Tomcat：完整学习笔记教程

第1章：Tomcat简介

1.1 什么是Tomcat？

Apache Tomcat是一个开源的Java Servlet容器，由Apache Software Foundation开发。它实现了Java Servlet和JavaServer Pages (JSP)规范，是最流行的Java Web服务器之一。

1.2 Tomcat的历史发展

1999年：Tomcat作为Apache Jakarta项目的子项目诞生

2001年：Tomcat 4.0发布，支持Servlet 2.3和JSP 1.2规范

2005年：Tomcat 5.5发布，成为Apache顶级项目

2011年：Tomcat 7.0发布，支持Servlet 3.0规范

2016年：Tomcat 8.0发布，支持Servlet 3.1规范

2018年：Tomcat 9.0发布，支持Servlet 4.0规范

2021年：Tomcat 10.0发布，支持Jakarta EE 9规范

......
1.3 Tomcat的特点和优势

开源免费：完全免费使用，支持商业应用

轻量级：相比其他应用服务器，Tomcat更轻量，启动速度快

易于使用：配置简单，学习曲线平缓

跨平台：支持Windows、Linux、macOS等操作系统

高性能：经过优化，能够处理大量并发请求

可扩展：支持集群部署和负载均衡

安全性：提供多种安全特性，支持SSL/TLS加密
1.4 Tomcat的版本选择

Tomcat 8.5：稳定版本，支持Servlet 3.1，推荐生产环境使用

Tomcat 9.0：最新稳定版本，支持Servlet 4.0

Tomcat 10.0：支持Jakarta EE 9，但API有所变化

Tomcat 10.1：支持Jakarta EE 10

对于新项目，推荐使用Tomcat 9.0或10.0版本。

1.5 Tomcat的应用场景

企业级Web应用：部署Java Web应用

微服务架构：作为轻量级容器运行Spring Boot应用

开发环境：快速搭建开发测试环境

API服务器：提供RESTful API服务

静态资源服务器：处理静态文件请求

第2章：Tomcat的安装和配置

2.1 系统要求

Java版本：Tomcat 8.5+需要JDK 8或更高版本

操作系统：Windows、Linux、macOS、Solaris等

内存：至少512MB，推荐1GB以上

磁盘空间：至少100MB可用空间
2.2 下载Tomcat

从Apache Tomcat官网下载最新版本：

java 复制代码

https://tomcat.apache.org/download-90.cgi

选择对应的版本和操作系统：

Core：核心分发包，包含Tomcat服务器

Deployer：用于部署Web应用的工具

Embedded：嵌入式版本，可集成到其他应用中
2.3 Windows环境安装

解压安装包

将下载的zip文件解压到指定目录，如：C:\apache-tomcat-9.0.x

配置环境变量

java 复制代码

JAVA_HOME：指向JDK安装目录
CATALINA_HOME：指向Tomcat安装目录
PATH：添加 %CATALINA_HOME%\bin

启动Tomcat

java 复制代码

# 进入Tomcat bin目录
cd C:\apache-tomcat-9.0.x\bin

# 启动服务
startup.bat

# 停止服务
shutdown.bat

2.4 Linux环境安装

解压安装包

java 复制代码

# 创建Tomcat目录
sudo mkdir /opt/tomcat

# 解压文件
sudo tar -zxvf apache-tomcat-9.0.x.tar.gz -C /opt/tomcat

# 创建符号链接
sudo ln -s /opt/tomcat/apache-tomcat-9.0.x /opt/tomcat/latest

配置环境变量

java 复制代码

# 编辑/etc/profile或~/.bashrc
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_xxx
export CATALINA_HOME=/opt/tomcat/latest
export PATH=$PATH:$CATALINA_HOME/bin

# 使环境变量生效
source /etc/profile
创建系统服务

# 创建服务文件
sudo vi /etc/systemd/system/tomcat.service

# 添加以下内容：
[Unit]
Description=Apache Tomcat Web Application Container
After=network.target

[Service]
Type=forking
Environment=JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_xxx
Environment=CATALINA_PID=/opt/tomcat/latest/temp/tomcat.pid
Environment=CATALINA_HOME=/opt/tomcat/latest
Environment=CATALINA_BASE=/opt/tomcat/latest
ExecStart=/opt/tomcat/latest/bin/startup.sh
ExecStop=/opt/tomcat/latest/bin/shutdown.sh
User=tomcat
Group=tomcat
UMask=0007
RestartSec=10
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# 重新加载systemd
sudo systemctl daemon-reload

