必须要掌握的开源Web应用服务器—Tomcat服务部署和优化
Posted 码海小虾米_
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了必须要掌握的开源Web应用服务器—Tomcat服务部署和优化相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
Tomcat服务部署和优化
一、Tomcat介绍
1.1 什么是Tomcat
Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。一般来说，Tomcat虽然和Apache或者nginx这些Web服务器一样，具有处理html页面的功能，然而由于其处理静态HTML的能力远不及Apache或者Nginx，所以Tomcat通常是作为一个Servlet和JSP容器，单独运行在后端。
官方网站：https://tomcat.apache.org/
1.2 Tomcat的构成组件
Tomcat 由一系列的组件构成，其中核心的组件有三个：
（1）Web 容器：完成 Web 服务器的功能。
（2）Servlet 容器：名字为 catalina，用于处理 Servlet 代码。
（3）JSP 容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码。
1.2.1 Java Servlet 介绍
是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。使用Servlet，可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。与CGI（公共网关接口）功能相类似。
1.2.1 JSP介绍
JSP全称Java Server Pages，是一种动态网页开发技术。它使用JSP标签在HTML网页中插入Java代码。标签通常以<%开头,以%>结束。
JSP是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。
JSP通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源，然后动态地创建网页。
1.3 Tomcat顶层架构
- 1、Tomcat中最顶层的容器是Server，代表着整个服务器，一个Server可以包含至少一个Service，用于具体提供服务。
- 2、Service主要包含两个部分:Connector和Container。Tomcat的心脏就是这两个组件，这两个组件的作用:Connector用于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request和Response相关的转化; Conta iner用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。
- 3、一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container,但是可以有多个Connectors，因为一个服务可以有多个连接，如同时提供Http和Https链接，也可以提供向相同协议不同端口的连接。
- 4、多个Connector和一个Container就形成了一个Service，有了Service就可以对外提供服务了，但是Service还要一个生存的环境，必须要有人能够给它生命、掌握其生死大权，那就非Server莫属了!所以整个Tomcat的生命周期由Server控制。另外，上述的包含关系或者说是父子关系，都可以在tomcat的conf目录下的server .xml配置文件中看出。
- 5、server.xm1中定义<Server port=“8005” shutdown=“SHUTDOWN”>这会让Tomcat6启动一个server实例(即一个JVM)，它监听在8005端口以接收“SHUTDOWN”命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。各Server的定义不能使用同一个端口，这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例，必须配置它们使用不同的端口。
1.3.1 四个子容器的作用分别是:
-
(1) Engine: 引擎，用来管理多个站点，一个Service最多只能有一个Engine;
-
(2) Host:代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点;
-
(3) Context:代表一个应用程序，对应着平时开发的一套程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件;
-
(4) Wrapper: 每一Wrapper封装着 一个Servlet;
1.4 Tomcat请求过程
- 用户在浏览器中输入该网址，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得;
- Connector把该请求交给它所在的Service的Engine (Container) 来处理，并等待Engine的回应;
- Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host;
- Engine匹配到名为localhost的Host(即使匹配不到也把请求交给该Host处理，因为该Host被定义为该Engine的默认主机)，名为localhostHost获得请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的所有Context。Host匹配到路径为/test的Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名为“”的Context去处理);
- path="/test"的Context获得请求/ index. jsp，在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context 匹配到URLPattern为* .jsp的Servlet，对应于JspServlet类;
- 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等
- Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host; .
- Host把HttpServletResponse对象返回给Engine;
- Engine把HttpServletResponse对象返回Connector;
- Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser
二、Tomcat服务部署
2.1 Tomcat服务部署的步骤（理论）
在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境。
1.关闭防火墙，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
2.安装JDK
cd /opt
rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
java -version #可以查看到java的版本："1.8.0_131"是默认自带的
3.设置JDK环境变量
vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
source /etc/profile.d/java.sh
java -version
补充：
CLASSPATH：编译、运行Java程序时，JRE会去该变量指定的路径中搜索所需的类（.class）文件。
dt.jar：是关于运行环境的类库，主要是 swing 的包。
tools.jar：主要是一些jdk工具的类库，包括javac,java,javap，javadoc等。
JDK ：java development kit （java开发工具）
JRE ：java runtime environment （java运行时环境）
JVM ：java virtuak machine （java虚拟机），使java程序可以在多种平台上运行class文件。
写一个简单的java程序测试JDK是否搭建成功
vim hello.java
public class hello {
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello world!");
}
}
javac hello.java #对文件进行编译
java hello #运行java程序
4.安装启动Tomcat
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##启动tomcat ##
#后台启动
/usr/ local/ tomcat/bin/startup.sh
或
/usr/ local /tomcat/bin/catalina.sh start
#前台启动
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run
或
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -natp | grep 8080 #查看8080端口是否开启
浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.80.200:8080
5.优化tomcat启动速度
第一次启动查看日志会发现 Tomcat 启动很慢，默认情况下可能会需要几十秒，可以修改jdk参数进行改。
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ll /usr/local/tomcat/
