Tomcat--部署--配置--优化

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引言

Tomcat 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，因其开源、占用系统资源少、跨平台等特性被广大开发人员深受喜爱。

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一、Tomcat 概述

1. Tmocat 由来

• Tomcat 最初是由 Sun 的软件架构师詹姆斯·邓肯·戴维森开发的。后来他帮助将其变为开源项目，并由 Sun 贡献给Apache 软件基金会。由于大部分开源项目 O’Reilly 都会出一本相关的书，并且将其封面设计成某个动物的素描，因此他希望将此项目以一个动物的名字命名。因为他希望这种动物能够自己照顾自己，最终，他将其命名为Tomcat。
• Tomcat 的 Logo 与吉祥物也被设计为一只公猫。

Tomcat 官方网站

2. Tomcat 简介

• 对于一些初学者来说，可以这样理解，当在一台机器上配置好 Apache 服务器，可利用它响应 HTML 页面的访问请求。实际上Tomcat 是 Apache 服务器的扩展，但运行时它是独立运行的，所以当你运行 tomcat 时，它实际上作为一个与 Apache 独立的进程单独运行的。

• 当配置正确时，Apache 为 HTML 页面服务，而 Tomcat 实际上运行JSP 页面和 Servlet。

• Tomcat 其他 Web 服务器一样，具有处理 HTML 页面的功能，另外它还是一个 Servlet 和 JSP 容器，独立的Servlet 容器是 Tomcat 的默认模式。不过，Tomcat 处理静态 HTML 的能力不如 Apache 服务器。

3. Tomcat 核心组件

Tomcat 由一系列的组件构成，其中核心的组件有以下三个

1. Web 容器：完成 Web 服务器的功能 HTTP HTTPS 请求的接受和响应。
2. Servlet 容器：由名称为 catalina的脚本来处理 Servlet 代码(具体的一个任务，从数据库中拿取数据给与前端)。
3. JSP 容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码 index.html index.php index.jsp。

• 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

4. Tomcat 处理请求过程

• 处理请求详细过程如下：

1. 用户点击网页内容，请求被发送到本机8080端口，被那里监听的 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 （引擎）进行处理，engine 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/项目，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. 最终通过映射端口的方式将页面展现给客户。

二、Tomcat 部署

1. 安装 JDK ，配置 JAVA 环境

• 关闭防火墙

[root@tomcat ~]#systemctl stop firewalld.service 
[root@tomcat ~]#systemctl disable firewalld.service 
[root@tomcat ~]#setenforce 0
setenforce: SELinux is disabled

• 准备好安装包，上传到 /opt/ 目录

[root@tomcat ~]#cd /opt/
[root@tomcat /opt]#ls
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  jdk-8u201-linux-x64.rpm  rh

• 安装 JDK ，并设置 JDK 的环境变量

[root@tomcat /opt]#rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 

[root@tomcat /opt]#vim /etc/profile.d/java.sh				#/etc/profile.d/环境变量脚本目录	
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
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

[root@tomcat /opt]#source /etc/profile.d/java.sh           #将脚本导入到环境变量中，使其生效
[root@tomcat /opt]#java -version						   #查看版本
java version "1.8.0_201"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_201-b09)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.201-b09, mixed mode)

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。

• 这里可以写个 JAVA 小程序来测试是否可以正常工作

[root@tomcat /opt]#vim a.java
public class a {
public static void main (String[] args) {
System.out.println("你好，南京！");
}
}

[root@tomcat /opt]#javac a.java                           #执行，编译成功后生成可执行文件 
[root@tomcat /opt]#java a                                 #输出成功
你好，南京！

2. 安装配置 Tomcat

在安装 Tomcat 之前必须先安装 JDK，因为 JDK 是 java 语言的软件包开发工具，其中包含了JVM（java 虚拟机），编写好的 java 源程序经过编译可形成 java 字节码，只要安装了 JDK ，就可用 JVM 解释这些字节码文件，从而保证了 java 的跨平台性；

• 解压 apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 包

[root@tomcat /opt]#tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz					  #解包
[root@tomcat /opt]#mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat     		  #转移包位置并改名

3. Tomcat 配置说明

• 查看 /usr/local/ 目录（Tomcat 的主目录）

[root@tomcat /usr/local/tomcat]#ll /usr/local/tomcat
总用量 124
drwxr-x--- 2 root root  4096 10月 14 00:28 bin
-rw-r----- 1 root root 19203 2月   5 2019 BUILDING.txt
drwx------ 3 root root   254 10月 14 16:31 conf
-rw-r----- 1 root root  6095 2月   5 2019 CONTRIBUTING.md
drwxr-x--- 2 root root  4096 10月 14 00:28 lib
-rw-r----- 1 root root 57092 2月   5 2019 LICENSE
drwxr-x--- 2 root root   197 10月 14 00:30 logs
-rw-r----- 1 root root  2333 2月   5 2019 NOTICE
-rw-r----- 1 root root  3255 2月   5 2019 README.md
-rw-r----- 1 root root  6854 2月   5 2019 RELEASE-NOTES
-rw-r----- 1 root root 16262 2月   5 2019 RUNNING.txt
drwxr-x--- 2 root root    30 10月 14 00:28 temp
drwxr-x--- 7 root root    81 2月   5 2019 webapps
drwxr-x--- 3 root root    22 10月 14 00:30 work