# 启动服务
sudo systemctl start tomcat

# 设置开机自启
sudo systemctl enable tomcat

2.5 验证安装

检查服务状态

java 复制代码

# Windows
netstat -ano | findstr :8080

# Linux
sudo systemctl status tomcat
访问默认页面打开浏览器访问：http://localhost:8080

查看Tomcat日志

java 复制代码

# Windows
%CATALINA_HOME%\logs\catalina.out

# Linux
/opt/tomcat/latest/logs/catalina.out

第3章：Tomcat目录结构详解

3.1 主要目录结构

java 复制代码

apache-tomcat-9.0.x/
├── bin/                    # 启动和关闭脚本
│   ├── startup.sh/.bat     # 启动脚本
│   ├── shutdown.sh/.bat    # 关闭脚本
│   ├── catalina.sh/.bat    # 主控制脚本
│   └── setenv.sh/.bat      # 环境变量设置
├── conf/                   # 配置文件
│   ├── server.xml          # 主配置文件
│   ├── web.xml             # Web应用默认配置
│   ├── tomcat-users.xml    # 用户认证配置
│   ├── context.xml         # 上下文配置
│   └── catalina.policy     # 安全策略
├── lib/                    # Tomcat核心库
├── logs/                   # 日志文件
│   ├── catalina.out        # 主日志文件
│   ├── localhost.log       # 本地日志
│   └── host-manager.log    # 主机管理日志
├── temp/                   # 临时文件
├── webapps/                # Web应用部署目录
│   ├── ROOT/               # 默认Web应用
│   ├── docs/               # Tomcat文档
│   ├── examples/           # 示例应用
│   ├── host-manager/       # 主机管理应用
│   └── manager/            # 管理应用
├── work/                   # 工作目录（JSP编译等）
└── LICENSE                 # 许可证文件

3.2 配置文件详解

server.xml - 主配置文件

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
  <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

  <GlobalNamingResources>
    <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
              type="org.apache.catalina.UserDatabase"
              description="User database that can be updated and saved"
              factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
              pathname="conf/tomcat-users.xml" />
  </GlobalNamingResources>

  <Service name="Catalina">
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
      <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
        <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
               resourceName="UserDatabase"/>
      </Realm>

      <Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
               prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
               pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
      </Host>
    </Engine>
  </Service>
</Server>

web.xml - Web应用默认配置

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
         http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <display-name>Welcome to Tomcat</display-name>
    <description>Welcome to Tomcat</description>

    <servlet>
        <servlet-name>default</servlet-name>
        <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>
        <load-on-startup>1</load-on-startup>
    </servlet>

    <servlet-mapping>
        <servlet-name>default</servlet-name>
        <url-pattern>/</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <session-config>
        <session-timeout>30</session-timeout>
    </session-config>
</web-app>

tomcat-users.xml - 用户认证配置

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<tomcat-users xmlns="http://tomcat.apache.org/xml"
              xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
              xsi:schemaLocation="http://tomcat.apache.org/xml tomcat-users.xsd"
              version="1.0">

  <role rolename="manager-gui"/>
  <role rolename="manager-script"/>
  <role rolename="manager-jmx"/>
  <role rolename="manager-status"/>
  <role rolename="admin-gui"/>
  <role rolename="admin-script"/>

  <user username="admin" password="admin" roles="manager-gui,manager-script,manager-jmx,manager-status,admin-gui,admin-script"/>
</tomcat-users>

