
已使用：0.00 MB（占用总计的0%）
解释：Survivor Space 是堆内存中的一部分，用于存储在Eden Space和Old Gen之间存活的对象。
在这里，已使用量为0，表示这个内存池中还没有对象。

(4)Code Cache（非堆内存）：
初始值：2.43 MB
总计：5.62 MB
最大值：240.00 MB
已使用：5.55 MB（占用总计的2%）
解释：Code Cache 是非堆内存中的一部分，用于存储已编译的代码。这里的已使用量为5.55 MB，占总计的2%。

(5)Compressed Class Space（非堆内存）：
初始值：0.00 MB
总计：2.37 MB
最大值：1024.00 MB
已使用：2.10 MB（占用总计的0%）
解释：Compressed Class Space 是非堆内存中的一部分，用于存储已压缩的类定义。已使用量为2.10 MB，占总计的0%。

(6)Metaspace（非堆内存）：
初始值：0.00 MB
总计：19.12 MB
最大值：-0.00 MB
已使用：18.39 MB
解释：Metaspace 是非堆内存中用于存储类元数据的区域。已使用量为18.39 MB，没有最大值限制。

ajp-nio-8009:

• ajp-nio: 这是连接器的类型。"ajp" 表示使用 AJP 协议，而 "nio" 表示使用 NIO 技术进行异步非阻塞通信。
• 8009: 这是连接器监听的端口号。在这种情况下，"8009" 表示连接器正在监听的端口号。
• AJP 协议通常用于将Tomcat服务器与前端的Web服务器（如Apache HTTP Server）进行连接，
• 以提供负载均衡和高效的请求转发。NIO 技术允许非阻塞的I/O操作，提高了服务器的并发处理能力。
• "ajp-nio-8009" 表示Tomcat服务器已经设置了一个监听在8009端口上的AJP连接器，
• 用于与其他服务器或代理进行通信。这通常是用来优化网站的性能和可靠性，以及实现负载均衡和反向代理等功能。
   

7.3.2 Tomcat配置JVM参数

• -Xms: 设置JVM的初始堆大小，即Java堆的最小大小。例如：-Xms512m表示设置初始堆大小为512MB。
• -Xmx: 设置JVM的最大堆大小，即Java堆的最大大小。例如：-Xmx1024m表示设置最大堆大小为1GB。
• -XX: NewSize: 设置新生代的初始大小。例如：-XX:NewSize=128m表示设置新生代的初始大小为128MB。
• -XX: MaxNewSize: 设置新生代的最大大小。例如：-XX:MaxNewSize=256m表示设置新生代的最大大小为256MB。
• -Xmnsize: 设置新生代的大小。与-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize不同，-Xmnsize直接设置新生代的大小，而不是设置初始大小和最大大小。
• -XX:NewRatio: 设置新生代与老年代的比例。例如：-XX:NewRatio=2表示新生代的大小是老年代大小的1/2。
• -XX:SurvivorRatio: 设置Eden区与Survivor区的比例。

       例如：-XX:SurvivorRatio=8表示Eden区的大小是Survivor区大小的1/8。

• -Xss: 设置线程栈的大小。例如：-Xss256k表示设置线程栈的大小为256KB。
   

堆区中的，新生代、中生代、老年代：

新生代（Young Generation）：新生代是Java堆内存的一部分，用于存放刚刚被创建的对象。在Java程序中，有很多对象是很快被创建和销毁的，这些短时间存活的对象会被分配到新生代中。
新生代又可以细分为三个部分：Eden区（Eden Space）和两个Survivor区（Survivor Space，通常是S0和S1）。
新对象首先被分配到Eden区，当Eden区满了之后，会触发Minor GC（年轻代垃圾回收），将存活的对象复制到其中一个Survivor区，同时清理不再使用的对象。经过多次Minor GC后，仍然存活的对象会被移到老年代。

老年代（Old Generation）：老年代是Java堆内存的另一部分，用于存放长时间存活的对象。在Java程序中，有一些对象会被频繁使用，并且存活时间很长，这些长时间存活的对象会被移到老年代中。
老年代的内存空间通常比较大，因为其中存放的对象有较长的生命周期。当老年代的内存空间不足时，会触发Major GC（老年代垃圾回收），对老年代进行整理和清理，以释放不再使用的对象。
总结：

• 新生代：每一个新建的对象占用的空间
• 中生代：Java垃圾回收机制对堆区进行资源回收，新生代中没有被回收的资源，就是中生代
• 老年代：中生代没有被回收的就是老年代

 合理设置新生代和老年代的大小以及选择合适的垃圾回收器，可以提高Java应用程序的性能和垃圾回收效率。

八、Tomcat 虚拟主机配置

场景：很多时候公司会有多个项目需要运行，一般不会是在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。一台服务器上，一个Tomcat中部署多个虚拟机服务器，减少系统的资源消耗。
例如现在新增两个域名 www.kgc.com 和 www.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 server.xml
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--148、149行删除
--165行前--插入

	
   


	


#Host name：主机名
#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；

#重启服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3.客户端浏览器访问验证
echo "192.168.233.71 www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts

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

 验证：