• JAVA互联网架构师专题/分布式/高并发/微服务之咕泡学院学习笔记


    引言: 不知不觉自己已经做了几年开发了,由记得刚出来工作的时候感觉自己能牛逼,现在回想起来感觉好无知。懂的越多的时候你才会发现懂的越少。

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    1、Tomcat 的缺省端口是多少,怎么修改?

    1)找到 Tomcat 目录下的 conf 文件夹

    2)进入 conf 文件夹里面找到 server.xml 文件

    3)打开 server.xml 文件

    4)在 server.xml 文件里面找到下列信息

    <Connector connectionTimeout="20000" port="8080" protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8443" uriEncoding="utf-8"/> port="8080"改成你想要的端口

    2、tomcat 有哪几种 Connector 运行模式(优化)?

    bio:传统的 Java I/O 操作,同步且阻塞 IO。

    maxThreads=”150”//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 200。可以根据机器的时期性能和内存 大小调整,一般可以在 400-500。最大可以在 800 左右。 minSpareThreads=”25”—Tomcat 初始化时创建的线程数。默认值 4。如果 当前没有空闲线程,且没有超过 maxThreads,一次性创建的空闲线程数量。 Tomcat 初始化时创建的线程数量也由此值设置。 maxSpareThreads=”75”–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 50。一旦创建的线程超过此数值,Tomcat 会关 闭不再需要的线程。线程数可以大致上用 “同时在线人数每秒用户操作次数系 统平均操作时间” 来计算。 acceptCount=”100”—-指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用 时,可以放到处理队列中的请求数,超过这个数的请求将不予处理。默认值 10。如果当前可用线程数为 0,则将请求放入处理队列中。这个值限定了请求 队列的大小,超过这个数值的请求将不予处理。 connectionTimeout=”20000” –网络连接超时,默认值 20000,单位:毫 秒。设置为 0 表示永不超时,这样设置有隐患的。通常可设置为 30000 毫秒。

    nio:JDK1.4 开始支持,同步阻塞或同步非阻塞 IO。

    指定使用 NIO 模型来接受 HTTP 请求 protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol” 指定使用 NIO 模型 来接受 HTTP 请求。默认是 BlockingIO,配置为 protocol=”HTTP/1.1” acceptorThreadCount=”2” 使用 NIO 模型时接收线程的数目

    aio(nio.2):JDK7 开始支持,异步非阻塞 IO。

    apr:Tomcat 将以 JNI 的形式调用 Apache HTTP 服务器的核心动态链接库来 处理文件读取或网络传输操作,从而大大地 提高Tomcat对静态文件的处理性 能。

    <!--

    <Connector connectionTimeout="20000" port="8000"

    protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8443" uriEncoding="utf-8"/> -->

    <!-- protocol 启用 nio模式,(tomcat8默认使用的是nio)(apr模式利用系 统级异步 io) -->

    <!-- minProcessors 最小空闲连接线程数-->

    <!-- maxProcessors 最大连接线程数-->

    <!-- acceptCount 允许的最大连接数,应大于等于 maxProcessors-->

    <!-- enableLookups 如果为 true,requst.getRemoteHost 会执行 DNS 查

    找,反向解析 ip 对应域名或主机名--> <Connector

    protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" connectionTimeout="20000"

    redirectPort="8443 maxThreads=“500” minSpareThreads=“100” maxSpareThreads=“200” acceptCount="200" enableLookups="false"

    />

    port="8080"

    其他配置

    maxHttpHeaderSize="8192" http 请求头信息的最大程度,超过此长度的部分 不予处理。一般 8K。

    URIEncoding="UTF-8" 指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式。 disableUploadTimeout="true" 上传时是否使用超时机制 enableLookups="false"--是否反查域名,默认值为 true。为了提高处理能力, 应设置为 false

    compression="on" 打开压缩功能

    compressionMinSize="10240" 启用压缩的输出内容大小,默认为 2KB noCompressionUserAgents="gozilla, traviata" 对于以下的浏览器,不启用 压缩 compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain" 哪些资源类型需要压缩

    3、Tomcat 有几种部署方式?
    1)直接把 Web 项目放在 webapps 下,Tomcat 会自动将其部署 2)在 server.xml 文件上配置<Context>节点,设置相关的属性即可

    3)通过 Catalina 来进行配置:进入到 confCatalinalocalhost 文件下,创建一个 xml 文件,该文件的名字就是站点的名字。

    编写 XML 的方式来进行设置。

    4、tomcat 容器是如何创建 servlet 类实例?用到了什么原理?
    当容器启动时,会读取在 webapps 目录下所有的 web 应用中的 web.xml 文 件,然后对 xml 文件进行解析,

