自2017年11月编程语言排行榜Java占比13%，高居榜首，Tomcat也一度成为Java，开发人员的首选。其开源、占用系统资源少、跨平台等特性被深受喜爱。本章主要学习如何部署Tomcat服务，根据生产环境实现多个虚拟主机的配置，最后的重点是进行压测，根据压测结果如何优化Tomcat服务及常见的内存溢出如何处理。

一、Tomcat介绍

1、Tomcat概述

Tomcat是一款免费、开放源代码的Web应用服务器，是Apache软件基金会的一个核心开源项目，属于轻量级应用服务器。

Apache：Apache软件基金会（也就是Apache Software Foundation，简称为ASF），是专门为支持开源软件项目而办的一个非盈利性组织，官网为：https://tomcat.apache.org/

2、Tomcat核心组件

通常意义上的Web服务器接受请求后，只是单纯地响应静态资源，如html文件，图片文件等，不能在后端进行一定的处理操作。Tomcat是Apache下的一个子项目，它具备Web服务器的所有功能（WEB容器嵌入Servlet动态请求），不仅可以监听接受请求并响应静态资源，而且可以在后端运行特定规范的Java代码Servlet，同时将执行的结果以HTML代码的形式写回客户端。

3、Tomcat的组件构成

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HTTPHTTPS请求的接受和响应。

（2）Servlet容器：由名称为catalina的脚本来处理Servlet代码(具体的一个任务，从数据库中拿取数据给与前端)。

（3）JSP容器：用于将JSP动态网页翻译成Servlet代码index.htmlindex.phpindex.jsp。

4、使用Tomcat前提条件

（1）运维：web

（2）JAVA后端：后端主要是对于业务的控制和处理，比如访问数据库，进行数据更新查看修改等等。

（3） JAVA前端：前端主要是指jsp，页面显示给用户的，前端技术的话比如ajax，javascript，EL这些技术。

二、Tomcat介绍

1、Tomcat核心组件

（1）Web容器

负责WEB服务的TCP/IP、HTTP等协议响应、处理（nginx处理静态页面的应用交互）

（2）JSP容器（JAVAScriptspage）

Tomcat中做为JAVA前端展示的一个组件index.jsp，因为index.jsp<html/html>标签，标签中会嵌套了很多JAVA代码，书写形式是,<%开头以%>，是一种servlet（java后端逻辑业务的任务）。

JSP（全称：JavaServerPages）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Javaservlet，主要用于实现Javaweb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。JSP容器内提供了多个以index.jsp为结尾的JAVA前端页面展示,而index.jsp中由很多HTML标签，HTML标签中会嵌套很多JAVA代码，这些JAVA代码，最终会被翻译为Servlet代码，（而本身JSP容器不具备解析与分析代码的功能，所以会给交给Servlet容器）。

（3）Servlet容器

Servlet翻译index.jsp中这些java代码，执行一些servlet任务操作，比如数据库交互、加密、支付宝、人脸识别，处理完后，将这些数据返回给JSP，通过jsp中的index.jsp展示出来（JAVA）。动态交互处理，会将JSP传递过来的代码翻译为Servlet，由catalina脚本帮忙处理的servlet代码，主要处理后端逻辑业务（比如与数据库交互、加密、支付宝、人脸识别等），catalina实际处理的是Servlet代码，而Servlet代码是由Java编写的。

2、Tomcat处理请求过程

（1）用户点击网页内容，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote（Tomcat 连接器框架/基础环境） HTTP/1.1 Connector（连接器，用于对接请求）获得。

（2）接受请求之后交给container（容器）中的engine进行处理，engine（引擎）是做为容器运行的动力核心。

（3）基于引擎支撑，容器中会跑很多host虚拟主机/项目，这些虚拟主机中也会有很多context（当前程序所处的环境），此处的context功能可以理解为：将JAVA前端和JAVA后端连接的展示的枢纽。

