tomcat的部署以及优化

tomcat的介绍

Tomcat的简介

Tomcat 是 Java 语言开发的，Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的 Web 应用服务器，是 Apache 软件基金会的 Jakarta 项目中的一个核心项目，由 Apache、Sun 和其他一些公司及个人共同开发而成。

Tomcat 属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户（据了解tomcat的并发量处理能力是nginx的六分之一）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。一般来说，Tomcat 虽然和 Apache 或者 Nginx 这些 Web 服务器一样，具有处理 HTML 页面的功能，然而由于其处理静态 HTML 的能力远不及 Apache 或者 Nginx，所以 Tomcat 通常是作为一个 Servlet 和 JSP 容器，单独运行在后端。

tomcat的功能

1.处理动态页面（http的请求）

2.处理后端请求（调用数据库服务器）

3.易部署：tomcat会自动部署配置文件，自动部署允许

4.轻量级的服务软件，处理中小架构的网站可以满足，大型的交互需求，tomcat就不太行了。（python node，js容器化来处理。在容器化部署的项目架构中是不是要tomcat的，都是用jar包直接运行，包括k8s）

tomcat的核心组件

1.web容器：完成web功能 处理请求也是Nginx转发的http(s)请求，处理动态页面（java代理编译的页面）

处理后端的请求（转发到数据库的请求）

2.servlet：Catalina 是整个tomcat处理的底层逻辑。处理web请求的动态页面，也处理后端请求（数据库）

3.jsp：jsp会把动态翻译成serlvet的代码。用编译后的规则，显示代码的静态页面

静态页面：html

动态页面：php index.php

jsp index.jsp ---- Java格式写成的代码，靠jsp翻译，servlet执行编译后的代码，最后展示结果

servlet主要作用：

1.处理http请求

2.生成动态内容与客户端之间的交互 前端交互 后端数据库服务器交互 和redis缓存交互。

3.会话管理：处理用户会话，跟踪用户在不同请求之间的状态。servlet可以在用户访问不同页面时，保持用户的状态信息（购物车同步等）

JSP：java server pages 动态网页的开发技术，使用jsp的标签在HTML的网页中插入Java代码。以 <% 开头，以%> 结尾

实现Java web应用程序的访问界面。用户界面，或者访问数据库，生成页面内容。

tomcat的核心功能

功能部分由两块组成：

1.接受和响应外部请求的连接器 connector 默认端口8080。

2.负载处理请求的 container

其中连接器和容器相辅相成，一起构成了基本的 web 服务 Service。每个 Tomcat 服务器可以管理多个 Service。

Service：对外提供的 Web 服务。主要包含 Connector 和 Container 两个核心组件，以及其他功能组件。Tomcat 可以管理多个 Service，且各 Service 之间相互独立。

Connector：负责对外接收和响应请求。它是Tomcat与外界的交通枢纽，监听端口接收外界请求，并将请求处理后传递给容器做业务处理，最后将容器处理后的结果响应给外界。

Container：负责对内处理业务逻辑。其内部由 Engine、Host、Context和Wrapper 四个容器组成，用于管理和调用 Servlet 相关逻辑。

Container 结构分析：
每个 Service 会包含一个 Container 容器。在 Container 内部包含了 4 个子容器，4个子容器的作用分别是：

1. engine 引擎：管理多个虚拟主机，一个tomcat里面只有一个engine

2. host：代表站点，也就是虚拟主机，一个engine可以有多个host

3. context ：一个context执行一个web应用。

4. wrapper：最底层，处理和编译代码，运行结果。

Engine、Host、Context 和 Wrapper ，这四个容器之间属于层层递进的父子关系。

容器 通常指的是一种虚拟化的技术，允许在当前的操作系统当中虚拟化的运行多个独立的环境。独立运行的环境就是我们说的容器。彼此之间相互隔离，拥有自己的一套系统。宿主，容器寄生在宿主上，实际使用的是宿主的资源。

tomcat的部署

JDK介绍

开发工具包，开发Java的应用程序，jdk包括：编译器，调试器等

开发者用来用来创建，编译 运行 Java程序的重要组件

安装环境JDK

将安装包拖入/opt

rmp -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
//看后缀名

java -version 
//查看版本

vim /etc/profile.d/java.sh

export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
#设置java_home的环境变量，指向JDK，也就是Java的工作目录
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
#指定Java类的搜索路径
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
#把Java的可执行文件添加到系统的环境变量当中

[root@hj opt]# source /etc/profile.d/java.sh  
//刷新
[root@hj opt]# java -version
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)
[root@hj opt]# vim /etc/profile.d/java.sh
[root@hj opt]# 

