超详细的Tomcat性能监控及调优教程

2020-04-08

作者：破解孤独

来源：
https://www.cnblogs.com/L-Test/p/10611126.html

一、下载地址

https://Tomcat.Apache.org/download-80.cgi

二、安装步骤

将安装包
apache-tomcat-8.5.39.tar.gz 上传至服务器 /usr/local 目录下，再执行如下步骤：

[root@admin local]# cd /usr/local
[root@admin local]# tar -zxvf apache-tomcat-8.5.39.tar.gz // 解压压缩包
[root@admin local]# mv apache-tomcat-8.5.39 tomcat-8.5.39 // 重命名tomcat目录

启动tomcat（JDK已经安装好并配置了环境变量）：

[root@admin local]# cd ./tomcat-8.5.39/bin
[root@admin bin]# ./startup.sh // 启动tomcat

启动成功，如下图：

三、监控

通过以下网址打开tomcat管理页面，默认端口为8080（如果不能打开则关闭服务器防火墙或者开放8080端口）

右侧的 Server Status Manager App 和 Host Manager代表tomcat的管理页面，想要进入这三个页面首先需要配置服务器上tomcat安装目录下的conf/tomcat-users.xml文件，如果不做配置则会返回403页面，如下：

在conf/tomcat-users.xml添加如下配置，再重启tomcat

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

Tomcat8如果在上面配置的基础上，访问时会报403错误，所以需要修改
conf/Catalina/localhost/manager.xml 文件（如果没有的话新建）。配置内容如下：

<Context privileged="true" antiResourceLocking="false"
         docBase="${catalina.home}/webapps/manager">
    <Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve" allow="^.*$" />
</Context>

再次重启tomcat后，就能进入Server Status Manager APP 和 Host Manager这三个页面了。

Server Status

Status-JVM

Free memory：剩余内存；
Total menory：总内存；
Max menory：最大内存；

Status-HTTP

Max threads：最大线程数；
Current thread count：当前线程数；
Current thread busy：当前忙碌线程数；
Max processing time：最大处理时间；
ms Processing time：最短处理时间；
Request count：请求数；
Error count：错误数；
Bytes received：接受字节；
Bytes sent：发送字节；

Manager APP

该页面用来管理Web项目，部署在Tomcat下的项目可以通过该页面来管理，如下：

Host Manager

该页面用于管理主机

四、调优

1、Tomcat的运行模式有三种：

BIO

性能比较低下，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。

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"/>

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，能够大幅度的提高性能。即Apache PortableRuntime，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。

具体安装办法参见这个地址：
https://my.oschina.net/lsw90/blog/181161

Tomcat启动的时候，可以通过log看到Connector使用的是哪一种运行模式：

StartingProtocolHandler ["http-bio-8080"]
StartingProtocolHandler ["http-nio-8080"]
StartingProtocolHandler ["http-apr-8080"]

Tomcat7及以下版本启动启动NIO模式：

修改server.xml里的Connector节点,修改protocol为：
org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol，如下：

修改前：

修改后：

为什么它不直接改成NIO的形式呢？

这个方式是利用了jdk 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)为桥梁实现的，不改成这种优化方式就是为了兼容1.4之前的JAVA项目也能跑起来。

2、线程池（执行器）

Connector节点：

官方文档：
https://tomcat.apache.org/tomcat-8.5-doc/config/http.html

默认的tomcat没有启用线程池，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。这里前台其实有一个调度线程，然后调度线程会放入线程池内，然后到到一定的时候线程池的任务变成工作线程。

开启线程池：

maxThreads配置为500，但显示为-1，查询官方文档发现：

意思是该属性配置处理并发请求的最大线程数，如果不配置默认值是200。如果配置了executor属性，这个属性会被忽略。注意斜体部分提到：如果executor设置了值，使用JMX查看的时候这个值会是-1，这是正常的。

详细参数解释如下：

将原有的Executor标签内容替换成如下内容

<Executor name="tomcatThreadPool" --线程池名
     namePrefix="catalina-exec-"
     maxThreads="500"
     minSpareThreads="30"
     maxIdleTime="60000"
     prestartminSpareThreads = "true"
     maxQueueSize = "100"/>

maxThreads：最大并发数，默认设置 200，一般建议在 500 ~ 800，根据硬件设施和业务来判断
minSpareThreads：Tomcat 初始化时创建的线程数，默认设置 25
maxIdleTime：如果当前线程大于初始化线程，那空闲线程存活的时间，单位毫秒，默认60000=60秒=1分钟。
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
maxQueueSize：最大的等待队列数，超过则拒绝请求