（4） Servlet处理完后会返回给context。

（5）context返回给engine引擎。

（6）engine返回给端口。

（7）端口最后将页面展现给用户。

三、tomcat部署

1、关闭防火墙，将安装Tomcat所需软件包上传到/opt目录下

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service

[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld.service

[root@localhost ~]# setenforce 0

[root@localhost ~]# cd /opt

[root@localhost opt]# ls

apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  jdk-8u201-linux-x64.rpm

2、安装jdk，并设置jdk环境变量

[root@localhost opt]# rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

[root@localhost opt]# java -version     #查看当前系统环境下java版本

openjdk version "1.8.0_181"

OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_181-b13)

OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.181-b13, mixed mode)

[root@localhost opt]# vim /etc/profile.d/java.sh     #编辑环境变量

export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64 #定义JAVA_HOME变量的路径

export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar #指定CLASSPATH变量的路径

export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH #将JAVA的bin目录加入到PATH变量

注释：

CLASSPATH：编译、运行Java程序时（tomcat），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。

[root@localhost opt]# source /etc/profile.d/java.sh #加载生效

[root@localhost opt]# java -version #查看版本

java version "1.8.0_201"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_201-b09)

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.201-b09, mixed mode)

3、查看jdk环境是否成功

编辑一个简单的java脚本

[root@localhost opt]# vim Hello.java

public class Hello {

  public static void main(String[] args){

    System.out.println("Hello World!");

  }

}

[root@localhost opt]# javac Hello.java     #(javac 基础命令，用于编译，用于将java--》class)

[root@localhost opt]# java Hello    #启动脚本

Hello World!

4、安装启动Tomcat

（1）解压apache-tomcat软件包

[root@localhost ~]# cd /opt

[root@localhost opt]# tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

[root@localhost opt]# mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

（2）查看目录

[root@localhost opt]# cd /usr/local/tomcat/ && ls

主要目录说明：

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
conf/server.xml	Tomcat的主配置文件，包含Service,Connector,Engine,Realm,Valve,Hosts主组件的相关配置信息
conf/context.xml	所有host的默认配置信息
conf/tomcat-user.xmlm	Realm认证时用到的相关角色、用户和密码等信息；Tomcat自带的manager默认情况下会用到此文件；在Tomcat中添加、删除用户，为用户指定角色等将通过编辑此文件实现
conf/web.xml	遵循Servlet规范标准的配置文件，用于配置Servlet，并为所有的Web应用程序提供包括MIME映射等默认配置信息
lib	存放Tomcat运行需要的库文件的jar包，一般不做任何改动，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执行时的日志
temp	存放Tomcat运行时产生的文件
webapps	存放Tomcat的主要Web项目资源的目录
work	Tomcat工作目录，存放jsp编译后产生的class文件，一般清除Tomcat缓存的时候会使用到
src	存放Tomcat的源代码
doc	存放Tomcat文档

（3）优化管理

[root@localhost opt]# ln -s /usr/local/tomcat/bin/startup.sh /usr/local/bin/     #启动

[root@localhost opt]# ln -s /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh /usr/local/bin/     #关闭

（4）开启服务

[root@localhost tomcat]# startup.sh

Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat

Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat

Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp

Using JRE_HOME:        /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64

Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar

Tomcat started.

[root@localhost tomcat]# netstat -natp | grep  8080

tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      76734/java

（5）查看网页

此时使用浏览器访问Tomcat的主页http://192.168.32.128:8080

（6）优化 Tomcat 启动速度

生产环境中第一次启动tomcat可能会发现tomcat启动很慢，默认情况下可能需要几十秒，此时可以修改jdk参数进行优化。

[root@localhost ~]# vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security

securerandom.source=file:/dev/urandom    #修改第117行，/dev/random和/dev/urandom都是伪终端，但是/dev/urandom提供的数据流更快。

（7）JRE默认使用 /dev/random作为随机数来源，当熵池大小不够的时候，random会很慢，造成随机数生成调用阻塞。

（8）熵池（安全方向，随机值）

概念：linux是根据系统的熵池来产生随机数的。熵池就是系统当前的环境噪音,环境噪音的来源很多，键盘的输入、鼠标的移动、内存的使用、文件的使用量、进程数量等等。当系统的熵不够大的时候，则系统产生的随机数随机效果就不是很好，也就是说更容易被人猜测出来。