3.3 日志文件说明

catalina.out：Tomcat主日志，包含启动信息和错误信息

localhost.log：本地主机相关的日志

manager.log：管理应用日志

host-manager.log：主机管理应用日志

localhost_access_log.txt：访问日志

第4章：Web应用部署

4.1 部署方式概述

Tomcat支持多种Web应用部署方式：

WAR文件部署：最常用方式

目录部署：开发阶段使用

自动部署：通过配置文件

热部署：运行时部署

4.2 WAR文件部署

手动部署

java 复制代码

停止Tomcat服务

# Linux
sudo systemctl stop tomcat

# Windows
shutdown.bat
将WAR文件复制到webapps目录

cp myapp.war /opt/tomcat/webapps/
启动Tomcat服务

# Linux
sudo systemctl start tomcat

# Windows
startup.bat
验证部署访问：http://localhost:8080/myapp

使用Manager应用部署

java 复制代码

访问Manager应用浏览器访问：http://localhost:8080/manager/html

登录认证使用tomcat-users.xml中配置的用户

上传WAR文件在"Deploy"部分选择WAR文件并部署

4.3 目录部署

创建应用目录

java 复制代码

mkdir /opt/tomcat/webapps/myapp

创建WEB-INF目录

java 复制代码

mkdir /opt/tomcat/webapps/myapp/WEB-INF

创建web.xml

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
         http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
</web-app>

创建classes目录

java 复制代码

mkdir /opt/tomcat/webapps/myapp/WEB-INF/classes

创建lib目录

java 复制代码

mkdir /opt/tomcat/webapps/myapp/WEB-INF/lib

4.4 上下文配置

context.xml配置

java 复制代码

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Context>
    <!-- 数据库连接池配置 -->
    <Resource name="jdbc/myapp"
              auth="Container"
              type="javax.sql.DataSource"
              maxActive="100"
              maxIdle="30"
              maxWait="10000"
              username="root"
              password="password"
              driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
              url="jdbc:mysql://localhost:3306/myapp"/>
</Context>

server.xml中配置上下文

java 复制代码

<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <Context path="/myapp" docBase="/path/to/myapp" reloadable="true"/>
</Host>

4.5 部署最佳实践
文件命名规范

WAR文件使用小写字母

避免使用特殊字符

包含版本号，如：myapp-1.0.war

目录权限设置

java 复制代码

# 设置正确的权限
chown -R tomcat:tomcat /opt/tomcat/webapps/myapp
chmod -R 755 /opt/tomcat/webapps/myapp

备份策略

部署前备份现有应用

保留多个版本的备份

定期清理旧备份

部署验证

检查应用启动日志

验证关键功能

监控系统资源使用

第5章：Tomcat配置管理

5.1 连接器配置

HTTP连接器

java 复制代码

<Connector port="8080"
           protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           maxThreads="150"
           minSpareThreads="25"
           maxSpareThreads="75"
           acceptCount="100"
           enableLookups="false"
           compression="on"
           compressionMinSize="2048"
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript,application/json"/>

AJP连接器

java 复制代码

<Connector port="8009"
           protocol="AJP/1.3"
           redirectPort="8443"
           maxThreads="150"
           minSpareThreads="25"
           maxSpareThreads="75"
           acceptCount="100"/>

5.2 JVM参数优化

setenv.sh配置（Linux）

java 复制代码

# JVM内存设置
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xms512m -Xmx2048m"

# GC参数
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseG1GC"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:MaxGCPauseMillis=200"

# 其他优化
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Djava.awt.headless=true"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dfile.encoding=UTF-8"
setenv.bat配置（Windows）
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Xms512m -Xmx2048m
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -XX:+UseG1GC
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -XX:MaxGCPauseMillis=200
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Djava.awt.headless=true
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dfile.encoding=UTF-8

5.3 线程池配置

java 复制代码

<Executor name="tomcatThreadPool"
          namePrefix="catalina-exec-"
          maxThreads="150"
          minSpareThreads="25"
          maxIdleTime="60000"/>

5.4 安全配置

禁用不必要的应用

java 复制代码

# 删除默认应用
rm -rf /opt/tomcat/webapps/docs
rm -rf /opt/tomcat/webapps/examples
rm -rf /opt/tomcat/webapps/host-manager
rm -rf /opt/tomcat/webapps/manager

配置安全头

java 复制代码

在web.xml中添加：

<filter>
    <filter-name>httpHeaderSecurity</filter-name>
    <filter-class>org.apache.catalina.filters.HttpHeaderSecurityFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>antiClickJackingEnabled</param-name>
        <param-value>true</param-value>
    </init-param>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>httpHeaderSecurity</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

SSL/TLS配置

java 复制代码

<Connector port="8443"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150"
           scheme="https"
           secure="true"
           SSLEnabled="true">
    <SSLHostConfig>
        <Certificate certificateKeystoreFile="conf/localhost-rsa.jks"
                     certificateKeystorePassword="changeit"
                     certificateKeyAlias="localhost"/>
    </SSLHostConfig>
</Connector>