    并读取 servlet 注册信息。然后,将每个应用中注册的 servlet 类都进行加载, 并通过反射的方式实例化。

    (有时候也是在第一次请求时实例化)在 servlet 注册时加上如果为正数,则在 一开始就实例化,

    如果不写或为负数,则第一次请求实例化。

    5.tomcat 如何优化?
    1、优化连接配置.这里以 tomcat7 的参数配置为例,需要修改 conf/server.xml
    文件,修改连接数,关闭客户端 dns 查询。 参数解释:
    URIEncoding=”UTF-8′′ :使得 tomcat 可以解析含有中文名的文件的 url,真 方便,不像 apache 里还有搞个 mod_encoding,还要手工编译
    maxSpareThreads : 如果空闲状态的线程数多于设置的数目,则将这些线程中 止,减少这个池中的线程总数。
    minSpareThreads : 最小备用线程数,tomcat 启动时的初始化的线程数。 enableLookups : 这个功效和 Apache 中的 HostnameLookups 一样,设为关
    闭。
    connectionTimeout : connectionTimeout 为网络连接超时时间毫秒数。
    maxThreads : 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,即最大并发数。
    acceptCount : acceptCount是当线程数达到maxThreads后,后续请求会被放 入一个等待队列,这个 acceptCount 是这个队列的大小,如果这个队列也满 了,就直接 refuse connection
    maxProcessors与minProcessors : 在 Java中线程是程序运行时的路径,是 在一个程序中与其它控制线程无关的、能够独立运行的代码段。它们共享相同

    的地址空间。多线程帮助程序员写出CPU最 大利用率的高效程序,使空闲时 间保持最低,从而接受更多的请求。
    通常 Windows 是 1000 个左右,Linux 是 2000 个左右。 useURIValidationHack:
    我们来看一下 tomcat 中的一段源码:
    【security】
    if (connector.getUseURIValidationHack()) {
    String uri = validate(request.getRequestURI());
    if (uri == null) {
    res.setStatus(400);
    res.setMessage(“Invalid URI”);
    throw new IOException(“Invalid URI”);
    } else {
    req.requestURI().setString(uri);
    // Redoing the URI decoding
    req.decodedURI().duplicate(req.requestURI());
    req.getURLDecoder().convert(req.decodedURI(), true);
    可以看到如果把 useURIValidationHack 设成”false”,可以减少它对一些 url 的不必要的检查从而减省开销。
    enableLookups=”false” : 为了消除 DNS 查询对性能的影响我们可以关闭 DNS 查询,方式是修改 server.xml 文件中的 enableLookups 参数值。
    disableUploadTimeout :类似于 Apache 中的 keeyalive 一样 给 Tomcat 配置 gzip 压缩(HTTP 压缩)功能 compression=”on” compressionMinSize=”2048′′

    compressableMimeType=”text/html,text/xml,text/JavaScript,text/css,text/plain”
    HTTP 压缩可以大大提高浏览网站的速度,它的原理是,在客户端请求网页 后,从服务器端将网页文件压缩,再下载到客户端,由客户端的浏览器负责解 压缩并浏览。相对于普通的浏览过程HTML,CSS,javascript , Text ,它可以节 省 40%左右的流量。更为重要的是,它可以对动态生成的,包括 CGI、PHP , JSP , ASP , Servlet,SHTML 等输出的网页也能进行压缩,压缩效率惊人。
    1)compression=”on” 打开压缩功能
    2)compressionMinSize=”2048′′ 启用压缩的输出内容大小,这里面默认为
    2KB
    3)noCompressionUserAgents=”gozilla, traviata” 对于以下的浏览器,不启
    用压缩 4)compressableMimeType=”text/html,text/xml” 压缩类型
    最后不要忘了把 8443 端口的地方也加上同样的配置,因为如果我们走 https 协 议的话,我们将会用到 8443 端口这个段的配置,对吧?
    <!–enable tomcat ssl–>
    <Connector port=”8443′′ protocol=”HTTP/1.1′′
    URIEncoding=”UTF-8′′ minSpareThreads=”25′′ maxSpareThreads=” 75′′
    enableLookups=”false” disableUploadTimeout=”true” connectionTimeout=”20000′′
    acceptCount=”300′′ maxThreads=”300′′ maxProcessors=”1000′′ minProcessors=”5′′
    useURIValidationHack=”false”
    compression=”on” compressionMinSize=”2048′′ compressableMimeType=”text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain” SSLEnabled=”true”
    scheme=”https” secure=”true”

    clientAuth=”false” sslProtocol=”TLS” keystoreFile=”d:/tomcat2/conf/shnlap93.jks” keystorePass=”aaaaaa” />
    好了,所有的 Tomcat 优化的地方都加上了。

