tomcat 运行模式介绍

Tomcat Connector(Tomcat 连接器) 有 bio、nio、apr 三种运行模式，那么这三种运行模式有什么区别呢，我们又如何修改 Tomcat Connector 的运行模式来提高 Tomcat 的运行性能呢？

bio 模式

bio(blocking I/O)，顾名思义，即阻塞式 I/O 操作，表示 Tomcat 使用的是传统的 Java I/O 操作 (即 java.io 包及其子包)。Tomcat 在默认情况下，就是以 bio 模式运行的。遗憾的是，就一般而言，bio 模式是三种运行模式中性能最低的一种。我们可以通过 Tomcat Manager 来查看服务器的当前状态。

 

1. [root@web conf]# cd /data/node1/conf/tomcat-users.xml

2. [root@web conf]# vim tomcat-users.xml #添加进去两行代码，也就是新创建一个账号和密码。

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

1. 添加之后，然后保存退出此文件。想让配置文件生效，需要重启下 tomcat。

2. [root@web conf]# /data/node1/bin/shutdown.sh [root@web conf]# /data/node1/bin/startup.sh

 

点击 Server Status 查看下状态：

nio 模式

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。要让 Tomcat 以 nio 模式来运行也比较简单，我们只需要在 Tomcat 安装目录 / conf/server.xml 文件中将如下配置：

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

 

其中的 protocol 属性值改为 org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol 即可：

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

 

此时，我们就可以在 Tomcat Manager 中看到当前服务器状态页面的 HTTP 协议的 Connector 运行模式已经从 http-bio-8080 变成了 http-nio-8080。

apr 模式

apr(Apache Portable Runtime/Apache 可移植运行时)，是 Apache HTTP 服务器的支持库。你可以简单地理解为，Tomcat 将以 JNI 的形式调用 Apache HTTP 服务器的核心动态链接库来处理文件读取或网络传输操作，从而大大地提高 Tomcat 对静态文件的处理性能。

 

 Tomcat apr 也是在 Tomcat 上运行高并发应用的首选模式。如果我们的 Tomcat 不是在 apr 模式下运行，在启动 Tomcat 的时候，我们可以在日志信息中看到类似如下信息：

org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init 信息: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: xxx/xxx(这里是路径信息)

 

Tomcat apr 运行模式的配置是三种运行模式之中相对比较麻烦的一种。据官方文档所述，Tomcat apr 需要以下三个组件的支持：

• APR library[APR 库] JNI wrappers for APR used by Tomcat (libtcnative)[简单地说，如果是在 Windows 操作系统上，就是一个名为 tcnative-1.dll 的动态链接库文件]

• OpenSSL libraries[OpenSSL 库] 此外，与配置 nio 运行模式一样，也需要将对应的 Connector 节点的 protocol 属性值改为org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol。 不过，上述繁琐的操作都是 Tomcat 7.0.30 之前的版本才需要这样配置，从 Tomcat 7.0.30 版本开始，Tomcat 已经自带了 tcnative-1.dll 等文件，并且默认就是在 Tomcat apr 模式下运行，因此我们只需要下载最新版本的 Tomcat 直接使用即可。

 

默认情况下是 bio 模式，介绍下怎么更换成 apr 模式：

[root@web]#yum install -y apr apr-util apr-devel[root@web]# cd /data/node1/bin[root@web bin]# tar -zxvf tomcat-native.tar.gz[root@web bin]# cd tomcat-native-1.1.32-src/jni/native/[root@web native]# ./configure --with-apr=/usr/bin/apr-1-config --with-ssl=/usr/include/openssl/[root@web native]# make && make installtomcat和apr库整合，需要修改shell脚本文件catalina.sh [root@web node1]# vim /data/node1/bin/catalina.sh +99JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:PermSize=512m -XX:MaxPermSize=512m -XX:+DisableExplicitGC"  cygwin=falsedarwin=falseCATALINA_OPTS="-Djava.library.path=/usr/local/apr/lib"os400=false

 

保存退出，重启 tomcat。看 tomcat 启动输出日志信息：

信息: Deploying web application directory /data/node1/webapps/host-manager 四月 10, 2018 16:42:19 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory 信息: Deployment of web application directory /data/node1/webapps/host-manager has finished in 156 ms 四月 10, 2018 16:42:19 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory 信息: Deploying web application directory /data/node1/webapps/examples 四月 10, 2018 16:42:19 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory 信息: Deployment of web application directory /data/node1/webapps/examples has finished in 1,490 ms 四月 10, 2018 16:42:19 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocol start信息: Starting ProtocolHandler ["http-apr-8080"] 四月 10, 2018 16:42:19 下午 org.apache.catalina.startup.Catalina start信息: Server startup in 25191 ms

 

出现了 ["http-apr-8080"] 字段，说明现在 tomcat 已经是 apr 模式。

 

Tomcat 安全和性能优化

 

内存优化

修改内存等 JVM 相关配置

 

Linux 下修改 TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh，在其中加入，可以放在 CLASSPATH = 下面：

