Tomcat性能优化

外置tomcat优化

Tomcat在各位JavaWeb从业者常常就是默认的开发环境，但是Tomcat的默认配置作为生产环境，尤其是内存和线程的配置，默认都很低，容易成为性能瓶颈.

幸好Tomcat还有很多的提升空间.下文介绍一下Tomcat优化,可以分为内存,线程,IO.

一:Tomcat内存优化,启动时告诉JVM我要一块大内存(调优内存是最直接的方式)

Windows 下的catalina.bat

Linux 下的catalina.sh 如:

JAVA_OPTS='-Xms256m -Xmx512m'
-Xms<size> JVM初始化堆的大小

-Xmx<size> JVM堆的最大值 实际参数大小根据服务器配置或者项目具体设置.

二:Tomcat 线程优化 在server.xml中 如:

<Connector port="80" protocol="HTTP/1.1" maxThreads="600" minSpareThreads="100" maxSpareThreads="500" acceptCount="700"
connectionTimeout="20000"  />


maxThreads="X" 表示最多同时处理X个连接

minSpareThreads="X" 初始化X个连接

maxSpareThreads="X" 表示如果最多可以有X个线程，一旦超过X个,则会关闭不在需要的线程

acceptCount="X" 当同时连接的人数达到maxThreads时,还可以排队,队列大小为X.超过X就不处理

三:Tomcat IO优化

1:同步阻塞IO（JAVA BIO） 同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程(one connection one thread 想想都觉得恐怖,线程可是非常宝贵的资源)，当然可以通过线程池机制改善.

2:JAVA NIO:又分为同步非阻塞IO,异步阻塞IO 与BIO最大的区别one request one thread.可以复用同一个线程处理多个connection(多路复用).

3:,异步非阻塞IO(Java NIO2又叫AIO) 主要与NIO的区别主要是操作系统的底层区别.可以做个比喻:比作快递，NIO就是网购后要自己到官网查下快递是否已经到了(可能是多次)，然后自己去取快递；AIO就是快递员送货上门了(不用关注快递进度)。

BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解.

NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持.

AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持.

在server.xml中

<Connector port="80" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
    connectionTimeout="20000" 
    URIEncoding="UTF-8" 
    useBodyEncodingForURI="true" 
    enableLookups="false" 
    redirectPort="8443" />

实现对Tomcat的IO切换.
四:大杀器APR

APR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. (http://apr.apache.org/).

APR(Apache Portable Runtime)是一个高可移植库,它是Apache HTTP Server 2.x的核心.能更好地和其它本地web技术集成，总体上让Java更有效率作为一个高性能web服务器平台而不是简单作为后台容器.

在产品环境中，特别是直接使用Tomcat做WEB服务器的时候，应该使用Tomcat Native来提高其性能.如果不配APR，基本上300个线程狠快就会用满，以后的请求就只好等待.但是配上APR之后，并发的线程数量明显下降，从原来的300可能会马上下降到只有几十，新的请求会毫无阻塞的进来.

在局域网环境测，就算是400个并发，也是一瞬间就处理/传输完毕，但是在真实的Internet环境下，页面处理时间只占0.1%都不到，绝大部分时间都用来页面传输.如果不用APR，一个线程同一时间只能处理一个用户，势必会造成阻塞。所以生产环境下用apr是非常必要的.

安装Apache Tomcat Native Library，直接启动就支持apr(http://tomcat.apache.org/native-doc/)它本身是基于APR的. 具体安装方法可以参考其他博客和文章. 排除代码问题Tomcat优化到这个层次,可以应对大部分性能需求.

最后一句话"再牛B的服务器,也顶不住一个傻B的代码".优化的前提条件是良好的代码质量和设计.

Spring Boot 定制与优化内置的Tomcat容器

内置的容器有三个分别是Undertow、Jetty、Tomcat,Spring Boot 对这三个容器分别进行了实现，它们上层接口都是EmbeddedServletContainerFactory，该接口也是本文的主要核心.