（9）重启tomcat

[root@localhost ~]# shutdown.sh

[root@localhost ~]# startup.sh

[root@localhost ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml     #主配置文件

  <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"

               connectionTimeout="20000"     #毫秒

               redirectPort="8443" />     #SSL重定向/映射443（https）

四、Tomcat虚拟主机配置

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.qaz.com和www.mlp.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。（tomcat作为web服务器）

1、创建qaz和mlp项目目录和文件

（1）添加地址映射

[root@localhost ~]# vim /etc/hosts

192.168.32.128 www.qaz.com www.mlp.com

（2）创建对应的目录和文件

[root@localhost ~]# mkdir /usr/local/tomcat/webapps/qaz

[root@localhost ~]# mkdir /usr/local/tomcat/webapps/mlp

[root@localhost ~]# echo "this is qaz page!" > /usr/local/tomcat/webapps/qaz/index.jsp

[root@localhost ~]# echo "this is mlp page!" > /usr/local/tomcat/webapps/mlp/index.jsp

2、修改Tomcat主配置文件

[root@localhost ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml      #查看Host(虚拟主机)及其属性

      </Host>

      <Host name="www.qaz.com"  appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">

   <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/qaz" path="" reloadable="true" />

       </Host>

       <Host name="www.mlp.com"  appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">

   <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/mlp" path="" reloadable="true" />

       </Host>

配置详解说明：

配置	说明
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	tomcat在webapps文件夹中发现war包文件时，是否自动将其解压
autoDeploy	设为true，则web.xml发生变化时，tomcat自动重新部署程序。实现这个功能必需允许后台处理
xmlValidation	是否开启对XML文件的验证
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
docBase	WEB应用的目录（本地路径）
path	设置访问的URI为WEB应用的根目录(URL路径),""表示默认，加载系统中自带的类（class文件）
reloadable	是否在程序有改动时重新载入

[root@localhost ~]# shutdown.sh      #关闭

[root@localhost ~]# startup.sh      #开启

3、客户端浏览器访问验证

（1）浏览器访问 http://www.qaz.com:8080 页面显示 this is qaz page!

（2）浏览器访问 http://www.mlp.com:8080 页面显示 this is mlp page!

五、Tomcat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。

1、Tomcat配置文件参数优化

常用的优化相关参数如下：

优化参数	功能
redirectPort	如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的端口。
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，即支持的最大并发连接数，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。

2、Tomcat配置文件配置

[root@localhost ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml

    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"

               connectionTimeout="20000"

               redirectPort="8443"

               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/c

ss,text/plain,image/gif,image/jpg,image/png" />

[root@localhost ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh

[root@localhost ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

六、实现动静分离集群

一个企业内部最基础的架构组成需要一个处理静态Web服务的页面，一个动态Web服务的页面和数据库，而我们实现了在Linux平台上，实现了Nginx + PHP 实现动静分离，而实际生产中往往一台nginx 需要“对应”多个动态处理的服务（及tomcat），所以如何将前端接收到的动态请求转交给后端多个tomcat处理。

1、部署环境

主机	操作系统	IP地址	主要软件
Nginx服务器	CentOS 7.4 x86_64	192.168.32.128	nginx-1.12.2.tar.gz
Tomcat服务器1	CentOS 7.4 x86_64	192.168.32.130	①apache-tomcat-9.0.16.tar.gz / ②jdk-8u201-linux-x64.rpm
Tomcat服务器2	CentOS 7.4 x86_64	192.168.32.134	①apache-tomcat-9.0.16.tar.gz / ② jdk-8u201-linux-x64.rpm

2、配置一台Nginx服务器步骤

（1）关闭防火墙

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld.service

[root@localhost ~]# systemctl disable firewalld.service

[root@localhost ~]# setenforce 0

（2）安装依赖包

[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

（3）编译安装Nginx

[root@localhost ~]# cd /opt

[root@localhost opt]# rz -E

[root@localhost opt]# tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz -C /opt/

