Tomcat 8/9 基于APR库的高并发性能优化

Posted 2021-02-05

一、知识点扫盲

什么是APR？
Apache Portable Runtime（APR）项目的任务是创建和维护软件库，为底层平台特定的实现提供可预测且一致的接口。主要目标是提供一个API，软件开发人员可以对其进行编码，并确保可预测的行为，如果不是相同的行为，无论其软件构建的平台如何，都可以减轻他们编写特殊情况的需要，以便解决或采取行动。平台特定缺陷或功能的优势。

二、tomcat的三种模式

Tomcat的运行模式有3种，即BIO、NIO和APR。
1、BIO(blocking I/O)
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)。是基于JAVA的HTTP/1.1连接器，Tomcat7以下版本在默认情况下是以bio模式运行的。一般而言，bio模式是三种运行模式中性能最低的一种。我们可以通过Tomcat Manager来查看服务器的当前状态。（Tomcat7 或以下，在 Linux 系统中默认使用这种方式。建议弃用，本模式已经被淘汰。
2、NIO(new I/O)
是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。Java nio是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API，因此nio也被看成是non-blocking I/O的缩写。它拥有比传统I/O操作(bio)更好的并发运行性能。利用 Java 的异步请求 IO 处理，可以通过少量的线程处理大量的请求。
想运行在该模式下，直接修改server.xml里的Connector节点,修改protocol为：
protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
2.5、NIO2(new I/O2）
就是NIO模式的增强版，功能和NIO一样，但是性能更强。
想运行在该模式下，直接修改server.xml里的Connector节点,修改protocol为：
protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
3、APR
安装起来最困难,但是从操作系统级别来解决异步的IO问题,大幅度的提高性能.
必须要安装apr和native，直接启动就支持apr。本文下面重点就是介绍怎么安装和启动APR。

三、安装APR前的官方要求

APR 1.2+ development headers (libapr1-dev package)
OpenSSL 1.0.2+ development headers (libssl-dev package)
JNI headers from Java compatible JDK 1.4+
GNU development environment (gcc, make)

四、本文生产环境以及系统要求

CentOS Linux release 7.6.1810 (Core)x86 64
（服务器必须是centos7版本，centos6以及6以下的版本不能使用APR）
Server version: Apache Tomcat/8.5.35
java version “1.8.0_191”

五、安装APR相关依赖包

[[email protected] ~]# yum -y install gcc gcc-c++ libtool* autoconf automake expat-devel perl perl-devel

六、下载安装包

[[email protected] ~]# mkdir /software
[[email protected] ~]# cd /software/
[[email protected] software]# wget http://mirror.rise.ph/apache//apr/apr-1.6.5.tar.gz
[[email protected] software]# wget http://mirror.rise.ph/apache//apr/apr-iconv-1.2.2.tar.gz
[[email protected] software]# wget http://mirror.rise.ph/apache//apr/apr-util-1.6.1.tar.gz
[[email protected] software]# wget https://www.openssl.org/source/old/1.1.1/openssl-1.1.1.tar.gz
友情提示：apr、apr-iconv、apr-util都是截止到2019年1月22日的最新版本，openssl是最新的稳定版，openssl的官网原文翻译如下：
最新的稳定版本是1.1.1系列。这也是我们的长期支持（LTS）版本，支持到2023年9月11日。我们之前的LTS版本（1.0.2系列）将继续得到支持，直到2019年12月31日（安全修复仅在支持的最后一年）。1.1.0系列目前仅接收安全修复程序，并将于2019年9月11日停止支持。鼓励1.0.2和1.1.0的所有用户尽快升级到1.1.1。0.9.8,1.0.0和1.0.1版本现在不受支持，不应使用。
因此，建议使用1.1.1版本，不要再使用其他版本！！！

七、安装APR

[[email protected] software]# tar zxf apr-1.6.5.tar.gz
[[email protected] software]# cd apr-1.6.5/
[[email protected] apr-1.6.5]# vim configure
默认值:
在第30392行 RM=‘$RM‘
修改为:
在第30392行 RM=‘$RM -f‘
[[email protected] apr-1.6.5]# ./configure --prefix=/usr/local/apr && make && make install