将原有的Connector标签内容替换成如下内容

替换后访问速度肯定会比以前快

protocol：Tomcat 8 设置 nio2 更好：org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol
protocol：Tomcat 6 设置 nio 更好：org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol
protocol：Tomcat 8 设置 APR 性能飞快：org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol
connectionTimeout：Connector接受一个连接后等待的时间(milliseconds)，默认值是60000。
maxConnections：这个值表示最多可以有多少个socket连接到tomcat上
enableLookups：禁用DNS查询
acceptCount：当tomcat起动的线程数达到最大时，接受排队的请求个数，默认值为100。
maxPostSize：设置由容器解析的URL参数的最大长度，-1(小于0)为禁用这个属性，默认为2097152(2M) 请注意， FailedRequestFilter 过滤器可以用来拒绝达到了极限值的请求。
maxHttpHeaderSize：http请求头信息的最大程度，超过此长度的部分不予处理。一般8K。
compression：是否启用GZIP压缩 on为启用（文本数据压缩） off为不启用， force 压缩所有数据
disableUploadTimeout：这个标志允许servlet容器使用一个不同的,通常长在数据上传连接超时。如果不指定,这个属性被设置为true,表示禁用该时间超时。
compressionMinSize：当超过最小数据大小才进行压缩
acceptorThreadCount：用于接受连接的线程数量。增加这个值在多CPU的机器上,尽管你永远不会真正需要超过2。也有很多非维持连接,您可能希望增加这个值。默认值是1。
compressableMimeType：配置想压缩的数据类型
URIEncoding：网站一般采用UTF-8作为默认编码。
processorCache：协议处理器缓存的处理器对象来提高性能。该设置决定多少这些对象的缓存。-1意味着无限的,默认是200。如果不使用Servlet 3.0异步处理,默认是使用一样的maxThreads设置。如果使用Servlet 3.0异步处理,默认是使用大maxThreads和预期的并发请求的最大数量(同步和异步)。
tcpNoDelay：如果设置为true,TCP_NO_DELAY选项将被设置在服务器套接字,而在大多数情况下提高性能。这是默认设置为true。
connectionLinger：秒数在这个连接器将持续使用的套接字时关闭。默认值是 -1,禁用socket 延迟时间。
server：隐藏Tomcat版本信息，首先隐藏HTTP头中的版本信息

Executor节点：

官方文档：
https://tomcat.apache.org/tomcat-8.5-doc/config/executor.html

五、AJP协议

Tomcat最主要的功能是提供Servlet/JSP容器，尽管它也可以作为独立的Java Web服务器，但它对静态资源（如HTML文件或图像文件）的处理速度，以及提供的Web服务器管理功能方面都不如其他专业的HTTP服务器，如IIS和Apache服务器。因此在实际应用中，常常把Tomcat与其他HTTP服务器集成。对于不支持Servlet/JSP的HTTP服务器，可以通过Tomcat服务器来运行Servlet/JSP组件。

Tomcat服务器通过Connector连接器组件与客户程序建立连接，Connector组件负责接收客户的请求，以及把Tomcat服务器的响应结果发送给客户。默认情况下，Tomcat在server.xml中配置了两种连接器：

第一个连接器监听8080端口，负责建立HTTP连接。在通过浏览器访问Tomcat服务器的Web应用时，使用的就是这个连接器。
第二个连接器监听8009端口，负责和其他的HTTP服务器建立连接。在把Tomcat与其他HTTP服务器集成时，就需要用到这个连接器。

在实际应用中，如果网站的访问量非常大，为了提高访问速度，可以将多个Tomcat服务器与Apache集成，让它们共同分担运行Servlet/JSP组件的任务。JK插件的loadbalancer（负载平衡器）负责根据在workers.properties文件中预先配置的lbfactor（负载平衡因数）为这些Tomcat服务器分配工作负荷，实现负载平衡。那么，Apache和Tomcat结合的时候，会有如下现象：

Apache会拦截所有请求，将servlet和JSP（.jsp结尾）请求通过AJP交给Tomcat处理，然后再把结果拿到Apache然后返回；
Apache将静态资源的访问，（类似html/css/jpg等类型的文件）自己直接处理不交给Tomcat，直接返回；
Apache和Tomcat结合之后，Tomcat的HTTP Connector永远不会被用到了，而是用AJP Connector；