第6章：性能调优

6.1 内存优化

JVM堆内存设置

java 复制代码

# 生产环境推荐配置
-Xms2g -Xmx4g
-XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1g
-XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m

内存监控

java 复制代码

使用jstat命令监控JVM内存：

# 查看GC情况
jstat -gcutil <pid> 1000

# 查看内存使用
jstat -gccapacity <pid>

6.2 连接器优化

高并发配置

java 复制代码

<Connector port="8080"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
           maxThreads="1000"
           minSpareThreads="100"
           maxConnections="2000"
           connectionTimeout="20000"
           keepAliveTimeout="20000"
           maxKeepAliveRequests="100"/>

压缩配置

java 复制代码

<Connector port="8080"
           compression="on"
           compressionMinSize="1024"
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript,application/json"/>

6.3 数据库连接池

Tomcat JDBC Pool配置

java 复制代码

<Resource name="jdbc/myapp"
          auth="Container"
          type="javax.sql.DataSource"
          factory="org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSourceFactory"
          testWhileIdle="true"
          testOnBorrow="true"
          testOnReturn="false"
          validationQuery="SELECT 1"
          validationInterval="30000"
          timeBetweenEvictionRunsMillis="30000"
          maxActive="100"
          minIdle="10"
          maxIdle="50"
          maxWait="10000"
          initialSize="10"
          removeAbandonedTimeout="60"
          removeAbandoned="true"
          logAbandoned="true"
          minEvictableIdleTimeMillis="30000"
          jdbcInterceptors="org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.ConnectionState;org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.StatementFinalizer"/>

6.4 缓存优化

静态资源缓存

java 复制代码

<Context>
    <Resources cachingAllowed="true"
               cacheMaxSize="102400"
               cacheObjectMaxSize="512"
               cacheTtl="60000"/>
</Context>

Session管理

java 复制代码

<Manager className="org.apache.catalina.session.PersistentManager"
         saveOnRestart="true"
         maxActiveSessions="-1"
         minIdleSwap="-1"
         maxIdleSwap="-1"
         maxIdleBackup="-1">
    <Store className="org.apache.catalina.session.FileStore"
           directory="./session"/>
</Manager>

第7章：安全配置

7.1 用户认证和授权

基本认证配置

java 复制代码

<Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
       resourceName="UserDatabase"/>

JDBC Realm配置

java 复制代码

<Realm className="org.apache.catalina.realm.JDBCRealm"
       driverName="com.mysql.jdbc.Driver"
       connectionURL="jdbc:mysql://localhost:3306/tomcat_users"
       connectionName="tomcat"
       connectionPassword="password"
       userTable="users"
       userNameCol="user_name"
       userCredCol="user_pass"
       userRoleTable="user_roles"
       roleNameCol="role_name"/>

7.2 SSL/TLS证书配置

生成自签名证书

java 复制代码

# 生成密钥库
keytool -genkey -alias tomcat -keyalg RSA -keystore /opt/tomcat/conf/localhost-rsa.jks

# 查看证书信息
keytool -list -keystore /opt/tomcat/conf/localhost-rsa.jks

配置HTTPS

java 复制代码

<Connector port="8443"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150"
           scheme="https"
           secure="true"
           SSLEnabled="true">
    <SSLHostConfig>
        <Certificate certificateKeystoreFile="conf/localhost-rsa.jks"
                     certificateKeystorePassword="changeit"/>
    </SSLHostConfig>
</Connector>

7.3 安全过滤器

CSRF防护

java 复制代码

<filter>
    <filter-name>CSRF</filter-name>
    <filter-class>org.apache.catalina.filters.CsrfPreventionFilter</filter-class>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>CSRF</filter-name>
    <url-pattern>*.do</url-pattern>
</filter-mapping>

XSS防护

java 复制代码

<filter>
    <filter-name>XSS</filter-name>
    <filter-class>org.apache.catalina.filters.HttpHeaderSecurityFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>hstsEnabled</param-name>
        <param-value>true</param-value>
    </init-param>
</filter>

<filter-mapping>
    <filter-name>XSS</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

7.4 访问控制

基于IP的访问控制

java 复制代码

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
       allow="192.168.1.*"/>

基于主机的访问控制

java 复制代码

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteHostValve"
       deny="evil.com"/>

