tomcat - 技术栈

1、tomcat

和php一样都是用来处理动态页面

tomcat也可以作为web应用服务器，是开源的

php处理的是以.php为结尾的

tomcat处理的是以.jsp为结尾的

nginx处理的是以.html为结尾的

tomcat是用java代码写的程序，运行的是java的web应用程序

1.1tomcat的特点和功能

1、servlet容器：执行java的servlet，是服务端的java程序，用来处理客户端的http请求以及响应

2、jsp容器：javaserver page，是一个动态页面技术，可以在html的页面里面嵌入java代码

3、自身也是一个http服务器

4、tomcat是一个轻量级的动态页面处理程序，高并发场景不适用

重要的：优化，tomcat自身的优化，以及系统的内核优化，jvm优化

1.1.1servlet

是java语言当中用来开发web应用程序的关键组件

功能:

1、处理http请求

2、生成动态内容以及响应客户端的请求

3、处理java的业务逻辑

4、进行会话管理，保持用户的状态信息，购物车同步，用户登录等

5、转发nginx的动态请求到数据库

jsp：web用户程序的界面，界面的语言是用java实现的。以.jsp为结尾的文件

1.2tomcat的组件

connector：是一个接收器，负责对外接收和响应请求，是tomcat与客户端沟通的一个枢纽，监听端口接收外界请求。tomcat默认端口：8080

接收了请求之后，传递给其他组件进行处理，处理完成之后回到connector，再响应客户端

container：负责处理业务逻辑，由四部分组成：engine host context wrapper

engine：用来管理多个虚拟主机。一个service只有一个engine

host：一个host就是一个主机，也可以叫站点，通过配置host可以添加多个站点

context：一个context代表一个web应用

wrapper：封装器，负责处理最底层的逻辑

service：对外提供外部服务，包含connector和container

tomcat可以有多个service，每个service之间是互相独立的

1.3安装tomcat

将安装包拖进去，关闭防火墙

安装jdk

[root@test3 opt]# rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

环境已安装好

[root@test3 opt]# java -version

openjdk version "1.8.0_181"

OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_181-b13)

OpenJDK 64-Bit Server VM (build 25.181-b13, mixed mode)

设置java环境变量

[root@test3 opt]# vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64

export CLASSPATH=.: $JAVA_HOME/lib/tools.jar:$ JAVA_HOME/lib/dt.jar

export PATH= $JAVA_HOME/bin:$ PATH

生效

source /etc/profile.d/java.sh

版本号升级了

[root@test3 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)

解压tomcat

[root@test3 opt]# tar -xf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

改名为tomcat，并且移动到/usr/local/

[root@test3 opt]# mv apache-tomcat-9.0.16 tomcat

[root@test3 opt]# mv tomcat/ /usr/local/

启动tomcat

[root@test3 bin]# ./startup.sh

Using CATALINA_BASE: /usr/local/tomcat

Using CATALINA_HOME: /usr/local/tomcat

Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp

Using JRE_HOME: /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64

Using CLASSPATH: /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar

Tomcat started.

查看端口是否开启

[root@test3 bin]# netstat -antp | grep 8080

开始访问

打开Manager APP

进入context.xml，站点信息

重启

[root@test3 bin]# ./shutdown.sh

[root@test3 bin]# ./startup.sh

查看端口已开启

tomcat页面已打开

1.4tomcat目录的作用

1、bin：存放启动和关闭tomcat脚本的文件，startup.sh shutdown.sh

2、conf：存放tomcat的主配置文件，server.xml主配置文件

3、context.xml：host的默认配置信息

4、tomcat-user.xml：登录时认证用户和密码的相关信息，manager文件必须要赋权修改之后才能打开

5、lib：tomcat运行时需要的jar包，一般不动

6、logs：日志文件。catalina.out主日志文件

7、temp：存放tomcat运行时产生的文件

8、webapps：部署web应用的目录，类似于nginx的html

2、tomcat的优化

2.1tomcat自身的优化

tomcat的并发处理能力不强。大项目不使用tomcat作为转发动态的中间件（k8s集群，python rubby，小项目会使用（内部使用）

优化tomcat的启动速度

file:/dev/urandom ：非阻塞的版本，不依赖系统的终端，进程忙也不会进入等待状态，处理速度相对较快。如果对应用的安全性要求比较高，只能用file:/dev/random

默认配置不适合生产环境，可能频繁出现假死，需要不停的重启。

根据生产环境的实际情况，自行测试

port 8080：http的端口

8443：https的端口（接收客户端https的请求）

vim server.xml

maxThreads：tomcat使用线程来处理进程的个数。tomcat最多可以创建多少个线程，默认是200个

minSpareThreads：最小空闲数线程，tomcat开启之后，没人使用也会有进程待命，默认值是10

maxSpareThreads：最大空闲数线程，一旦线程总数超过这个值，tomcat就会关闭不再需要的线程，默认是-1，不限制，一般不设置

connectionTimeout="20000"：网络连接超时时间，单位是毫秒，设置成0 就是永不超时。默认即可

enableLookups：是否支持反向解析，true，false。一般都是关闭false，可以提高处理速度

disableUploadTimeout：上传时是否使用超时机制，默认是10s，true是禁用，false是开启

connectionUploadTimeot：上传的超时时间

acceptCount：当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以接入请求的最大队列长度。超过了这个数字的请求将被不予处理（直接丢弃），默认是100个

compression：是否对响应数据进行压缩，on是开启，off是关闭。开启压缩之后可以有效的减少页面的大小（文件无效，图片音频视频）一般可以减少三分之一，节省带宽，默认off

