提高網站訪問效能之Tomcat優化

牧小農的夏天發表於2020-06-09
網站Tomcat優化

一、前言

tomcat 伺服器在JavaEE專案中使用率非常高，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所執行的Jvm虛擬機器的調優

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配置資料夾

vim tomcat-users.xml 需要配置檔案，配置tomcat的管理使用者

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"/>
  
# 儲存退出
# 如果是tomcat7，配置了tomcat使用者就可以登入系統了，但是tomcat8中不行，還需要修改下面一個配置檔案，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>

# 儲存退出即可
# 啟動tomcat

2.33 啟動訪問

成功訪問tomcat地址後，點選 首頁中Server Status，輸入使用者名稱密碼tomcat/tomcat

進入頁面，我們需要關注的就是其中JVM的列表引數：
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屬於堆記憶體，而下面的三個（Code Cache、Compressed Class Space、Metaspace）屬於非堆記憶體

Code Cache：程式碼快取區
Compressed Class Space：壓縮類空間
Metaspace：元空間

三、Tomcat優化

3.1 禁用AJP連線

在服務狀態頁面可以看到，預設狀態下回啟用AJP連線，並且佔用8011埠
在這裡插入圖片描述
什麼是AJP呢？
AJP(Apache jServer Protocol)
AJP13協議是面向包的，WEB伺服器和Servlet容器通過TCP連線來互動；為了節省SOCKET建立的昂貴代價，WEB伺服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線。

web客戶端訪問tomcat伺服器上的JSP元件的兩種方式，如下圖所示：

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

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


重啟tomcat,檢視效果：

可以看到AJP服務已經不存在了

3.2 執行器（執行緒池）

在tomcat中每一個使用者請求都是一個執行緒，所以可以使用執行緒池提高效能
修改conf/server.xml檔案：

 <!--將註釋開啟-->
    <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
    
 <!--
	引數說明：
	maxThreads：最大併發數，預設設定 200 ，一般建議在 500-1000，根據硬體設施和業務來判斷
	minSpareThreads：Tomcat 初始化時建立的執行緒數，預設設定 25
	prestartminSpareThreads：在Tomcat初始化的時候就初始化 minSpareThreads 的引數值，如果不等於true ,minSpareThreads 的值就沒啥效果了
	maxQueueSize：最大的等待佇列數，超過則拒絕請求
-->

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

儲存退出，重啟tomcat，檢視效果

在頁面中現實最大執行緒為 -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的三種執行模式

tomcat的執行模式有三種：

  • bio： 預設的模式，效能非常低下，沒有經過任何優化處理和支援
  • 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）更好的併發執行效能
  • 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

設定nio2：

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

四、效能測試

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的吞吐量等資訊

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檔案，雙擊開啟即可啟動。

注意：如果想要效果更好的體現最好使用一個專案demo進行測試

4.1.2 配置

第一步：儲存測試用例

第二步：新增執行緒組，使用執行緒模擬使用者的併發

1000個執行緒，每個執行緒迴圈10次，也就是tomcat會接收到10000個請求

第三步：新增http請求
這裡我使用的是我的測試專案

第四步：新增請求監控

4.1.3 啟動測試：

其中我們需要關注的就是 聚合報告 的資料

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 設定執行緒池

通過稽核制執行緒池，調整執行緒池相關的引數進行測試tomcat的效能

4.3.1 最大執行緒數為500，初始為50
  <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>

測試結果：

吞吐量為 5.8/秒，效能有所提升

是否是執行緒越多，速度越快呢，在實際測試中，並不是執行緒越多效能越高，單靠提升執行緒數量是不能一直得到效能提升的。

4.4 設定nio的執行模式

<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的效能要高於Nio

4.5 調整JVM引數進行優化

4.5.1 設定並行垃圾回收器

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效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~

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