安装tomcat

[root@hj opt]# tar -xf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
[root@hj opt]# ls
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  apache-tomcat-9.0.16  
jdk-8u201-linux-x64.rpm 
[root@hj opt]# mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
[root@hj opt]# ls
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  jdk-8u201-linux-x64.rpm  
[root@hj opt]# cd /usr/local/tomcat
[root@hj tomcat]# 

tomcat的主要目录

bin：存放启动或者关闭tomcat的脚本文件 startup.sh shoutdown.sh

conf 存放配置文件 server.xml就是 tomcat的主配置文件

webapps：tomcat默认的web应用的部署是目录

work：tomcat的工作目录，存放 JSP编译之后产生的class文件，清理缓存会用到

tomcat配置虚拟主机

tomcat配置虚拟主机的作用

在公司当中会运行多个项目，一台部署tomcat太多会浪费资源，所以会在tomcat中配置多个主机

以此来节约资源，提高性能

首先关闭防火墙和sylinux机制

systemctl stop firewalld
setenforce 0

配置工作目录

cd /usr/local/tomcat/webapps
mkdir kfc bennet
cd kfc
vim index.jsp

this is kfc\!
wq!
//工作目录配置完毕（bennet同理）


cd /usr/local/tomcat/conf
vim server.xml
将148删除

在末尾添加配置

<Host name="www.kfc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kfc" path="" reloadable="true" />
docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kfc">
<Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true" />

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

Host name="www.kgc.com"
//指定站点（虚拟机的域名）

appBase="webapps"
//站点工作目录在webapps存放web应用目录

unpackWARs="true"
//启动webapps，对war包进行展开

autoDeploy="true"
//放置在应用目录的程序文件会自动进行部署。

xmlValidation="false" 
//是否验证xml文件执行的有效性标准

xmlNamespaceAware="false"
//是否启用xml的命令

<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kfc" path="" reloadable="true" />
//web应用程序的具体部署位置，也就是context所属的host中的具体的工作目录。

path=""
//这里为空，默认就是webapps

reloadable="true" 
//允许重新加载，context相关的web应用程序的类

因为涉及到域名，所以一定要做端口映射

echo "20.0.0.10 www.kfc.com www.bennet.com" >> /etc/hosts

cd /usr/local/tomcat/bin
./shutdown.sh
./startup.sh
启动服务

启动之后一定要检查端口

netstat -antp | grep 8080

一切配置完毕即可访问： 20.0.0.10:8080

tomcat 的优化

tomcat优化的目的：

默认配置并不适合生产环境，会频繁出现假死。

需要通过压力测试，不断优化，提高稳定。

tomcat优化的三个方面：

1.配置文件优化

vim server.xml
<Connector .......>
  maxThread="200"
   //tomcat使用线程来处理接受的每个请求，可以创建的最大线程数，支持的最大并发连接数200
   minSpareThreads
   //最小空闲线程数，tomcat启动时的初始化的线程数，表示没人请求，也要打开这些空的线程等待请求10
   maxSpareThreads
   //最大备用线程数，创建线程超过这个值，tomcat会关闭不再需要线程，默认是-1
   connectionTimeout  网络连接超时，设置为20000毫秒
   enableLookups="flase"
   //是否反向解析域名。不解析，提高处理效率
   disableUploadTimeout="true"
   //上传文件时，是否启用超时限制
   connectionUploadTimeout="15000"
     //上传下载要耗时，根据需求自定义。
   acceptCount="100"
   //如果所有的可以使用的线程都被占用，可以传入的队列长度的最大值
   compression="on" off force # 所有情况下都进行压缩 on 压缩之后的页面可以减少三分之一
    //是否对响应的数据进行gzip压缩
   noCompressionUserAgents="gozilla chrom"
    //对指定访问的浏览器不进行压缩
/>

2.jvm优化

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2048m -Xmx2048m -Xmn768m -XX:ParallelGCThreads=2 -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -Djava.awt.headless=true -XX:+DisableExplicitGC" 
cygwin=false

-Xms2048m：
//Java初始化堆的大小，是分配jvm的最小内存，cpu性能搞，可以值设置高些

-Xmx2048m
//最大Java堆的大小，是分配jvm的最大内存，取决于物理内存有多大。建议和-xms和-xmx的值，设置成一样，推荐是你的物理内存的一半
目的：Java的垃圾回收机制清理完堆区之后，不需要重新分隔计算堆区的大小。

-Xmn768m
//新生代内存的大小，官方推荐整个堆的3/8

新生代：Java中每创建一个新的对象，占用的内存就是新生代
中生代：对象创建完毕之后，占用的内存就是中生代
老年代：Java垃圾回收机制进行资源回收之后，中生代剩余部分，老是老年代

-XX：ParallelGCThreads=2
//配置并行收集器的线程数，有多少个线程一起进行垃圾回收，官方推荐：与cpu数量相同

-XX:PermSize=1024m
//设置非堆内存的初始值，持久代内存的大小，一般设置为物理内存的1/4；

-XX:MaxPermSize=1024m
//最大非堆内存的大小，持久代内存的最大值，一般设置为物理内存的1/4

-Djava.awt.headless=true
//避免在Linux环境下，网页不能正常显示图片

-XX:+DisableExplicitGC
//禁止调用system.gc()，误调用了gc方法，会导致整个jvm响应速度变慢

3.操作系统优化（内核优化）

vim  /etc/security/limits.conf
# 65535 为Linux系统最大打开文件数
* soft nproc 65535 
* hard nproc 65535 
* soft nofile 65535 
* hard nofile 65535