如果compression="on"

compressionMinSize：表示响应压缩的最小值，只有响应报文大于这个值才会进行压缩。如果开启了压缩，默认值是2048

noCompressionUserAgents="浏览器名称"：对于这些浏览器，不启用压缩

compressableMimeType=" "：压缩类型，指定对哪些类型的文件进行压缩

常用的页面类型：

文本类型：text/plain，text/html，text/css，text/javascript

图片类型：image/jpg，image/jpeg，image/gif

音频类型：audio/ogg，wav，mpeg

视频类型：video/mp4，webm，rmvb，quicktime

应用程序：application/pdf，json，xml

2.2内核优化：系统安全的优化补齐

内核优化的配置文件：

1、vim /etc/security/limits.conf

打开文件数的限制，系统初始化第一步要做的事情

2、内核参数文件：vim/etc/sysctl.conf

sysctl -a 查看当前系统默认的内核参数

net.ipv4.ip_forward=0/1：禁用或者开启数据包的转发功能，如果要做路由器必须打开。0是关，1是开

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=2000：允许timewait的最大数量

net.ipv4.tcp_sack=1：启用有选择的应答，可以提高tcp的处理性能

net.core.netdev_max_backlog=262144：网络接收数据包队列的最大的大小

vm.swappiness=0：关闭内存的交换行为，不使用交换工具，k8s默认就不能使用交换分区，否则会报错

net.ipv4.tcp_max_orphans：系统允许的最大的tcp的连接数量

net.ipv4.ip_local_port_range=1024-65000：设定系统的端口范围

net.ipv4.tcp_fin_timeout=10：设置tcp关闭连接的超时时间

net.ipv4.tcp_keepalive_time：设置tcp的keepalive包的探测包的发送频率，用于检测连接状态

2.3JVM优化

vim catalina.sh

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

各字段的含义：

-Xms2048m：java初始化堆的大小，分配jvm的最小内存，cpu的性能比较高，可以分配的高一点

-Xmx2048m：java堆的最大值，也就是jvm的最大内存，取决于物理内存的大小，官方建议设置成与xms一样的值。设置成物理内存的一半

-Xmn768m：新生代内存的大小，官方推荐设置成jvm内存最大值的八分之三。

java自带垃圾回收机制，java进行垃圾回收之后，不需要重新计算堆区的大小。

堆区有三类：新生代、中生代、老年代

每生成一个新的对象，对象占用的内存空间就是新生代空间。垃圾回收对堆区当中的资源进行回收之后，新生代没有被回收的资源就转移到中生代，中生代的就会转移到老年代

整个jvm堆的大小：新生代+老年代+永久代（系统自带的）

-XX:ParallelGCThreads=2：配置并行收集器的线程数，同时有多少个线程一起进行垃圾回收，配置成cpu的一半

-XX:PermSize=1024m：设置非堆内存的初始值，持久代内存的大小，默认是物理内存的四分之一，建议设置成整个jvm内存的一半

非堆内存是不会被java的垃圾回收机制处理的

-XX:MaxPermSize=1024m：非堆内存的最大值，和初始值一致即可

-Djava.awt.headless=true：防止在linux访问的情况下，web页面的图片不能打开

-XX:+DisableExplicitGC"：老年代的收集算法，缩短垃圾回收机制的时间

tomcat server status 下各部分的含义：

PS Eden Space：堆内存，创建一个新的对象都在堆内存当中

PS Old Gen：堆内存，长期存活的对象，永生代

PS Survivor Space：堆内存，PS Eden Space和PS Old Gen之间的存活对象，中生代

Code Cache：非堆内存，存储已经编译的代码

Compressed Class Space：非堆内存，存储已经压缩过的类定义

Metaspace：非堆内存，存储元数据的区域

ajp-nio-8009

ajp-nio：连接器的类型，ajp是协议，nio是技术，异步非阻塞的通信访问

ajp协议的作用：tomcat服务器和web服务器之间进行连接的协议，可以提供负载均衡和高效转发。nio可以提高并发的处理能力

8009：ajp协议的默认端口

3、tomcat和nginx实现动静分离

访问nginx就是静态页面

nginx代理index.jsp，可以实现tomcat的动态页面

实验步骤：

关闭防火墙

[root@tomcat1 ~]# systemctl stop firewalld

[root@tomcat1 ~]# setenforce 0

先配置tomcat1和tomcat2，查看端口是否开启，访问是否正常

[root@tomcat1 bin]# netstat -antp | grep 8080

tomcat1、tomcat2各创建一个test目录

[root@tomcat1 tomcat]# cd webapps/

[root@tomcat1 webapps]# mkdir test

在test目录下vim index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>

<html>

<head>

<title>JSP test1 page</title>

</head>

<body>

<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>

</body>

</html>

在conf目录下vim server.xml