Tomcat/Jetty/Undertow对比

对比

Spring Boot 支持多种嵌入式 Web 容器,其中 TomcatJettyUndertow 是最流行的三种选择。以下是它们在不同方面的详细对比:


📊 1. 基本信息

特性 Tomcat Jetty Undertow
开发者 Apache 软件基金会 Eclipse 基金会 Red Hat
默认容器 Spring Boot 默认容器 可选容器 可选容器
架构 多线程(阻塞 I/O) 多线程(阻塞 & 非阻塞) 基于 XNIO(非阻塞 I/O)
性能 中等 极高
内存占用 中等
HTTP/2 支持 支持(需要额外配置) 支持 原生支持
WebSocket 支持 支持 支持
嵌入式支持 支持 支持 支持

⚙️ 2. 性能对比

特性 Tomcat Jetty Undertow
并发连接数 中等 极高
延迟 中等 极低
吞吐量 较好 很好 最好
静态资源处理 一般 出色 出色
小请求处理 一般 优秀 优秀
  • Tomcat:适合中等并发,传统的 Servlet 阻塞模型在高并发下性能稍逊。
  • Jetty:在高并发场景下表现稳定,支持异步处理。
  • Undertow:轻量级,性能极佳,适合高并发和微服务架构。

🛠️ 3. 配置与可维护性

特性 Tomcat Jetty Undertow
配置复杂度 简单 适中 简单
文档 丰富 较丰富 较少
可扩展性 较强 很强 一般
定制性 一般 很强 较强
  • Tomcat:默认配置简单,易上手,但深度定制较繁琐。
  • Jetty:可配置性强,支持模块化功能,适合高级用户。
  • Undertow:配置较少,轻量级,适合 Spring Boot 直接集成。

📦 4. Spring Boot 集成

特性 Tomcat Jetty Undertow
默认支持
热部署 支持 支持 支持
API 稳定性 稳定 稳定 较新
适用场景 传统 Web 应用 高并发场景 高性能微服务场景
  • Tomcat:Spring Boot 默认支持,生态广泛。
  • Jetty:适合高并发、长连接和事件驱动的应用场景。
  • Undertow:适合高性能、微服务架构,响应速度最快。

🔒 5. 安全性

特性 Tomcat Jetty Undertow
安全补丁频率 较高 较高 一般
社区支持 强大 强大 一般
SSL 配置 简单 复杂 简单
  • Tomcat:安全性较高,社区活跃。
  • Jetty:支持 TLS/SSL 配置,但配置稍显复杂。
  • Undertow:简单,但社区相对较小,安全更新较慢。

💻 6. 使用场景

使用场景 Tomcat Jetty Undertow
中小型应用 ✅ 非常适合 ✅ 合适 ✅ 合适
高并发应用 🚫 不推荐 ✅ 推荐 ✅ 推荐
微服务架构 🚫 一般 ✅ 推荐 ✅ 强烈推荐
静态资源服务 🚫 一般 ✅ 推荐 ✅ 强烈推荐

📝 7. 总结

特性 Tomcat Jetty Undertow
优点 易于配置,社区活跃 高并发、稳定性好 高性能,轻量级
缺点 性能一般,高并发欠佳 配置稍显复杂 社区支持较弱
推荐场景 传统 Web 应用 高并发、长连接 微服务架构,高性能

🏆 8. 选择建议

  1. Tomcat
    • 传统中小型 Web 应用。
    • Spring Boot 默认支持,简单易用。
  2. Jetty
    • 需要高并发、异步支持的场景。
    • 灵活配置,适合事件驱动应用。
  3. Undertow
    • 高性能场景、微服务架构。
    • 需要轻量级、低延迟的应用。

🚀 推荐场景总结

  • 单体应用、传统 Web 应用Tomcat
  • 高并发、事件驱动应用Jetty
  • 微服务架构、高性能需求Undertow

为什么 Undertow 性能最好?

虽然 TomcatJettyUndertow 都支持 NIO(非阻塞 I/O) ,并且 Jetty 和 Undertow 都支持异步与事件驱动,但是 Undertow 在性能上依然领先,主要原因在于以下几个方面:


⚙️ 1. 内部架构与 I/O 模型

Tomcat:BIO → NIO → NIO2

  • Tomcat 的 NIO 是在传统的阻塞架构上逐步演进而来的,底层 I/O 模型较为复杂。
  • NIO2 引入了 AsynchronousChannel,但仍然继承了部分历史包袱。