八、安装apr-iconv

[[email protected] apr-1.6.5]# cd ..
[[email protected] software]# tar zxf apr-iconv-1.2.2.tar.gz
[[email protected] software]# cd apr-iconv-1.2.2/
[[email protected] apr-iconv-1.2.2]# ./configure --prefix=/usr/local/apr-iconv --with-apr=/usr/local/apr && make && make install

九、安装apr-util

[[email protected] apr-iconv-1.2.2]# cd ..
[[email protected] software]# tar zxf apr-util-1.6.1.tar.gz
[[email protected] software]# cd apr-util-1.6.1/
[[email protected] apr-util-1.6.1]# ./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr --with-apr-iconv=/usr/local/apr-iconv/bin/apriconv && make && make install

十、安装OpenSSL

[[email protected] apr-util-1.6.1]# cd ..
[[email protected] software]# tar zxf openssl-1.1.1.tar.gz
[[email protected] software]# cd openssl-1.1.1/
[[email protected] openssl-1.1.1]# ./config --prefix=/usr/local/openssl && make -j $(grep processor /proc/cpuinfo | wc -l) && make install

十一、安装tomcat-native

[[email protected] openssl-1.1.1]# cd /usr/local/tomcat/bin/
[[email protected] bin]# tar zxf tomcat-native.tar.gz
[[email protected] bin]# cd tomcat-native-1.2.18-src/native/
[[email protected] native]# ./configure --with-ssl=/usr/local/openssl --with-apr=/usr/bin/apr --with-java-home=/usr/local/java && make && make install
友情提示1：博主这里的jdk安装路径在/usr/local/java，是自定义环境，读者切莫直接粘贴，要改成你实际的jdk路径。
友情提示2：注意:如果以上 configure 失败，可以执行 make distclean 清除。

十二、添加环境变量

[[email protected] native]# vim /etc/profile.d/apr.sh
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/apr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
[[email protected] native]# source /etc/profile.d/apr.sh

到此为止APR就安装完成了，下面我们使用APR模式

十三、修改tomcat配置文件，使用APR运行模式，并测试是否安装成功

[[email protected] native]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml //请按你实际tomcat安装路径为准
默认值：

69     Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
70                          connectionTimeout="20000"
71                          redirectPort="8443"

修改为：

69     Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
70                         connectionTimeout="20000"
71                         redirectPort="8443" 

默认值：

116     Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443"

修改为：

116     Connector port="8009" protocol="org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol" redirectPort="8443" 

友情提示：如果你的服务器上没有使用apache，则可以把8009端口的那一行配置给注释掉。

十四、重启tomcat，并查看日志

[[email protected] native]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
[[email protected] native]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
[[email protected] native]# tail -f /usr/local/tomcat/logs/catalina.out

---

22-Jan-2019 12:17:18.157 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/docs] has finished in [11] ms
22-Jan-2019 12:17:18.157 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/examples]
22-Jan-2019 12:17:18.321 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/examples] has finished in [163] ms
22-Jan-2019 12:17:18.321 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/host-manager]
22-Jan-2019 12:17:18.337 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/host-manager] has finished in [16] ms
22-Jan-2019 12:17:18.337 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/manager]
22-Jan-2019 12:17:18.351 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory [/usr/local/tomcat/webapps/manager] has finished in [14] ms
22-Jan-2019 12:17:18.354 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-apr-8080"]
22-Jan-2019 12:17:18.364 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["ajp-apr-8009"]
22-Jan-2019 12:17:18.366 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in 474 ms
友情提示：查看日志看到“http-apr-8080”和“ajp-apr-8009”字样就是APR模式运行成功。

十五、查看日志可能出现的错误

INFO [main] org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener.lifecycleEvent The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: [/usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib]

如果遇到这样的错误，解决办法如下（一般不会出现这样的错误，博主安装了不下10遍APR没出现这问题，这个问题来自一个同事的安装报错）：

问题出现原因：提示找不到基于APR的Apache Tomcat Native库，因此无法使用APR模式启动。

解决方案：

cp -R /usr/local/apr/lib/* /usr/lib64
cp -R /usr/local/apr/lib/* /usr/lib

然后再次重启tomcat即可！

十六、请支持正版博客地址，盗链可耻

http://blog.51cto.com/zpf666