Tomcat服务部署、优化及多实例实验

Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户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。官网地址： Apache Tomcat® - Welcome!

2.tomcat构成组件

tomcat由三个核心组件：web容器、servlet容器、jsp容器。

2.1 web容器

完成web服务器功能

2.2 servlet容器

名字为 catalina，用于处理 Servlet 代码。Servlet 是Java Servlet 的简称，可以理解为是一个服务连接器，是用 Java 编写的服务器端程序，具有独立于平台和协议的特性，简单的理解：servlet 就是一个中间件，包含了接口和方法，将客户端和数据库连接，从而实现动态网页的创建。

2.3 jsp容器

用于将jsp动态页面翻译成servlet代码

JSP 全称 Java Server Pages，是一种动态网页开发技术。它使用 JSP 标签在HTML网页中插入 Java 代码。标签通常以 <% 开头，以 %> 结束。
JSP 是一种 Java servlet，主要用于实现 Java web 应用程序的用户界面部分。
JSP 通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源，然后动态地创建网页。

因此 Tomcat 是 Web 应用服务器，也是一个 Servlet/JSP 容器。Tomcat 作为 Servlet 容器，负责处理客户请求，把请求传送给 Servlet，并将 Servlet 的响应传送回给客户。

3. tomcat的顶层架构

1、Tomcat中最顶层的容器是Server，代表着整个服务器，一个Server可以包含至少一个Service，用于具体提供服务。
2、Service主要包含两个部分:Connector和Container 。Tomcat的心脏就是这两个组件，这两个组件的作用:Connector用于处理连接相关的事情 ，并提供Socket与Request和Response相关的转化; Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。
3、一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container,但是可以有多个Connectors，因为一个服务可以有多个连接，如同时提供Http和Https链接，也可以提供向相同协议不同端口的连接。
4、多个Connector和一个Container就形成了一个Service，有了Service就可以对外提供服务了 ，但是Service还要一个生存的环境，必须要有人能够给它生命、掌握其生死大权，那就非Server莫属了! 所以整个Tomcat的生命周期由Server控制。另外，上述的包含关系或者说是父子关系，都可以在tomcat的conf目录下的server .xml配置文件中看出。
5、server.xm1中定义<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">这会让Tomcat6启动一个server实例(即一个JVM)，它监听在8005端口以接收"SHUTDOWN"命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。各Server的定义不能使用同一个端口，这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例，必须配置它们使用不同的端口。

4.tomcat的核心功能

Tomcat 的核心功能有两个，分别是负责接收和反馈外部请求的连接器 Connector ，和负责处理请求的容器 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。

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。
Service：对外提供的 Web 服务

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：

Engine：引擎，用来管理多个虚拟主机，一个 Service 最多只能有一个 Engine；
Host：代表一个虚拟主机，也可以叫站点，通过配置 Host 就可以添加站点；
Context：代表一个 Web 应用，包含多个 Servlet 封装器；
Wrapper：封装器，容器的最底层。每一 Wrapper 封装着一个 Servlet，负责对象实例的创建、执行和销毁功能。

Engine、Host、Context 和 Wrapper，这四个容器之间属于父子关系。

容器由一个引擎可以管理多个虚拟主机。每个虚拟主机可以管理多个 Web 应用。每个 Web 应用会有多个 Servlet 封装器。

5.tomcat的请求过程

用户在浏览器中输入该网址，请求被发送到本机端口8080，被在那里监听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得;
Connector把该请求交给它所在的Service的Engine (Container) 来处理，并等待Engine的回应;
Engine获得请求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虚拟主机Host;
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)，名为localhostHost获得请求/test/index.jsp，匹配它所拥有的所有Context。Host匹配到路径为/test的Context(如果匹配不到就把该请求交给路径名为""的Context去处理);
path="/test"的Context获得请求/ index. jsp，在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context 匹配到URLPattern为* .jsp的Servlet，对应于JspServlet类;
构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等
Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host; .
Host把HttpServletResponse对象返回给Engine;
Engine把HttpServletResponse对象返回Connector;
Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser

6.tomcat的配置文件

安装目录下介绍文件

ls /usr/local/tomcat/
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work

目录名字	功能
bin	存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，比较常用的是 catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh 三个文件
conf	存放 Tomcat 服务器的各种配置文件，比较常用的是 server.xml、context.xml、tomcat-users.xml、web.xml 四个文件。
lib	存放 Tomcat 服务器的 jar 包，一般不作任何改动，除非连接第三方服务，比如 redis，那就需要添加相对应的 jar 包
logs	存放 Tomcat 日志
temp	存放 Tomcat 运行时产生的文件
webapps	存放项目资源的目录
work	Tomcat 工作目录，一般清除 Tomcat 缓存的时候会使用到