其他调试内核参数的查看： sysctl -a

kernel.sysrq = 0: 禁用了内核的SysRq功能，SysRq允许在系统崩溃或出现问题时执行一些调试操作。

kernel.core_uses_pid = 1: 设置核心转储文件名中包含进程ID，有助于标识是哪个进程导致了核心转储。

kernel.msgmnb 和 kernel.msgmax: 增加IPC消息队列的默认和最大大小，用于进程间通信。

kernel.shmmax 和 kernel.shmall: 调整共享内存的最大大小和分配页面数。

net.ipv4.ip_forward = 0: 禁用IP数据包的转发功能，通常用于不充当路由器的系统。

net.ipv4.conf.default.rp_filter 和 net.ipv4.conf.all.rp_filter: 控制反向路径过滤，提高网络安全性。

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all: 允许或禁止系统响应ping请求。

net.ipv4.icmp_echo_ignore_broadcasts: 禁止系统对广播和多播地址的ICMP回显和时间戳请求作出响应。

net.ipv4.conf.default.accept_source_route: 不接受源路由，增加网络安全性。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1: 启用SYN Cookies，保护系统免受TCP SYN 攻击。

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000: 设置允许的TIME_WAIT套接字最大数量，避免服务器性能下降。

net.ipv4.tcp_sack = 1: 启用有选择的应答（SACK）来提高TCP性能。

net.ipv4.tcp_window_scaling = 1: 启用TCP窗口缩放功能，允许大窗口的TCP传输。

net.ipv4.tcp_rmem, net.ipv4.tcp_wmem: 调整TCP套接字读取和写入缓冲区大小。

net.ipv4.tcp_mem: 设置TCP缓冲区的最小、默认和最大值。

net.core.wmem_default, net.core.rmem_default, net.core.rmem_max, net.core.wmem_max: 调整网络核心
缓冲区的大小。

net.core.netdev_max_backlog: 控制网络接口接收数据包的排队队列大小。

net.ipv4.tcp_max_orphans: 设置系统允许的孤立TCP连接最大数量。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog: 控制系统允许的三次握手队列长度。

net.ipv4.tcp_synack_retries 和 net.ipv4.tcp_syn_retries: 设置SYN-ACK和SYN请求的重试次数。

net.ipv4.tcp_tw_recycle 和 net.ipv4.tcp_tw_reuse: 启用TIME_WAIT套接字快速回收和重用。

net.ipv4.tcp_fin_timeout: 设置TCP连接FIN（关闭连接）的超时时间。

net.ipv4.tcp_keepalive_time: 设置TCP keepalive探测包发送频率，以检测连接状态。

net.ipv4.ip_local_port_range: 设置本地端口范围，用于分配本地应用程序端口。

net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 和 net.ipv6.conf.default.disable_ipv6: 禁用IPv6。

net.netfilter.nf_conntrack_max 和其他 net.netfilter.nf_conntrack_*: 控制连接跟踪和防火墙相关设置。

net.nf_conntrack_max: 设置最大连接跟踪项数。

vm.overcommit_memory = 0: 控制内存超额分配策略，避免OOM killer杀掉进程。

vm.swappiness = 0: 设置内存交换行为，降低内存交换。

fs.file-max = 999999: 设置进程可以同时打开的最大文件句柄数。

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000: 设置操作系统允许的TIME_WAIT套接字最大数量。

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000: 设置系统允许的本地端口范围。

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1: 启用TIME_WAIT套接字快速回收。

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1: 允许TIME-WAIT套接字重用。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1: 启用SYN Cookies，防止TCP SYN 攻击。

net.core.somaxconn = 40960: 设置最大监听队列长度，用于控制最大并发连接数。

net.core.netdev_max_backlog = 262144: 设置每个网络接口接收数据包队列的最大大小。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144: 设置接受SYN请求队列的最大长度。

net.ipv4.tcp_rmem, net.ipv4.tcp_wmem: 设置TCP套接字读取和写入缓冲区的最小、默认和最大大小。

net.core.rmem_default, net.core.wmem_default, net.core.rmem_max, net.core.wmem_max: 设置内核套接字接收和
发送缓冲区大小。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1: 设置启用SYN Cookies，用于解决TCP SYN 攻击。

如何查看tomcat 的server status

cd META-INF
vim context.xml

cd /usr/local/tomcat/conf
vim tomcat-users.xml

./shutdown.sh
./startup.up
netstat -antp | grep 8080

浏览器访问： 20.0.0.10:8080

即可访问