[root@localhost opt]# cd /opt/nginx-1.12.2/

[root@localhost nginx-1.12.2]# ./configure \\

> --prefix=/usr/local/nginx \\

> --user=nginx \\

> --group=nginx \\

> --with-http_stub_status_module

[root@localhost nginx-1.12.2]# make && make install

[root@localhost nginx-1.12.2]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/* /usr/local/sbin/

[root@localhost nginx-1.12.2]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx

（4）添加Nginx系统服务

[root@localhost nginx-1.12.2]# vim /lib/systemd/system/nginx.service

[Unit]

Description=nginx

After=network.target

[Service]

Type=forking

PIDFile =/usr/local/nginx/logs/nginx.pid

ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx

ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID

ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID

PrivateTmp=true

[Install]

WantedBy=multi-user.target

[root@localhost nginx-1.12.2]# chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service

[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl start nginx.service

[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl enable nginx.service

3、配置2台Tomcat服务器步骤

（1）解压apache-tomcat软件包

[root@localhost ~]# cd /opt

[root@localhost opt]# tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

[root@localhost opt]# mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

（2）开启服务

[root@localhost opt]# cd /usr/local/tomcat/

[root@localhost tomcat]# ln -s /usr/local/tomcat/bin/startup.sh /usr/local/bin/

[root@localhost tomcat]# ln -s /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh /usr/local/bin/

[root@localhost tomcat]# startup.sh

[root@localhost tomcat]# netstat -natp | grep  8080

（3）验证2台Tomcat服务器是否安装成功

4、动静分离配置

（1）Tomcat1和Tomcat2服务器配置

[root@localhost ~]# mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test

[root@localhost ~]# vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>

<html>

<head>

<title>JSP test1 page</title>

</head>

<body>

<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>

</body>

</html>

[root@localhost ~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml

       <Host name="localhost"  appBase="webapps"

             unpackWARs="true" autoDeploy="true"

             xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">

       <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />

[root@localhost ~]# shutdown.sh

[root@localhost ~]# startup.sh

（2）Nginx服务器配置

[root@localhost ~]# echo '<html><body><h1>this is static</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html

[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/html/img/

[root@localhost img]# ls

car.jpg

[root@localhost img]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

http {

 #gzip  on;

    upstream tomcat_server {

      server 192.168.32.133:8080 weight=1;

      server 192.168.32.134:8080 weight=1;

    }



 server {

        listen       80;

        server_name  www.kgc.com;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        #配置Nginx处理动态页面请求，将 .jsp 文件请求转发到Tomcat 服务器处理

        location ~ .*\\.jsp$ {

            proxy_pass http://tomcat_server;   

            #设置后端的 Web 服务器可以获取远程客户端的真实IP         #设定后端的Web服务器接收到的请求访问的主机名（域名或IP、端口），默认host的值为proxy_pass指令设置的主机名

            proxy_set_header HOST $host;

            #把$remote_addr赋值给X-Real-IP(自定义)，来获取源IP

            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

            #在Nginx作为代理服务器时，设置的IP列表，会把经过的机器ip，代理机器ip都记录下来

            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

            }



        location / {

            root html;

            index  index.html index.htm;

        }

[root@localhost img]# systemctl restart nginx.service

(3)验证

总结

1、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。
2、在安装 Tomcat 之前必须先安装JDK。server.xml 为 Tomcat 的主要配置文件，通过配置该文件,可以修改 Tomcat 的启动端口、网站目录、虚拟主机、开启https等重要功能。
3、可以将两个或多个Tomcat server 放到 Nginx 的 upstream 中组成一个负载均衡集群，然后通过 proxy_pass 这种 Web 代理的方式在 location 中设置集群站点，然后再通过 weight 值来分别对 Tomcat server 进行权重的设置。
4、在生产环境中，Tomcat server 的硬件配置可能不尽相同，可以通过修改相应服务器的 weight 值，对配置较高或配置较低的服务器的访问请求进行分配控制。

以上是关于Tomcat部署及优化的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

详述Linux系统中Tomcat部署及优化

5分钟掌握Tomcat优化及部署原理