conf子目录

文件名	说明
server.xml	主配置文件
web.xml	每个webapp只有"部署"后才能被访问,它的部署方式通常由web.xml进行定义,其存放位置为WEB-INF/目录中;此文件为所有的webapps提供默认部署相关的配置,每个web应用也可以使用专用配置文件,来覆盖全局文件
context.xml	用于定义所有web应用均需加载的Context配置,此文件为所有的webapps提供默认配置,每个web应用也可以使用自已专用的配置,它通常由专用的配置文件context.xml来定义,其存放位置为WEB-INF/目录中,覆盖全局的文件
tomcat-users.xml	用户认证的账号和密码文件
catalina.policy	当使用security选项启动omcat时,用于为tomcat设置安全策略
catalina.properties	Tomcat环境变量的配置,用于设定类加载器路径，以及一些与JVM调优相关参数
logging.properties	Tomcat日志系统相关的配置，可以修改日志级别和日志路径等

二、tomcat服务部署

1. 安装jdk、设置环境变量并测试

第一步：安装jdk

在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境。

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
 
2. #将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
jdk-8u201-linux-x64.rpm
 
3. #切换至/opt下，安装JDK
cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

第二步：设置jdk环境变量

1. #修改配置文件
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
 
2. #刷新配置文件
java -version                   #查看之前的版本
source /etc/profile.d/java.sh   #执行脚本
java -version                   #查看刷新后的版本

2.安装启动tomcat

第一步：解压tomcat程序

1. #切换至/opt下，解压tomcat包
cd /opt
tar -zxf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
 
2. #将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名
cp -r apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

第二步：启动tomcat

1. #切换至拷贝的目录下，启动tomcat
cd /usr/local/tomcat/
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
 
2. #看是否启动成功
ss -natp |grep 8080
 
3. #在网页测试是否可以成功登录
20.0.0.111:8080（本机IP地址）
 
4. #关闭tomcat（记得再次打开
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh

第三步：输入网址验证

启动tomcat   网页网址输入：20.0.0.111：8080 （本机地址）

3.优化tomcat启动速度

第一次启动tomcat可能会发现 Tomcat 启动很慢，默认情况下可能会需要几十秒，可以修改jdk参数进行更改

1. #修改jdk参数
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom
 
2.重启服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

/dev/urandom是/dev/random的非阻塞版本，即当熵池中没有可取的随机数时，读取/dev/urandom设备仍然会返回一个随机数，只是该随机数的安全性理论上不高。如果应用对安全性要求很高，那么应该使用/dev/random

4. 将tomcat添加至服务

1. #先关闭服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
 
2. #添加用户设置属主属组
useradd -s /sbin/nologin tomcat
chown tomcat:tomcat /usr/local/tomcat/ -R
 
3. #新建服务文件
vim /etc/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=Tomcat
#After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
After=syslog.target network.target
 
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
RestartSec=3
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target
 
4. #重新加载服务，并开启，查看是否成功启动
systemctl daemon-reload
systemctl start tomcat
ss -ntap |grep 8080

三、 tomcat服务优化

1. tomcat虚拟主机配置

使用环境：很多时候公司会有多个项目需要运行，那么肯定不可能是一台服务器上运行多个Tomcat服务，这样会消耗太多的系统资源。此时，就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。例如现在新增两个域名 www.zhuo.com 和 www.xuni.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。

第一步：创建两个项目目录及文件

1. #创建 chengnan 和 shimin 项目目录与文件
cd /usr/local/tomcat/webapps
mkdir zhuo xuni
 
2. #创建文件内容
echo "this is chengnan web" > chengnan/index.html
echo "this is shimin web" > shimin/index.html

第二步：修改tomcat主配置文件

#修改主配置文件
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml 
约164行位置插入
-----------------------------------------------------
  </Host>
 
        <Host name="www.chengnan.com"  appBase="/usr/local/tomcat/webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"
              xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
              <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/zhuo"
                path="" reloadable="true" />
     </Host>
        <Host name="www.shimin.com"  appBase="/usr/local/tomcat/webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"
              xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
              <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/xuni"
                path="" reloadable="true" />
     </Host>

Host name ：主机名
appBase ： Tomcat程序工作目录，相对路径为webapps，绝对路径/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs ：是否解压war包
autoDeploy ：指示Tomcat运行时，如有新的WEB应用是否允许自动部署
xmlValidation ：是否验证xml文件执行有效性检验的标志
xmlNamespaceAware ：是否启用xml命名空间，设置该值与xmlValidation为true，表示对web.xml文件执行有效性检验
appBase ： WEB应用的目录
path ：设置访问的URI为WEB应用的根目录
reloadable ：是否在程序有改动时重新载入

第三步：重启服务并验证

1. #本机关闭防火墙并重启服务
systemctl restart tomcat
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
2. #再开启一台centos虚拟机，更改/etc/hosts文件并关闭防火墙
echo "20.0.0.111  www.chengnan.com  www.shimin.com" >> /etc/hosts
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
3. #在网页中测试
www.chengnan.com:8080/chengnan
www.shimin.com:8080/shimin