对于内置容器的定制与优化主要有两种方式,第一种方式是通过配置文件来配置，另外一种是通过码代码的方式.接下来主要对上述两种方式进行实现。

通过配置文件来定制与优化Tomcat

 配置的核心内容参考org.springframework.boot.autoconfigure.web.ServerProperties这个服务属性类

  server:
      tomcat:
        max-threads: 100
        min-spare-threads: 20
      connection-timeout: 5000
      ssl:
        key-store: classpath:.keystore
        key-store-type: JKS
        key-password: qq123456
        key-alias: tomcat
      port: 8443

通过码代码方式实现对内置容器的配置与优化

 有两种方式显示用代码进行对内置容器进行优化与定制,第一种实现内置Servlet容器定制器(org.springframework.boot.context.embedded.EmbeddedServletContainerCustomizer),并将类交给Spring容器管理,另外一种是在Spring容器中配置EmbeddedServletContainerFactory接口实现类，这里我们主要针对内置Tomcat，即TomcatEmbeddedServletContainerFactory类

第一种方式实现EmbeddedServletContainerCustomizer接口,并交给Spring容器管理

@Component
public class MyEmbeddedServletContainerCustomizer implements EmbeddedServletContainerCustomizer {
    @Override
    public void customize(ConfigurableEmbeddedServletContainer container) {
        //org.springframework.boot.context.embedded.tomcat.TomcatEmbeddedServletContainerFactory 
        //说明默认是的Tomcat容器
        System.out.println(container.getClass());
        TomcatEmbeddedServletContainerFactory factory = (TomcatEmbeddedServletContainerFactory) container;
        //设置端口
        factory.setPort(8088);
        //设置Tomcat的根目录
        factory.setBaseDirectory(new File("d:/tmp/tomcat"));
        //设置访问日志存放目录
        factory.addContextValves(getLogAccessLogValue());
        //设置Tomcat线程数和连接数
        factory.addConnectorCustomizers(new MyTomcatConnectorCustomizer());
        //初始化servletContext对象
        factory.addInitializers((servletContext) -> {
            System.out.println(" = = = = 获取服务器信息 = = " + servletContext.getServerInfo());
        });

    }
    private AccessLogValve getLogAccessLogValue() {
        AccessLogValve accessLogValve = new AccessLogValve();
        accessLogValve.setDirectory("d:/tmp/tomcat/logs");
        accessLogValve.setEnabled(true);
        accessLogValve.setPattern(Constants.AccessLog.COMMON_PATTERN);
        accessLogValve.setPrefix("springboot-access-log");
        accessLogValve.setSuffix(".txt");
        return accessLogValve;
    }
}

/**
 * 定制tomcat的连接数与线程数
 */
class MyTomcatConnectorCustomizer implements TomcatConnectorCustomizer {
    @Override
    public void customize(Connector connector) {
        //连接协议 HTTP/1.1
        System.out.println(connector.getProtocol());
        //连接协议处理器 org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol
        System.out.println(connector.getProtocolHandler().getClass());
        //Http11NioProtocol
        Http11NioProtocol protocolHandler = (Http11NioProtocol) connector.getProtocolHandler();
        // 设置最大连接数
        protocolHandler.setMaxConnections(2000);
        // 设置最大线程数
        protocolHandler.setMaxThreads(500);
    }
}

在Spring容器中配置EmbeddedServletContainerFactory实现类

@SpringBootConfiguration
public class WebServerConfiguration {
    @Bean
    public EmbeddedServletContainerFactory embeddedServletContainerFactory() {
        TomcatEmbeddedServletContainerFactory factory = new TomcatEmbeddedServletContainerFactory();
        //设置端口
        factory.setPort(8089);
        //设置404错误界面
        factory.addErrorPages(new ErrorPage(HttpStatus.NOT_FOUND, "/404.html"));
        //设置在容器初始化的时候触发
        factory.addInitializers((servletContext) -> {
            System.out.println(" = = = = 获取服务器信息 = = " + servletContext.getServerInfo());
        });
        //设置最大连接数和最大线程数
        factory.addConnectorCustomizers((connector) -> {
            Http11NioProtocol protocolHandler = (Http11NioProtocol) connector.getProtocolHandler();
            protocolHandler.setMaxConnections(2000);
            protocolHandler.setMaxThreads(500);
        });
        //设置访问日志记录文件的目录
        factory.addContextValves(getLogAccessLogValue());
        return factory;
    }

    private AccessLogValve getLogAccessLogValue() {
        AccessLogValve accessLogValve = new AccessLogValve();
        accessLogValve.setDirectory("d:/tmp/logs");
        accessLogValve.setEnabled(true);
        accessLogValve.setPattern(Constants.AccessLog.COMMON_PATTERN);
        accessLogValve.setPrefix("SpringBoot-Access-Log");
        accessLogValve.setSuffix(".txt");
        return accessLogValve;
    }
}