Tomcat 的部署和优化

1、什么是Tomcat

Tomcat：是一个免费的、开源的轻量级web应用服务器，普遍用于中小型系统和访问用户流量小的场合，由于是java语言所开发开发，所以要jdk环境

由 web容器、servlet容器、jsp容器构成

web容器：完成 Web 服务器的功能

servle容器：其名为catalina，用于处理 Servlet 代码

jsp容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码

servlet：全名Java Servlet，可以理解为是一个服务连接器，等同于一个中间件，包含了接口和方法，将客户端和数据库连接，从而实现动态网页的创建

jsp：全称Java Server Pages，是一种动态网页开发技术。使用 JSP 标签在HTML网页  中插入 Java 代码，以静态为模板、动态其内容

1.1、静态页面的选择

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

Tomcat在linux系统上最大并发量为1000，NGINX的最大并发量为50000

并发量：系统同时处理的请求或操作数量

2、Tomcat是怎么运行的

Tomcat分为两大组件：connector（连接器）和container（容器）

connector（连接器）：用于和客户端连接，提供web网页服务（接受请求报文，回复响应报文）

container（容器）：由4个子容器组成，分别是engine、host、context、wrapper，用于处理请求

engine：引擎，用于管理多个虚拟主机，一个container只会有一个engine

host：代表一个虚拟主机，可以通过配置Host增加虚拟主机数量

context：用于管理Web应用，一个context一个 Web 应用

wrapper：

3、安装jdk ＆ 部署jdk环境 & Tomcat 安装

jdk 是 Tomcat 运行的必要环境

1、安装jdk

# 将rpm包放到opt下
cd /opt

rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
# 用rpm安装jdk

java -version
# 显示当前java的版本

2、配置jdk环境变量

vim /etc/profile.d/java.sh
# 在系统变量目录下编写脚本

# 输入以下内容
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre
# 定义上面两条为的是方便书写
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib
# 告诉Java执行环境，在哪些目录下可以找到所要执行的Java程序
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH
# 因为命令录取是从左往右，所以要在最前面添加
# 否则读取的是原来的jdk

source /etc/profile.d/java.sh
# 执行脚本

java -version
# 查看版本信息

3、tomcat安装

获取安装包 tomcat 官网 

用自己的手段将文件放到虚拟机中的opt目录下 （我用的是modexterm，开源免费）（modexterm可以直接拖进去）

解压安装包（注意安装包名称）

tar xf /opt/apache-tomcat-8.5.16.tar.gz
# 版本因人而异，看你下的是什么版本

建立软连接（安装包的名字太长了）

ln -s apache-tomcat-8.5.16 tomcat

启动tomcat

cd /usr/local/tomcat/tomcat/bin
#进入目录

sh startup.sh
#执行启动命令

访问tomcat

http://127.0.0.1:8080
# 用虚拟机的浏览器访问该网站

4、Tomcat启动

启动方式

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
# 或者
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh start	
# 这个要根据个人的存放路径来看
# 后台启动

/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run
# 前台启动

5.优化tomcat启动速度

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
# 在117行修改

securerandom.source=file:/dev/urandom

• tomcat 启动慢的原因是随机数产生遭到阻塞，遭到阻塞的原因是 熵池大小 。
• /dev/random：阻塞型，读取它就会产生随机数据，但该数据取决于熵池噪声，当熵池空了，对/dev/random 的读操作也将会被阻塞。
• /dev/urandom：非阻塞的随机数产生器，它会重复使用熵池中的数据以产生伪随机数据。这表示对/dev/urandom的读取操作不会产生阻塞，但其输出的熵可能小于/dev/random的。它可以作为生成较低强度密码的伪随机数生成器，不建议用于生成高强度长期密码。

6.Tomcat的主要命令

• bin：存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，如 catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh 
• conf：存放 Tomcat 服务器的各种配置文件，如主配置文件 server.xml 和 应用默认的部署描述文件 web.xml 
• lib：存放 Tomcat 运行需要的库文件的 jar 包，一般不作任何改动
• 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 默认的 Web 应用项目资源的目录
• work：Tomcat 的工作目录，存放 Web 应用代码生成和编译文件

7.Tomcat 配置虚拟主机

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/pc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/mo
echo "This is pc page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/pc/index.jsp
echo "This is mo page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/mo/index.jsp
# 创建 pc 和 mc 项目目录和文件

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
# 修改 Tomcat 主配置文件 server.xml

# 大概在165行左右 添加下面内容

        



        

Host中：

name：主机名
appBase：Tomcat程序工作目录，即存放web应用程序的目录；相对路径为webapps，绝对路径为 /usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs：在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true
autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true
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

Context中
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；
path：相对于Web服务器根路径而言的URI；如果为空""，则表示为此webapp的根路径 / ；
reloadable：是否允许重新加载此context相关的Web应用程序的类；默认为false

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
# 重启Tomcat

echo "192.168.64.20 www.pc.com www.mo.com" >> /etc/hosts
# 写入本地host文件

curl www.pc.com:8080
curl www.mo.com:8080
# 测试结果 注意端口号

8.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。

1.Tomcat 配置文件参数优化

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
# 可以在配置文件中添加优化

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 8443 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。