2.tomcat配置参数优化

Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境，它可能会频繁出现假死现象需要重启，只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面，分别为操作系统优化（内核参数优化），Tomcat配置文件参数优化，Java虚拟机（JVM）调优。

常见的优化参数：

参数	说明
[ 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，默认值是200,
[minSpareThreads]	最小空闲线程数，Tomcat启动时的初始化的线程数，表示即使没有人使用也开这么多空线程等待，默认值是 10,
[maxSpareThreads]	最大备用线程数，一旦创建的钱程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。默认值是-1(无限制)。一般不需要指定。
[URIEncoding]	指定Tomcat容器的URL编码格式，语言编码格式这块倒不如其它Web服务器软件配置方便，需要分别指定。
[connnectionTimeout]	网络连接超时，单位:堂秒，设置为0表示永不超时，这样设置有隐患的。通常默认20000室秒就可以。
[enableLookups]	是否反查域名，以返回远程主机的主机名，取值为:true或false，如果设置为false，则直接返回IP地址，为了提高处理能力，应设置为false。
[disableUploadTimeout]	上传时是否使用超时机制。应设置为true.
[connectionuploadTimeout]	上传超时时间，毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间，这个根据你自己的业务需要自己调，以使Servlet有较长的时问来完成它的执行，需要与上一个参数一起配合使用才会生效。
[acceptcount]	指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可传入连接请求的最大队列长度，超过这个数的请求将不予处理，默认为100个.
[compression]	是否对响应的数据进行GZIP压缩，off：表示禁止压缩；on：表示允许压缩（文本将被压缩）、force：表示所有情况下都进行压缩，默认值为 off，压缩数据后可以有效的减少页面的大小，一般可以减小 1/3 左右，节省带宽。
[compressionMinSize]	表示压缩响应的最小值，只有当响应报文大小大于这个值的时候才会对报文进行压缩，如果开启了压缩功能，默认值就是 2048。
[compressableMimeType]	压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩。
[noCompressionUserAgents="gozilla, traviata"]	对于以下的浏览器，不启用压缩

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
---------------------------------------
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1" 
connectionTimeout="20000" 
redirectPort="8443" 
--71行--插入（上面的内容仅供参考位置）
minSpareThreads="50" 
enableLookups="false" 
disableUploadTimeout="true" 
acceptCount="300" 
maxThreads="500" 
processorCache="500"
URIEncoding="UTF-8" 
compression="on" 
compressionMinSize="2048" 
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>

四、多实例

1. 多实例是什么

多实例：多实例就是在一台服务器上同时开启多个不同的服务端口，同时运行多个服务进程，这些服务进程通过不同的socket监听不同的服务端口来提供服务。

2. 部署多实例

2.1 安装jdk并设置环境变量

在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境

1. #关闭防火墙
 systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
 
2. #将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
jdk-8u201-linux-x64.rpm
 
3. #切换至/opt下，安装JDK
cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 
 
4. #设置环境变量
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
 
5. #刷新配置文件
source /etc/profile.d/java.sh   #执行脚本
java -version                   #查看刷新后的版本

2.2 安装tomcat

1. #切换至/opt下，解压tomcat包
cd /opt
tar -zxf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 

2. #新建文件夹/usr/local/tomcat
mkdir /usr/local/tomcat
 
3. #将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名
cp -a apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1
cp -a apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat2

2.3 配置tomcat环境变量

1. #编写脚本
vim /etc/profile.d/tomcat.sh
------------------------------
#tomcat1
export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
 
#tomcat2
export CATALINA_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export CATALINA_BASE2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export TOMCAT_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
 
2. #运行脚本
source /etc/profile.d/tomcat.sh

2.4 修改tomcat中的server.xml文件，要求不能有重复的端口号

vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml
---------------------------------------------------
<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">		
#22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006
 
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1"		
#69行，修改Connector port，HTTP/1.1  默认为8080 -> 修改为8081
#第一个连接器默认监听8080端口，负责建立HTTP连接。在通过浏览器访问Tomcat服务器的Web应用时，使用的就是这个连接器。
 
<Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />	
#116行，修改Connector port AJP/1.3，默认为8009 -> 修改为8010
#第二个连接器默认监听8009端口，负责和其他的HTTP服务器建立连接。在把Tomcat与其他HTTP服务器集成时，就需要用到这个连接器。

2.5 修改各tomcat实例中开启和关闭文件，添加tamcat环境变量

1. #修改tomcat1的开启文件
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
##21行添加以下内容
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
 
2. #修改tomcat1的关闭文件
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
 
3. #修改tomcat2的开启文件
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh 
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2
 
4. #修改tomcat2的关闭文件
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2

2.6 启动各tomcat中的/bin/starup.sh并验证

1. #启动
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
 
2. #过滤端口号验证 
ss -natp | grep java
 
3. #浏览器中访问验证
20.0.0.111:8080
20.0.0.111:8081