JVM性能优化之Tomcat服务器参数配置优化

2023-11-08

前言:

tomcat 服务器在JavaEE项目中使用率非常高，所以在生产环境对tomcat的优化也变得非常重要了，对于tomcat的优化，主要是从2个方面入手，一是tomcat本身的配置，另一个是tomcat所运行的Jvm虚拟机的调优。优化传统的tomcat 只需要修改xml配置和启动参数，如果是内嵌tomcat服务器，需要去配置启动参数，指定启动参数访问。

一、准备工具：

jmeter工具
http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

tomcat8.0 https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

二、Tomcat配置优化

2.1 下载安装tomcat

案例中使用的Tomcat版本是 8.0+ 版本

下载安装：
https://tomcat.apache.org/download-80.cgi

2.2 配置修改

cd
apache-tomcat-8.5.47/conf/ 进入tomcat配置文件夹

vim tomcat-users.xml 需要配置文件，配置tomcat的管理用户

写入以下内容：

  <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"/>
  
# 保存退出
# 如果是tomcat7，配置了tomcat用户就可以登录系统了，但是tomcat8中不行，还需要修改下面一个配置文件，否则访问不了，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>

# 保存退出即可# 启动tomcat

2.3 启动访问

成功访问tomcat地址后，点击首页中Server Status，输入用户名密码tomcat/tomcat

进入页面，我们需要关注的就是其中JVM的列表参数：

Eden Space：年轻代中的Eden区

Survivor Space：年轻代中的Survivor 区

Tenured Gen：老年代-养老区

其中Eden Space、Survivor Space、Tenured Gen属于堆内存，而下面的三个（Code Cache、Compressed Class Space、Metaspace）属于非堆内存

Code Cache：代码缓存区

Compressed Class Space：压缩类空间

Metaspace：元空间

三、Tomcat优化

3.1 禁用AJP连接

在服务状态页面可以看到，默认状态下会启用AJP连接，并且占用8011端口

什么是AJP呢？

AJP(Apache jServer Protocol)

AJP13协议是面向包的，WEB服务器和Servlet容器通过TCP连接来交互；为了节省SOCKET创建的昂贵代价，WEB服务器会尝试维护一个永久TCP容器，并且在多个请求赫尔响应周期过程会重用连接。

web客户端访问tomcat服务器上的JSP组件的两种方式，如下图所示：

我们一般是使用Nginx+tomcat的架构，所以用不着AJP协议，所以把AJP连接禁用。

修改conf下的Server.xml文件，将AJP服务禁用掉即可。

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

重启tomcat,查看效果：

可以看到AJP服务已经不存在了

3.2 执行器（线程池）

在tomcat中每一个用户请求都是一个线程，所以可以使用线程池提高性能

修改conf/server.xml文件：

 <!--将注释打开-->
    <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>
    
 <!--
	参数说明：
	maxThreads：最大并发数，默认设置 200 ，一般建议在 500-1000，根据硬件设施和业务来判断
	minSpareThreads：Tomcat 初始化时创建的线程数，默认设置 25
	prestartminSpareThreads：在Tomcat初始化的时候就初始化 minSpareThreads 的参数值，如果不等于true ,minSpareThreads 的值就没啥效果了
	maxQueueSize：最大的等待队列数，超过则拒绝请求
-->
   <!-- 在Connector中设置 executor 属性指向上面的执行器 -->
    <Connector executor="tomcatThreadPool" port="8000" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

保存退出，重启tomcat，查看效果

在页面中现实最大线程为 -1 ，这个是正常的，只是显示的问题，实际使用的指定的值

3.3 tomcat的三种运行模式

tomcat的运行模式有三种：

bio：默认的模式，性能非常低下，没有经过任何优化处理和支持

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

apr：安装起来最困难，不过在tomcat8中有最新的nio2，速度更快，建议使用nio2

设置nio2：

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

四、性能测试

4.1 使用Apache Jmeter 进行测试

Apache Jmeter 是开源的压力测试工具，我们借助此工具进行测试，将测试出tomcat的吞吐量等信息

下载安装

下载地址：
http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi

进入bin目录，找到meter.bat文件，双击打开即可启动。

注意：如果想要效果更好的体现最好使用一个项目demo进行测试

4.1.2 配置

第一步：保存测试用例

第二步：添加线程组，使用线程模拟用户的并发

1000个线程，每个线程循环10次，也就是tomcat会接收到10000个请求

第三步：添加http请求

这里我使用的是我的测试项目

第四步：添加请求监控

4.1.3 启动测试：

其中我们需要关注的就是聚合报告的数据

4.2 禁用AJP服务

可以看到，禁用AJP服务后，平均响应时间和吞吐量会有所提升，不过测试不一定准确，需要多测试几次才能看出来是否有提升。

4.3 设置线程池

通过审核制线程池，调整线程池相关的参数进行测试tomcat的性能

最大线程数为500，初始为50

  <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="50" prestartminSpareThreads="true" maxQueueSize="100"/>

测试结果：

吞吐量为 5.8/秒，性能有所提升

是否是线程越多，速度越快呢，在实际测试中，并不是线程越多性能越高，单靠提升线程数量是不能一直得到性能提升的。

4.4 设置nio的运行模式

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

可以看到，平均响应时间有所缩短，吞吐量有所提升，所以从中可以看出，nio2的性能要高于Nio

4.5 调整JVM参数进行优化

设置并行垃圾回收器

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，平均响应时间有所缩短，吞吐量有所提升

总结:jvm参数调优的关键在于服务器配置参数，需要合理设置内存大小，这样程序合理和适用，也只有业务场景量大，需要处理程序性能的时候考虑去参数调优。

————没有与生俱来的天赋，都是后天的努力拼搏（我是小杨，谢谢你的关注和支持）

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