性能调优之5-Tomcat网络处理线程模型

Posted 2021-03-21 Java架构师进阶手册

下面简单了解下他们工作原理：

Bio(BlockingI/O)：默认工作模式，阻塞式I/O操作，没有任何优化技术处理，性能比较低。
Nio(New I/O orNon-Blocking)：非阻塞式I/O操作，有Bio有更好的并发处理性能。
Apr(ApachePortable Runtime，Apache可移植运行库)：首选工作模式，主要为上层的应用程序提供一个可以跨越多操作系统平台使用的底层支持接口库。
tomcat利用基于Apr库tomcat-native来实现操作系统级别控制，提供一种优化技术和非阻塞式I/O操作，大大提高并发处理能力。但是需要安装apr和tomcat-native库。

工作模式原理涉及到了网络I/O模型知识：
阻塞式I/O模型：应用进程调用recv函数系统调用时，如果等待要操作的数据没有发送到内核缓冲区，应用进程将阻塞，不能接收其他请求。反之，内核recv端缓冲区有数据，内核会把数据复制到用户空间解除阻塞，继续处理下一个请求。（内核空间(缓冲区)—用户空间(系统调用)）

非阻塞式I/O模型：应用进程设置成非阻塞模式，如果要操作的数据没有发送到内核缓冲区，recv系统调用返回一个错误，应用进程利用轮询方式不断检查此操作是否就绪，如果缓冲区中有数据则返回，I/O操作同时不会阻塞应用进程，期间会继续处理新请求。

I/O复用模型：阻塞发生在select/poll的系统调用上，而不是阻塞在实际的I/O系统调用上。能同时处理多个操作，并检查操作是否就绪，select/epoll函数发现有数据就绪后，就通过实际的I/O操作将数据复制到应用进程的缓冲区中。
异步I/O模型：应用进程通知内核开始一个异步I/O操作，并让内核在整个操作（包括数据复制缓冲区）完成后通知应用进程，期间会继续处理新请求。
I/O操作分为两个阶段：第一个阶段等待数据可用，第二个阶段将数据从内核复制到用户空间。

前三种模型的区别：第一阶段阻塞式I/O阻塞在I/O操作上，非阻塞式I/O轮询，I/O复用阻塞在select/poll或epoll上。第二阶段都是一样的。而异步I/O的两个阶段都不会阻塞进程。

Tomcat运行的三种模式如下：

Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器，也是JavaEE开发人员最常用的服务器之一。不过，许多开发人员不知道的是，Tomcat Connector(Tomcat连接器)有bio、nio、apr三种运行模式

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。

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

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]

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