• 主目录详细说明如下

目录	说明
bin	存放启动和关闭Tomcat 的脚本文件，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，常用的是server. xml（主配置文件）、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

4. 启动 Tomcat

• 创建软连接，优化开启命令，便于管理

[root@tomcat]#ln -s /usr/local/tomcat/bin/startup.sh /usr/local/bin/		
[root@tomcat]#ln -s /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh /usr/local/bin/

• 开启服务

[root@tomcat]#startup.sh
[root@tomcat]#netstat -natp | grep  8080
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      4922/java   

• 打开浏览器访问 Tomcat 的主页 http://192.168.3.3:8080

5. 优化 Tomcat 启动速度

在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。

vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
#117 进行修改
securerandom.source=file:/dev/urandom	
#/dev/random 和/dev/urandom 都是伪终端，但是/dev/urandom(随机值)提供的数据流更快
#因为默认系统会有很多外界因素的影响，造成随机性并不是很好，使用urandom优化可以提供更好的数据流

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

6. Tomcat 主配置文件

server.xml 为 Tomcat 的主要配置文件，通过配置该文件，可以修改 Tomcat 的启动端口、网站目录、虚拟主机、开启
https 等重要的功能

[root@tomcat /usr/local/tomcat]#vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
 -->
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    <!-- A "Connector" using the shared thread pool-->
    <!--
......

• Connector port：启动的默认端口号为 8080 ，可根据需要进行更改
• protocol：协议版本号是HTTP/1.1
• connectionTimeout：连接超时时间为20000毫秒(20s)
• redirectPort：Tomcat 内部通过ssl加密形式的端口号

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.dsj.com 和 www.dlh.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。

1. 创建项目目录和文件

• 添加本地地址映射

[root@tomcat /usr/local/tomcat]#vim /etc/hosts
......
192.168.8.133 www.dsj.com www.dlh.com

• 创建 dsj 和 dlh 项目目录和文件

[root@tomcat /usr/local/tomcat]#mkdir /usr/local/tomcat/webapps/dsj
[root@tomcat /usr/local/tomcat]#mkdir /usr/local/tomcat/webapps/dlh

[root@tomcat /]#echo "hello,nanjin\!" > /usr/local/tomcat/webapps/dsj/index.jsp
[root@tomcat /]#echo "hello,nanjin\!" > /usr/local/tomcat/webapps/dlh/index.jsp

2. 修改 Tomcat 主配置文件

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml				#搜索/Host name，查看Host及其属性
		</Host>
      <Host name="www.dsj.com"  appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
        <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/dsj" path="" reloadable="true" />
        </Host>
      <Host name="www.dlh.com"  appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
        <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/dlh" path="" reloadable="true" />
        </Host>
        
[root@tomcat /]#/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[root@tomcat /]#sleep 5		
[root@tomcat /]#/usr/local/tomcat/bin/startup.sh	

• 配置文件详解

配置	说明
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	tomcat在webapps文件夹中发现war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	是否开启对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

• 使用火狐浏览器进行访问，验证配置是否成功
  

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。

[ disableUploadT imeout ] ：上传时是否使用超时机制。应设置为true。（解锁开启）

[ connect ionUploadTimeout]：上传超时时间，毕竞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。（具体的机制）

[ 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子处理，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，–般可以减小1/3左右，节省带宽。force：强制执行

[ 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，还有很多的其它参数设置，还可以继续深入的优化

[root@tomcat /]#vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml			
<Connector port="8080" protocol= "HTTP/1.1"
connectionTimeout= "20000"
redirectPort="8443"
#在71行处插入以下内容
minSpareThreads="50" 					#最小空闲线程数为50

enableLookups="false"					#不开启反查域名

disableUploadTimeout="true"				#上传时使用超时机制

acceptCount="300" 						#线程数都被占用时，可传入最大连接请求队列为300

maxThreads="500"						#可创建的最大线程数为500

processorCache="500"					#控制Tomcat内部RequestProcessor的缓存池大小，若超过500，则会创建新的RequestProcessor实例

URIEncoding="UTF-8" 					#使用中文字符集

compression="on"						#开启对响应的数据进行GZIP压缩

compressionMinSize="2048"				#压缩响应最小值，开启则默认2048，只有大于该值时才会对报文进行压缩
										#压缩可支持类型		
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>

#重启
[root@tomcat /]#/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
[root@tomcat /]#/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 

		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"/>

总结

• Tomcat 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。
• 在安装 Tomcat 之前必须先安装JDK。server.xml 为 Tomcat 的主要配置文件，通过配置该文件,可以修改 Tomcat 的启动端口、网站目录、虚拟主机、开启https等重要功能。
• 可以将两个或多个Tomcat server 放到 Nginx 的 upstream 中组成一个负载均衡集群，然后通过 proxy_pass 这种 Web 代理的方式在 location 中设置集群站点，然后再通过 weight 值来分别对 Tomcat server 进行权重的设置。
• 在生产环境中，Tomcat server 的硬件配置可能不尽相同，可以通过修改相应服务器的 weight 值，对配置较高或配置较低的服务器的访问请求进行分配控制。