    6.内存调优

    内存方式的设置是在 catalina.sh 中,调整一下 JAVA_OPTS 变量即可,因为后 面的启动参数会把 JAVA_OPTS 作为 JVM 的启动参数来处理。 具体设置如下:
    JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k - XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4"
    其各项参数如下:
    -Xmx3550m:设置 JVM 最大可用内存为 3550M。
    -Xms3550m:设置 JVM 促使内存为 3550m。此值可以设置与-Xmx 相同,以 避免每次垃圾回收完成后 JVM 重新分配内存。 -Xmn2g:设置年轻代大小为2G。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为 64m,所以增大年轻代后,将会减小年老 代大小。此值对系统性能影响较大,Sun 官方推荐配置为整个堆的 3/8。 -Xss128k:设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0 以后每个线程堆栈大小为 1M, 以前每个线程堆栈大小为 256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相 同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的 线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在 3000~5000 左右。 -XX:NewRatio=4:设置年轻代(包括 Eden 和两个 Survivor 区)与年老代的比 值(除去持久代)。设置为 4,则年轻代与年老代所占比值为 1:4,年轻代占 整个堆栈的 1/5
    -XX:SurvivorRatio=4:设置年轻代中 Eden 区与 Survivor 区的大小比值。设置 为 4,则两个 Survivor 区与一个 Eden 区的比值为 2:4,一个 Survivor 区占整 个年轻代的 1/6
    -XX:MaxPermSize=16m:设置持久代大小为 16m。 -XX:MaxTenuringThreshold=0:设置垃圾最大年龄。如果设置为 0 的话,则年 轻代对象不经过 Survivor 区,直接进入年老代。对于年老代比较多的应用,可 以提高效率。如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在 Survivor 区进 行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活时间,增加在年轻代即被回收 的概论。


    7.垃圾回收策略调优
    垃圾回收的设置也是在 catalina.sh 中,调整 JAVA_OPTS 变量。 具体设置如下:
    JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -
    XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100"
    具体的垃圾回收策略及相应策略的各项参数如下: 串行收集器(JDK1.5 以前主要的回收方式) -XX:+UseSerialGC:设置串行收集器 并行收集器(吞吐量优先)
    示例:
    java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC - XX:MaxGCPauseMillis=100
    -XX:+UseParallelGC:选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有 效。即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集。 -XX:ParallelGCThreads=20:配置并行收集器的线程数,即:同时多少个线程 一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。 -XX:+UseParallelOldGC:配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0 支持 对年老代并行收集 -XX:MaxGCPauseMillis=100:设置每次年轻代垃圾回收的最长时间,如果无法 满足此时间,JVM 会自动调整年轻代大小,以满足此值。 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy:设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代 区大小和相应的 Survivor 区比例,以达到目标系统规定的最低相应时间或者收 集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开。 并发收集器(响应时间优先)
    示例:java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k - XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置年老代为并发收集。测试中配置这个以 后,-XX:NewRatio=4 的配置失效了,原因不明。所以,此时年轻代大小最好 用-Xmn 设置。
    -XX:+UseParNewGC: 设置年轻代为并行收集。可与 CMS 收集同时使用。 JDK5.0 以上,JVM 会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值。 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction:由于并发收集器不对内存空间进行压 缩、整理,所以运行一段时间以后会产生“碎片”,使得运行效率降低。此值 设置运行多少次 GC 以后对内存空间进行压缩、整理。 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:打开对年老代的压缩。可能会影响性 能,但是可以消除碎片

    8.共享 session 处理

    目前的处理方式有如下几种:
    1).使用 Tomcat 本身的 Session 复制功能
    参考 http://ajita.iteye.com/blog/1715312(Session 复制的配置) 方案的有点是配置简单,缺点是当集群数量较多时,Session 复制的时间会比 较长,影响响应的效率
    2).使用第三方来存放共享 Session
    目前用的较多的是使用 memcached 来管理共享 Session,借助于 memcached-sesson-manager 来进行 Tomcat 的 Session 管理