【processorCache】进程缓冲器，可以提升并发请求。默认值是200，如果不做限制的话可以设置为-1，一般采用maxThreads的值或者-1。

【URIEncoding】指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，网站一般采用UTF-8作为默认编码。

【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。

【maxKeepAliveRequests】指定一个长连接的最大请求数。默认长连接是打开的，设置为1时，代表关闭长连接；为-1时，代表请求数无限制

【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。

2.Tomcat多实例部署

cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
# 压缩包位置因人而异
mkdir /usr/local/tomcat
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1
cp -a /usr/local/tomcat/tomcat1 /usr/local/tomcat/tomcat2

vim /etc/profile.d/tomcat.sh
# 配置 tomcat 环境变量

#tomcat1
export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1

#tomcat2
export CATALINA_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export CATALINA_BASE2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export TOMCAT_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2

source /etc/profile.d/tomcat.sh
# 运行脚本

vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml
# 修改版本号因为不能有重复的端口号

		
#22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006
 修改为8081
	
#116行，修改Connector port AJP/1.3，默认为8009 -> 修改为8010

vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
# 修改各 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量

export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1


vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh

export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1

vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh

export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2

vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh

export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2

/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh 
# 启动Tomcat

netstat -natp | grep java
# 查看是否启动成功

3.Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
# 修改nginx服务器的主配置文件 在http块下添加

upstream tomcat_server {
		server 192.168.64.20:8080 weight=1;
		server 192.168.64.30:8080 weight=1;
}

# 在你的server块下添加

location ~ .*\.jsp$ {
			proxy_pass http://tomcat_server;
#配置Nginx处理动态页面请求，将 .jsp文件请求转发到Tomcat 服务器处理
            proxy_set_header HOST $host;
#把$remote_addr赋值给X-Real-IP，来获取源IP
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
#在nginx 作为代理服务器时，设置的IP列表，会把经过的机器ip，代理机器ip都记录下来
			proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
			root /usr/local/nginx/html/img;
			expires 10d;
}
#配置Nginx处理静态图片请求

location / {
			root html;
			index index.html index.htm;
}

4.Nginx 负载均衡模式

• rr 轮询 负载均衡模式：
• 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果超过了最大失败次数后（max_fails，默认1），在失效时间内(fail_timeout，默认10秒)，该节点失效权重变为0，超过失效时间后，则恢复正常，或者全部节点都为down后，那么将所有节点都恢复为有效继续探测，一般来说rr可以根据权重来进行均匀分配。
• least_conn 最少连接：
• 优先将客户端请求调度到当前连接最少的服务器。
• ip_hash 负载均衡模式：
• 每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题，但是ip_hash会造成负载不均，有的服务请求接受多，有的服务请求接受少，所以不建议采用ip_hash模式，session 共享问题可用后端服务的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash（使用后端服务器自身通过相关机制保持session同步）。
• fair（第三方）负载均衡模式：
• 按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
• url_hash（第三方）
• 负载均衡模式：基于用户请求的uri做hash。和ip_hash算法类似，是对每个请求按url的hash结果分配，使每个URL定向到同一个后端服务器，但是也会造成分配不均的问题，这种模式后端服务器为缓存时比较好。

5.对于优化的总结

1.配置文件优化

修改 server.xml 文件：

maxThreads（最大线程数/并发）  processorCache（进程缓冲）  acceptCount（等待队列数） enableLookups（关闭DNS反向解析）  URIEncoding（网页字符集编码UTF-8） maxKeepAliveRequests（长连接最大请求数）  connectionTimeout（连接超时时间） compression（开启页面压缩）

2.系统内核优化

/etc/security/limits.conf

nofile  nproc  memlock

/etc/sysctl.conf

net.ipv4.tcp_tw_reuse=1

net.ipv4.tcp_tw_recycle=1   net.ipv4.tcp_fin_timeout=30  
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=5000

net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535 

3.JVM优化

在 catalina.sh 中设置 JAVA_OPTS 参数
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -Xmn768m"

-server  表示启用JDK的Server模式，实现在多核服务器性能更佳
-Xms2048m -Xmx2048m  设置JVM堆内存初始值和最大最一样大，一般设置为物理内存的 1/2
-XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m   设置永久代（非堆内存）初始值和最大最一样大，一般设置为物理内存的 1/4
初始值和最大最设置一样大的原因：可以减少GC次数和内存伸缩带来的频繁内存申请，从而减少一定的系统开销。
-Xmn 设置JVM堆内存新生代的大小，一般设置为堆内存的 3/8

-XX:ParallelGCThreads=2   设置并行GC（垃圾回收）线程数，提高垃圾回收效率
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/usr/local/tomcat/temp/oom.hprof  设置进程发生OOM异常退出会进行DUMP备份
-XX:+DisableExplicitGC  禁止调用System.gc()方法，防止误调用系统gc方法导致系统的JVM堆内存大起大落而使系统响应效率严重降低