第8章：监控和管理

8.1 Manager应用

启用Manager应用

编辑tomcat-users.xml

java 复制代码

<role rolename="manager-gui"/>
<role rolename="manager-script"/>
<role rolename="manager-jmx"/>
<role rolename="manager-status"/>
<user username="admin" password="admin" roles="manager-gui,manager-script,manager-jmx,manager-status"/>

访问Manager应用

HTML界面：http://localhost:8080/manager/html

文本界面：http://localhost:8080/manager/text

Manager应用功能

应用列表：查看所有已部署应用

部署应用：上传和部署WAR文件

停止/启动应用：控制应用状态

重载应用：重新加载应用

查看统计信息：应用访问统计

8.2 JMX监控

启用JMX

java 复制代码

# Linux
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9090"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

# Windows
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dcom.sun.management.jmxremote
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9090
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false

使用JConsole连接

java 复制代码

jconsole localhost:9090

8.3 日志监控

配置日志轮转

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<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"
       directory="logs"
       prefix="localhost_access_log"
       suffix=".txt"
       pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b &quot;%{Referer}i&quot; &quot;%{User-Agent}i&quot;"
       rotatable="true"
       fileDateFormat=".yyyy-MM-dd"/>

日志级别配置

在logging.properties中配置：

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handlers = 1catalina.org.apache.juli.AsyncFileHandler, java.util.logging.ConsoleHandler

1catalina.org.apache.juli.AsyncFileHandler.level = FINE
1catalina.org.apache.juli.AsyncFileHandler.directory = ${catalina.base}/logs
1catalina.org.apache.juli.AsyncFileHandler.prefix = catalina.

java.util.logging.ConsoleHandler.level = FINE
java.util.logging.ConsoleHandler.formatter = java.util.logging.SimpleFormatter

8.4 性能监控工具
使用VisualVM

启动VisualVM

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jvisualvm

连接Tomcat进程

本地连接：直接选择Tomcat进程

远程连接：配置JMX远程连接

使用jstatd

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# 创建安全策略文件
echo "grant codebase \"file:${JAVA_HOME}/lib/tools.jar\" {
    permission java.security.AllPermission;
};" > /tmp/jstatd.policy

# 启动jstatd
jstatd -J-Djava.security.policy=/tmp/jstatd.policy -p 1099

第9章：故障排除

9.1 常见启动问题

端口占用

问题现象：

Address already in use: JVM_Bind

解决方案：

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# 查看端口占用
netstat -tlnp | grep :8080

# 杀死进程
kill -9 <PID>

# 或者修改Tomcat端口
# 编辑server.xml
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" .../>

内存不足

问题现象：

java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

解决方案：

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# 增加JVM内存
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xms1g -Xmx2g"

类路径问题

问题现象：

ClassNotFoundException

解决方案：

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检查lib目录
检查CLASSPATH设置
检查JAR文件完整性

9.2 运行时问题
应用无法访问

排查步骤：

检查Tomcat是否启动

检查防火墙设置

检查应用部署状态

查看错误日志

数据库连接问题

常见错误：

Communications link failure

解决方案：

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检查数据库服务状态
验证连接参数
检查网络连接
配置连接池参数

Session问题

排查方法：

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# 查看Session统计
curl http://localhost:8080/manager/text/sessions?path=/myapp

9.3 性能问题诊断
高CPU使用率

诊断步骤：

使用top/htop查看进程

使用jstack生成线程转储

分析线程状态

识别热点方法

内存泄漏

检测方法：

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# 使用jmap生成堆转储
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>

# 使用MAT分析堆转储
# Memory Analyzer Tool

慢响应时间

排查工具：

Access Log分析

Thread Dump分析

Database慢查询分析

网络延迟测试

9.4 日志分析技巧

使用grep分析日志

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# 查找错误信息
grep "ERROR" catalina.out

# 查找特定应用错误
grep "myapp" localhost.log

# 统计HTTP状态码
grep "HTTP/1.1" localhost_access_log.txt | cut -d'"' -f3 | sort | uniq -c

日志轮转配置

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<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"
       directory="logs"
       prefix="access"
       suffix=".log"
       pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b"
       rotatable="true"
       fileDateFormat=".yyyy-MM-dd"
       maxDays="30"/>

