JVM性能優化（四）提高網站訪問性能之Tomcat優化

一、前言

tomcat 服務器在JavaEE項目中使用率非常高，所以在生產環境對tomcat的優化也變得非常重要了，對於tomcat的優化，主要是從2個方面入手，一是tomcat本身的配置，另一個是tomcat所運行的Jvm虛擬機的調優

二、Tomcat配置優化

2.1 下載安裝tomcat

案例中使用的Tomcat版本是 8.0+ 版本

下載安裝：https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

2.2 配置修改

cd apache-tomcat-8.5.47/conf/ 進入tomcat配置文件夾

vim tomcat-users.xml 需要配置文件，配置tomcat的管理用戶

寫入以下內容：

  <role rolename="manager"/>
  <role rolename="manager-gui"/>
  <role rolename="admin"/>
  <role rolename="admin-gui"/>
  <user username="tomcat" password="tomcat" roles="admin-gui,admin,manager-gui,manager"/>
  
# 保存退出
# 如果是tomcat7，配置了tomcat用戶就可以登錄系統了，但是tomcat8中不行，還需要修改下面一個配置文件，否則訪問不了，提示403

  vim  cd webapps/manager/META-INF/context.xml
<Context antiResourceLocking="false" privileged="true" >
<!--  <Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
         allow="127\.\d+\.\d+\.\d+|::1|0:0:0:0:0:0:0:1" />  -->
  <Manager sessionAttributeValueClassNameFilter="java\.lang\.(?:Boolean|Integer|Long|Number|String)|org\.apache\.catalina\.filters\.CsrfPreventionFilter\$LruCache(?:\$1)?|java\.util\.(?:Linked)?HashMap"/>
</Context>

# 保存退出即可
# 啓動tomcat

2.33 啓動訪問

成功訪問tomcat地址後，點擊 首頁中Server Status，輸入用戶名密碼tomcat/tomcat

進入頁面，我們需要關注的就是其中JVM的列表參數：
Eden Space：年輕代中的Eden區
Survivor Space：年輕代中的Survivor 區
Tenured Gen：老年代-養老區
其中Eden Space、Survivor Space、Tenured Gen屬於堆內存，而下面的三個（Code Cache、Compressed Class Space、Metaspace）屬於非堆內存

Code Cache：代碼緩存區
Compressed Class Space：壓縮類空間
Metaspace：元空間

三、Tomcat優化

3.1 禁用AJP連接

在服務狀態頁面可以看到，默認狀態下回啓用AJP連接，並且佔用8011端口

什麼是AJP呢？
AJP(Apache jServer Protocol)
AJP13協議是面向包的，WEB服務器和Servlet容器通過TCP連接來交互；爲了節省SOCKET創建的昂貴代價，WEB服務器會嘗試維護一個永久TCP容器，並且在多個請求赫爾響應週期過程會重用連接。

web客戶端訪問tomcat服務器上的JSP組件的兩種方式，如下圖所示：

我們一般是使用Nginx+tomcat的架構，所以用不着AJP協議，所以把AJP連接禁用。
修改conf下的Server.xml文件，將AJP服務禁用掉即可。

<Connector port="8011" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

重啓tomcat,查看效果：

可以看到AJP服務已經不存在了

3.2 執行器（線程池）

在tomcat中每一個用戶請求都是一個線程，所以可以使用線程池提高性能
修改conf/server.xml文件：

 <!--將註釋打開-->
    <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
    
 <!--
	參數說明：
	maxThreads：最大併發數，默認設置 200 ，一般建議在 500-1000，根據硬件設施和業務來判斷
	minSpareThreads：Tomcat 初始化時創建的線程數，默認設置 25
	prestartminSpareThreads：在Tomcat初始化的時候就初始化 minSpareThreads 的參數值，如果不等於true ,minSpareThreads 的值就沒啥效果了
	maxQueueSize：最大的等待隊列數，超過則拒絕請求
-->

   <!-- 在Connector中設置 executor 屬性指向上面的執行器 -->
    <Connector executor="tomcatThreadPool" port="8000" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

保存退出，重啓tomcat，查看效果

在頁面中現實最大線程爲 -1 ，這個是正常的，只是顯示的問題，實際使用的指定的值

3.3 tomcat的三種運行模式

tomcat的運行模式有三種：

• bio： 默認的模式，性能非常低下，沒有經過任何優化處理和支持
• nio： (new I/O)，是Java SE 1.4及後續版本提供的一種新的 I/O操作方式（即java.nio包及其子包），java nio是一個基於緩衝區，並能提供非阻塞I/O操作的java API ，因此nio也被看成是 non-blocking I/O的縮寫，它擁有比傳統I/O操作（bio）更好的併發運行性能
• apr： 安裝起來最困難，不過在tomcat8中有最新的nio2，速度更快，建議使用nio2

設置nio2：

<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8000" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

四、性能測試

4.1 使用Apache Jmeter 進行測試

Apache Jmeter 是開源的壓力測試工具，我們藉助此工具進行測試，將測試出tomcat的吞吐量等信息

4.1.1 下載安裝

下載地址：http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

進入bin目錄，找到meter.bat文件，雙擊打開即可啓動。

注意：如果想要效果更好的體現最好使用一個項目demo進行測試

4.1.2 配置

第一步：保存測試用例

第二步：添加線程組，使用線程模擬用戶的併發

1000個線程，每個線程循環10次，也就是tomcat會接收到10000個請求

第三步：添加http請求
這裏我使用的是我的測試項目

第四步：添加請求監控

4.1.3 啓動測試：

其中我們需要關注的就是 聚合報告 的數據

4.2 禁用AJP服務

可以看到，禁用AJP服務後，平均響應時間和吞吐量會有所提升，不過測試不一定準確，需要多測試幾次才能看出來是否有提升。

4.3 設置線程池

通過審覈制線程池，調整線程池相關的參數進行測試tomcat的性能

4.3.1 最大線程數爲500，初始爲50

  <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>

測試結果：

吞吐量爲 5.8/秒，性能有所提升

是否是線程越多，速度越快呢，在實際測試中，並不是線程越多性能越高，單靠提升線程數量是不能一直得到性能提升的。

4.4 設置nio的運行模式

<Connector executor="tomcatThreadPool" port="8000" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

可以看到，平均響應時間有所縮短，吞吐量有所提升，所以從中可以看出，nio2的性能要高於Nio

4.5 調整JVM參數進行優化

4.5.1 設置並行垃圾回收器

修改 bin/catalina.sh

JAVA_OPTS="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -Xms64m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:../logs/gc.log"

可以看到，平均響應時間有所縮短，吞吐量有所提升

五、總結

今天的tomcat性能不知道大家看的怎麼樣，感興趣的小夥伴可以點贊關注一波，有問題的小夥伴可以在下面留言，博主看到了會第一時間回覆大家，謝謝，大家加油~