    参考 http://ajita.iteye.com/blog/1716320(使用 MSM 管理 Tomcat 集群 session)
    3).使用黏性 session 的策略 对于会话要求不太强(不涉及到计费,失败了允许重新请求下等)的场合,同 一个用户的 session 可以由 nginx 或者 apache 交给同一个 Tomcat 来处理,这 就是所谓的 session sticky 策略,目前应用也比较多 参考:http://ajita.iteye.com/blog/1848665(tomcat session sticky) nginx默认不包含session sticky模块,需要重新编译才行(windows下我也不 知道怎么重新编译)
    优点是处理效率高多了,缺点是强会话要求的场合不合适
    8.添加 JMS 远程监控
    对于部署在局域网内其它机器上的 Tomcat,可以打开 JMX 监控端口,局域网 其它机器就可以通过这个端口查看一些常用的参数(但一些比较复杂的功能不 支持),同样是在 JVM 启动参数中配置即可,配置如下: -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false - Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Djava.rmi.server.hostname=192.168.71.38 设置JVM的JMS监控监听的IP 地址,主要是为了防止错误的监听成 127.0.0.1 这个内网地址 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=1090 设置 JVM 的 JMS 监控的端口 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 设置 JVM 的 JMS 监控不实用 SSL
    -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 设置 JVM 的 JMS 监 控不需要认证

    9.专业点的分析工具有
    IBM ISA,JProfiler、probe 等,具体监控及分析方式去网上搜索即可 10.关于 Tomcat 的 session 数目
    这个可以直接从 Tomcat 的 web 管理界面去查看即可 ; 或者借助于第三方工具 Lambda Probe 来查看,它相对于 Tomcat 自带的管理 稍微多了点功能,但也不多 ;
    11.监视 Tomcat 的内存使用情况
    使用 JDK 自带的 jconsole 可以比较明了的看到内存的使用情况,线程的状态, 当前加载的类的总量等;
    JDK 自带的 jvisualvm 可以下载插件(如 GC 等),可以查看更丰富的信息。 如果是分析本地的 Tomcat 的话,还可以进行内存抽样等,检查每个类的使用 情况
    12.打印类的加载情况及对象的回收情况

    这个可以通过配置 JVM 的启动参数,打印这些信息(到屏幕(默认也会到 catalina.log 中)或者文件),具体参数如下: -XX:+PrintGC:输出形式:[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs] -XX:+PrintGCDetails:输出形式:[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]
    -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps可与上面两个 混合使用,输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs] -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:打印每次垃圾回收前,程序未中断 的执行时间。可与上面混合使用。输出形式:Application time: 0.5291524 seconds -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime:打印垃圾回收期间程序暂停的时间。 可与上面混合使用。输出形式:Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds
    -XX:PrintHeapAtGC: 打印 GC 前后的详细堆栈信息 -Xloggc:filename:与上面几个配合使用,把相关日志信息记录到文件以便分析 -verbose:class 监视加载的类的情况
    -verbose:gc 在虚拟机发生内存回收时在输出设备显示信息
    -verbose:jni 输出 native 方法调用的相关情况,一般用于诊断 jni 调用错误信息
    13.Tomcat 一个请求的完整过程 Ng:(nginx)
    upstream yy_001{
    server 10.99.99.99:8080; server 10.99.99.100:8080;
    hash $**;
    healthcheck_enabled;
    healthcheck_delay 3000;
    healthcheck_timeout 1000;
    healthcheck_failcount 2;
    healthcheck_send 'GET /healthcheck.html HTTP/1.0' 'Host: wo.com'
    'Connection: close'; }
    server {

    include base.conf; server_name wo.de.tian;
    ...
    location /yy/ {
    proxy_pass http://yy_001;
    }
    首先 dns 解析 wo.de.tian 机器,一般是 ng 服务器 ip 地址
    然后 ng 根据 server 的配置,寻找路径为 yy/的机器列表,ip 和端口 最后 选择其中一台机器进行访问—->下面为详细过程
    1) 请求被发送到本机端口 8080,被在那里侦听的 Coyote
    Connector 获得
    2) Connector 把该请求交给它所在的 Service 的 Engine 来处理,并等待来自 Engine 的回应
    3) Engine 获得请求 localhost/yy/index.jsp,匹配它所拥有的所有虚拟主机 Host 4) 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)
    5) localhost Host 获得请求/yy/index.jsp,匹配它所拥有的所有 Context
    6) Host 匹配到路径为/yy 的 Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名 为”“的 Context 去处理)
    7) path=”/yy”的Context获得请求/index.jsp,在它的mapping table中寻找 对应的 servlet
    8) Context 匹配到 URL PATTERN 为*.jsp 的 servlet,对应于 JspServlet 类
    9) 构造 HttpServletRequest 对象和 HttpServletResponse 对象,作为参数调用 JspServlet 的 doGet 或 doPost 方法
    10)Context 把执行完了之后的 HttpServletResponse 对象返回给 Host
    11)Host 把 HttpServletResponse 对象返回给 Engine
    12)Engine 把 HttpServletResponse 对象返回给 Connector

    1. 13)Connector 把 HttpServletResponse 对象返回给客户 browser

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