Jetty:基于 NIO + SelectorManager

  • Jetty 使用 NIO ,并引入了 SelectorManager 来高效管理 I/O 事件。
  • Jetty 的线程模型比较复杂,包括 acceptorselector 线程,可能在高并发情况下有一定的开销。

Undertow:XNIO(异步非阻塞 I/O 框架)

  • Undertow 使用 XNIO ,由 JBoss 团队开发,专门针对高性能、低延迟场景。
  • XNIO 使用更高效的线程池管理策略,避免了过多的上下文切换和资源争抢。
  • 它采用 直接内存(DirectBuffer) 进行数据传输,减少了 JVM 堆内存的拷贝开销。

📊 2. 线程模型

Tomcat:多线程阻塞请求模型

  • 每个请求会被分配一个线程进行处理。
  • 在高并发场景下,线程上下文切换开销较大。

Jetty:多线程 + 事件驱动

  • 使用 SelectorManager线程池 处理 I/O 和业务逻辑。
  • 支持异步请求,但线程分配和资源管理仍然稍显复杂。

Undertow:异步事件驱动

  • 使用 XnioWorker 管理线程,更高效地处理 I/O 事件。
  • 将请求和响应拆分为异步处理阶段,减少了线程的占用时间。
  • 通过高效的 Direct Memory + 线程绑定,极大减少了上下文切换和锁竞争。

🛠️ 3. 轻量级与模块化

Tomcat:重量级

  • Tomcat 的架构相对复杂,包含大量历史遗留功能模块。
  • 即使禁用不必要的模块,也无法完全剥离它们,导致整体内存占用较大。

Jetty:中等

  • Jetty 支持模块化,可以根据需求裁剪功能,但默认配置仍然包含不少开销。

Undertow:极度轻量

  • Undertow 是为嵌入式场景设计的,默认非常轻量,仅包含最核心的 Web 服务功能。
  • 开发者可以根据需求裁剪功能模块,避免引入不必要的开销。
  • 启动速度极快,内存占用极低。

4. HTTP 协议支持

Tomcat:基础支持

  • HTTP/1.1:默认支持
  • HTTP/2:支持,但需要显式启用并进行额外配置。

Jetty:强大支持

  • HTTP/1.1:默认支持
  • HTTP/2:原生支持,配置较为简单。

Undertow:原生 HTTP/2 支持

  • HTTP/1.1:默认支持
  • HTTP/2:原生支持,并且优化了 HTTP/2 的流控机制。
  • 同时支持 WebSocketgRPC,在高性能场景下表现优秀。

🧠 5. 内存管理

Tomcat:传统堆内存

  • Tomcat 主要依赖 JVM 的堆内存进行缓冲。
  • 大量小对象和请求数据在堆上分配,容易触发频繁的垃圾回收(GC)。

Jetty:优化缓冲池

  • Jetty 使用自定义的 BufferPool 进行缓冲管理,减少了频繁 GC。
  • 但其缓冲区管理相对 Undertow 略显复杂。

Undertow:直接内存(DirectBuffer)

  • Undertow 使用 DirectBuffer 进行数据传输,避免 JVM 堆上的对象分配和复制。
  • 在处理大量小对象时,减少了 GC 开销,内存管理更加高效。

🔄 6. 异步与非阻塞处理

Tomcat:有限支持

  • Tomcat 支持 Servlet 3.0 的异步特性,但其线程模型使得并不是真正的异步非阻塞。

Jetty:较好

  • Jetty 对异步请求处理进行了优化,能够更高效地管理线程资源。

Undertow:完美支持

  • Undertow 的设计完全围绕异步和非阻塞进行,提供更好的线程利用率。
  • 在处理高并发长连接(如 WebSocket、HTTP/2)时表现尤其优秀。

📝 7. 总结

维度 Tomcat Jetty Undertow
I/O 模型 NIO/NIO2 NIO + Selector XNIO + DirectBuffer
线程模型 阻塞 异步/事件驱动 完全异步/事件驱动
内存管理 堆内存 自定义 BufferPool DirectBuffer
HTTP/2 支持 额外配置 默认支持 原生支持
可扩展性 一般 极强
性能 中等 极高
适用场景 传统 Web 应用 高并发场景 高性能微服务

🏆 为什么 Undertow 性能最好?

  1. 高效的 XNIO I/O 模型
  2. 异步事件驱动线程管理
  3. 原生 DirectBuffer 支持,减少内存拷贝
  4. 轻量级架构,极低的内存开销
  5. 原生 HTTP/2 和 WebSocket 支持

📌 推荐使用 Undertow 的场景:

  • 高并发 API 网关
  • 轻量级微服务
  • 静态资源服务器
  • 需要低延迟响应的应用
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