第10章：高级特性

10.1 集群和负载均衡

配置集群

java 复制代码

<Cluster className="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"
         channelSendOptions="8">
    <Manager className="org.apache.catalina.ha.session.DeltaManager"
             expireSessionsOnShutdown="false"
             notifyListenersOnReplication="true"/>
    <Channel className="org.apache.catalina.tribes.group.GroupChannel">
        <Membership className="org.apache.catalina.tribes.membership.McastService"
                    address="228.0.0.4"
                    port="45564"
                    frequency="500"
                    dropTime="3000"/>
        <Receiver className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.NioReceiver"
                  address="auto"
                  port="4000"
                  autoBind="100"
                  selectorTimeout="5000"
                  maxThreads="6"/>
        <Sender className="org.apache.catalina.tribes.transport.ReplicationTransmitter">
            <Transport className="org.apache.catalina.tribes.transport.nio.PooledParallelSender"/>
        </Sender>
        <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.TcpFailureDetector"/>
        <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.MessageDispatchInterceptor"/>
        <Interceptor className="org.apache.catalina.tribes.group.interceptors.ThroughputInterceptor"/>
    </Channel>
    <Valve className="org.apache.catalina.ha.tcp.ReplicationValve"
           filter=""/>
    <Valve className="org.apache.catalina.ha.session.JvmRouteBinderValve"/>
    <ClusterListener className="org.apache.catalina.ha.session.ClusterSessionListener"/>
</Cluster>

负载均衡配置

使用Apache HTTP Server + mod_proxy：

java 复制代码

<Proxy balancer://tomcat-cluster>
    BalancerMember http://tomcat1:8080 route=tomcat1
    BalancerMember http://tomcat2:8080 route=tomcat2
    ProxySet stickysession=JSESSIONID
</Proxy>

ProxyPass / balancer://tomcat-cluster/
ProxyPassReverse / balancer://tomcat-cluster/

10.2 虚拟主机配置

配置虚拟主机

java 复制代码

<Engine name="Catalina" defaultHost="www.example.com">
    <Host name="www.example.com" appBase="webapps"
          unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Alias>example.com</Alias>
        <Context path="" docBase="/var/www/example"/>
    </Host>

    <Host name="www.test.com" appBase="/var/www/test"
          unpackWARs="true" autoDeploy="true">
        <Context path="" docBase="/var/www/test"/>
    </Host>
</Engine>

10.3 SSI和CGI支持

启用SSI

java 复制代码

<Context>
    <Valve className="org.apache.catalina.ssi.SSIEngine"
           debug="0"
           expires="666"
           isVirtualWebappRelative="0"
           buffered="1"/>
</Context>

启用CGI

java 复制代码

<Context>
    <Valve className="org.apache.catalina.valves.CGIValve"
           cgiPathPrefix="/WEB-INF/cgi"/>
</Context>

10.4 WebSocket支持

配置WebSocket

Tomcat 7+ 原生支持WebSocket，无需额外配置。

java 复制代码

@ServerEndpoint("/websocket")
public class WebSocketServer {
    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        System.out.println("连接打开: " + session.getId());
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String message, Session session) {
        System.out.println("收到消息: " + message);
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        System.out.println("连接关闭: " + session.getId());
    }
}

10.5 嵌入式Tomcat

Maven依赖

java 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
    <artifactId>tomcat-embed-core</artifactId>
    <version>9.0.65</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
    <artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
    <version>9.0.65</version>
</dependency>

基本使用

java 复制代码

public class EmbeddedTomcat {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Tomcat tomcat = new Tomcat();
        tomcat.setPort(8080);

        Context ctx = tomcat.addContext("/", new File("webapp").getAbsolutePath());

        Tomcat.addServlet(ctx, "hello", new HttpServlet() {
            @Override
            protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
                    throws ServletException, IOException {
                resp.getWriter().write("Hello, Embedded Tomcat!");
            }
        });

        ctx.addServletMappingDecoded("/", "hello");

        tomcat.start();
        tomcat.getServer().await();
    }
}

第11章：最佳实践和生产部署

11.1 生产环境部署清单
安全加固

移除默认应用

java 复制代码

rm -rf webapps/docs webapps/examples webapps/host-manager webapps/manager

修改默认端口

java 复制代码

<Connector port="80" protocol="HTTP/1.1" .../>

配置防火墙

java 复制代码

# 只开放必要端口
firewall-cmd --permanent --add-port=80/tcp
firewall-cmd --permanent --add-port=443/tcp

设置文件权限

java 复制代码

chown -R tomcat:tomcat /opt/tomcat
chmod -R 755 /opt/tomcat
chmod 600 /opt/tomcat/conf/*