JAVA_OPTS="-server -XX:PermSize=512M -XX:MaxPermSize=1024m -Xms2048m -Xmx2048m"  

 

windows 下修改 TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat，在其中加入，可以放在 set CLASSPATH = 下面：

set JAVA_OPTS=-server -XX:PermSize=512M -XX:MaxPermSize=1024m -Xms2048m -Xmx2048m  

 

这些参数在我们学习 JVM 部分文章时已经都认识过了，不过这里还是简单介绍下：

-server：启用 JDK的 server 版本；-Xms：Java虚拟机初始化时堆的最小内存，一般与 Xmx配置为相同值，这样的好处是GC不必再为扩展内存空间而消耗性能；-Xmx：Java虚拟机可使用堆的最大内存；-XX:PermSize：Java虚拟机永久代大小；-XX:MaxPermSize：Java虚拟机永久代大小最大值；

 

除了这些参数外您还可以根据具体需要配置其他参数，参数的配置可以参考 JVM 参数的配置。

 

配置优化

 

我们知道 TOMCAT_HOME/conf/server.xml 可以配置端口，虚拟路径等等 Tomcat 相关主要配置。

 

1) Connector 优化

 

Connector 是连接器，负责接收客户的请求，以及向客户端回送响应的消息。所以 Connector 的优化是重要部分。默认情况下 Tomcat 只支持 200 线程访问，超过这个数量的连接将被等待甚至超时放弃，所以我们需要提高这方面的处理能力。

 

修改这部分配置需要修改 TOMCAT_HOME/conf/server.xml，打开 server.xml 找到 Connector 标签项，默认配置如下：

Xml代码    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"            connectionTimeout="20000"            redirectPort="8443" />  

 

其中 port 代表服务接口；protocol 代表协议类型；connectionTimeout 代表连接超时时间，单位为毫秒；redirectPort 代表安全通信（https）转发端口，一般配置成 443。

 

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（https://tomcat.apache.org/tomcat-8.0-doc/config/http.html ），非常多，所以本文就只介绍些常用的。

 

我们将 Connector 配置修改为如下：

    <Connector port="8080"                  protocol="HTTP/1.1"              maxThreads="1000"                  minSpareThreads="100"              acceptCount="1000"                 maxConnections="1000"             connectionTimeout="20000"              maxHttpHeaderSize="8192"                 tcpNoDelay="true"                 redirectPort="8443"         enableLookups="false"                 URIEncoding="UTF-8" />  

• port：代表 Tomcat 监听端口，也就是网站的访问端口，默认为 8080，可以根据需要改成其他。 -protocol：协议类型，可选类型有四种，分别为 BIO（阻塞型 IO），NIO，NIO2 和 APR。

BIO：BIO(Blocking I/O)，顾名思义，即阻塞式 I/O 操作，表示 Tomcat 使用的是传统的 Java I/O 操作 (即 java.io 包及其子包)。Tomcat 在默认情况下，是以 bio 模式运行的。遗憾的是，就一般而言，bio 模式是三种运行模式中性能最低的一种。BIO 配置采用默认即可。 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。要让 Tomcat 以 nio 模式来运行也比较简单，我们只需要 protocol 类型修改为：

  //NIO   protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"       //NIO2   protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"    即可。

 

2) 线程池

 

Executor 代表了一个线程池，可以在 Tomcat 组件之间共享。使用线程池的好处在于减少了创建销毁线程的相关消耗，而且可以提高线程的使用效率。

要想使用线程池，首先需要在 Service 标签中配置 Executor，如下：

<Service name="Catalina">  <Executor name="tomcatThreadPool"           namePrefix="catalina-exec-"          maxThreads="1000"            minSpareThreads="100"           maxIdleTime="60000"          maxQueueSize="Integer.MAX_VALUE"          prestartminSpareThreads="false"           threadPriority="5"           className="org.apache.catalina.core.StandardThreadExecutor"/>   ....    

其中，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：池中最大线程数。minSpareThreads：活跃线程数，也就是核心池线程数，这些线程不会被销毁，会一直存在。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：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：启动线程池时是否启动 minSpareThreads部分线程。默认值为false，即不启动。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。

 

线程池配置完成后需要在 Connector 中指定：

<Connector executor="tomcatThreadPool"  ...  

 

3) Listener 配置

 

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" />  

 

 

 缓存优化

 

参数说明

 

　　compression 打开压缩功能  　　compressionMinSize 启用压缩的输出内容大小，这里面默认为2KB  　　compressableMimeType 压缩类型  　　connectionTimeout 定义建立客户连接超时的时间. 如果为 -1, 表示不限制建立客户连接的时间 <Connector port="9027"　　........... 　　compression="on"　　compressionMinSize="2048"connectionTimeout="20000"compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"................ 　　/>

 

大家通过以上我们队 tomcat 的有效配置，包括 (从内存，运行模式、并发、缓存 4 个方面) 优化。能让自己的项目稳定的服务于客户，达到我们理想的运行效果。