主要目录说明
●bin ：存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，比较常用的是 catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh 三个文件
●conf ：存放 Tomcat 服务器的各种配置文件，比较常用的是server.xml、context.xml、tomcat-users.xml、web.xml 四个文件。
●lib ：存放 Tomcat服务器的 jar 包，一般不作任何改动，除非连接第三方服务，比如 redis，那就需要添加相对应的 jar 包
●logs ：存放Tomcat 日志
●temp ：存放 Tomcat 运行时产生的文件
●webapps ：存放项目资源的目录
●work ：Tomcat工作目录，一般清除 Tomcat 缓存的时候会使用到
2.1 Tomcat服务部署的具体实验步骤（实操）
第一步：放入相关安装包到/opt目录下
第二步：关闭防火墙和selinux
第三步：安装JDK
第四步：设置JDK环境变量
1）创建java.sh 脚本
2）执行脚本文件，查看版本
第五步：编写一个java程序进行测试
1）编写helloworld程序
2）使用javac进行编译
第六步：安装启动Tomcat
1）解压tomcat程序
2）将解压后的文件移至/urs/local命令下并改名为tomcat
3）启动Tomcat
4）关闭tomcat
第七步：浏览器访问测试
第八步：优化tomcat启动速度
/dev/urandom是/dev/random的非阻塞版本，即当熵池中没有可取的随机数时，读取/dev/urandom设备仍然会返回一个随机数，只是该随机数的安全性理论上不高。如果应用对安全性要求很高，那么应该使用/dev/random。
三、Tomcat服务优化
3.1 Tomcat 虚拟主机配置
1）Tomcat 虚拟主机配置的步骤（理论）
使用环境：很多时候公司会有多个项目需要运行，那么肯定不可能是一台服务器上运行多个Tomcat服务，这样会消耗太多的系统资源。此时，就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。例如现在新增两个域名 www.kgc.com 和 bbs.benet.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。
1.创建 kgc 和 benet 项目目录和文件
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/kgc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
echo "This is kgc page\\!" > /usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\\!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp
2.修改 Tomcat 主配置文件
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
<Host name="www.kgc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kgc" path="" reloadable="true" />
</Host>
<Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true" />
</Host>
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
Host name ：主机名
appBase ：Tomcat程序工作目录，相对路径为webapps，绝对路径为/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs ：是否解压war包
autoDeploy ：指示Tomcat运行时，如有新的WEB应用是否允许自动部署
xmlValidation ：是否验证xml文件执行有效性检验的标志
xmlNamespaceAware ：是否启用xml命名空间，设置该值与xmlValidation为true，表示对web.xml文件执行有效性检验
appBase ：WEB应用的目录
path ：设置访问的URI为WEB应用的根目录
reloadable ：是否在程序有改动时重新载入
3.客户端浏览器访问验证
echo "192.168.80.200 www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts
浏览器访问 http://www.kgc.top:8080 页面显示This is kgc page!
浏览器访问 http://www.benet.top:8080 页面显示This is benet page!
2）Tomcat 虚拟主机配置的具体实验步骤（实操）
第一步：创建kgc和benet项目目录和文件
第二步：修改tomcat主配置文件
第三步：重启tomcat服务
第四步：在hosts文件内添加域名和IP
第五步：浏览器中进行访问测试
3.2 Tomcat 配置参数优化
Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境，它可能会频繁出现假死现象需要重启，只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面，分别为操作系统优化（内核参数优化），Tomcat配置文件参数优化，Java虚拟机（JVM）调优。
常用的优化相关参数如下：
| 参数 | 解释 |
|---|---|
| 【maxThreads】 | Tomcat 使用线程来处理接收的每个请求，这个值表示 Tomcat 可创建的最大的线程数，默认值是 200。 |
| 【minSpareThreads】 | 最小空闲线程数，Tomcat 启动时的初始化的线程数，表示即使没有人使用也开这么多空线程等待，默认值是 10。 |
| 【maxSpareThreads】 | 最大备用线程数，一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。默认值是-1（无限制）。一般不需要指定。 |
| 【URIEncoding】 | 指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，语言编码格式这块倒不如其它 Web服务器软件配置方便，需要分别指定。 |
| 【connnectionTimeout】 | 网络连接超时，单位：毫秒，设置为 0 表示永不超时，这样设置有隐患的。通常默认 20000 毫秒就可以。 |
| 【enableLookups】 | 是否反查域名，以返回远程主机的主机名，取值为：true 或 false，如果设置为 false，则直接返回 IP 地址，为了提高处理能力，应设置为 false。 |
| 【disableUploadTimeout】 | 上传时是否使用超时机制。应设置为 true。 |
| 【connectionUploadTimeout】 | 上传超时时间，毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间，这个根据你自己的业务需要自己调，以使Servlet有较长的时间来完成它的执行，需要与上一个参数一起配合使用才会生效。 |
| 【acceptCount】 | 指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可传入连接请求的最大队列长度，超过这个数的请求将不予处理，默认为 100 个。 |
| 【compression】 | 是否对响应的数据进行GZIP压缩，off：表示禁止压缩；on：表示允许压缩（文本将被压缩）、force：表示所有情况下都进行压缩，默认值为 off，压缩数据后可以有效的减少页面的大小，一般可以减小 1/3 左右，节省带宽。 |
| 【compressionMinSize】 | 表示压缩响应的最小值，只有当响应报文大小大于这个值的时候才会对报文进行压缩，如果开启了压缩功能，默认值就是 2048。 |
| 【compressableMimeType】 | 压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩。 |
| 【noCompressionUserAgents=“gozilla, traviata”】 | 对于以下的浏览器，不启用压缩 |
以上是一些常用的配置参数，还有好多其它的参数设置，还可以继续深入的优化，HTTP Connector 与 AJP Connector 的参数属性值，可以参考官方文档的详细说明进行学习。
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
--71行--插入（上面的内容仅供参考位置）
minSpareThreads="50"
enableLookups="false"
disableUploadTimeout="true"
acceptCount="300"
maxThreads="500"
processorCache="500"
URIEncoding="UTF-8"
compression="on"
compressionMinSize="2048"
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>
实际配置截图：
以上是关于必须要掌握的开源Web应用服务器—Tomcat服务部署和优化的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章