性能优化
JVM调优

java 复制代码

export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xms4g -Xmx8g"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseG1GC"
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:MaxGCPauseMillis=200"

连接器优化

java 复制代码

<Connector port="80"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
           maxThreads="1000"
           maxConnections="2000"
           connectionTimeout="20000"/>

缓存配置

java 复制代码

<Context>
    <Resources cachingAllowed="true"
               cacheMaxSize="104857600"
               cacheObjectMaxSize="52428800"/>
</Context>

11.2 监控和告警

配置日志监控

java 复制代码

# 使用logrotate管理日志
cat > /etc/logrotate.d/tomcat << EOF
/opt/tomcat/logs/*.log {
    daily
    rotate 30
    compress
    missingok
    create 644 tomcat tomcat
    postrotate
        systemctl reload tomcat
    endscript
}
EOF
设置监控脚本
#!/bin/bash
# Tomcat监控脚本

TOMCAT_PID=$(pgrep -f tomcat)
if [ -z "$TOMCAT_PID" ]; then
    echo "Tomcat is not running"
    exit 1
fi

# 检查HTTP响应
curl -f http://localhost:8080 > /dev/null 2>&1
if [ $? -ne 0 ]; then
    echo "Tomcat is not responding"
    exit 1
fi

echo "Tomcat is running fine"
exit 0

11.3 备份和恢复

应用备份策略

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#!/bin/bash
# Tomcat应用备份脚本

BACKUP_DIR="/opt/backup/tomcat"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

# 创建备份目录
mkdir -p $BACKUP_DIR

# 备份配置文件
tar -czf $BACKUP_DIR/conf_$DATE.tar.gz /opt/tomcat/conf

# 备份Web应用
tar -czf $BACKUP_DIR/webapps_$DATE.tar.gz /opt/tomcat/webapps

# 备份数据（如果有）
# tar -czf $BACKUP_DIR/data_$DATE.tar.gz /opt/tomcat/data

# 清理旧备份（保留7天）
find $BACKUP_DIR -name "*.tar.gz" -mtime +7 -delete

echo "Backup completed: $DATE"

灾难恢复

停止Tomcat服务

恢复配置文件

恢复Web应用

启动Tomcat服务

验证应用功能

11.4 升级策略

滚动升级

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准备新版本

# 下载新版本
wget https://downloads.apache.org/tomcat/tomcat-9/v9.0.65/bin/apache-tomcat-9.0.65.tar.gz

# 解压到新目录
tar -xzf apache-tomcat-9.0.65.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.65 /opt/tomcat/tomcat-9.0.65
配置新版本

# 复制配置文件
cp -r /opt/tomcat/current/conf/* /opt/tomcat/tomcat-9.0.65/conf/

# 复制Web应用
cp -r /opt/tomcat/current/webapps/* /opt/tomcat/tomcat-9.0.65/webapps/
切换版本

# 停止当前版本
systemctl stop tomcat

# 切换符号链接
ln -sf /opt/tomcat/tomcat-9.0.65 /opt/tomcat/current

# 启动新版本
systemctl start tomcat

11.5 总结

通过本文的学习，你已经掌握了：

Tomcat基础知识：了解Tomcat的历史、特点和应用场景

安装配置：掌握Windows和Linux环境下的安装方法

目录结构：熟悉Tomcat的目录结构和配置文件

应用部署：学习多种部署方式和最佳实践

配置管理：掌握连接器、JVM、安全等配置

性能调优：了解内存、连接池、缓存等优化技巧

安全配置：学习认证授权、SSL/TSL、安全过滤器等

监控管理：使用Manager应用、JMX、日志等监控工具

故障排除：掌握常见问题的诊断和解决方法

高级特性：集群、虚拟主机、WebSocket等高级功能

生产部署：学习生产环境的部署、监控、备份等最佳实践

Tomcat作为Java Web应用服务器，经过多年的发展已经成为企业级应用的首选。通过合理配置和调优，可以为应用提供稳定、高性能的服务环境。