Tomcat安装管理及优化

FeiYi

微服务架构

发布于：2020年2月19日

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时长：18分钟

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。对于一个初学者来说，可以这样认为，当在一台机器上配置好Apache 服务器，可利用它响应HTML（标准通用标记语言下的一个应用）页面的访问请求。实际上Tomcat是Apache 服务器的扩展，但运行时它是独立运行的，所以当你运行tomcat 时，它实际上作为一个与Apache 独立的进程单独运行的。

部署Tomcat

配置Java环境（拖包），只建议比此版本更高的java，否则会没有后期使用的命令

$ tar zxf jdk-8u201-linux-x64.tar.gz
$ mv jdk1.8.0_201/ /usr/local/java
# 设置java的安装目录的变量
$ echo 'export JAVA_HOME=/usr/local/java
# 设置jre（Jave Runtime Environment：java运行时环境）的安装目录变量
> export JRE_HOME=/usr/local/java/jre/
# 设置类文件路径，冒号代表加的意思，引用以上设置的变量
> export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib
# 最后一行，相当于windows系统的命令环境变量，就是新添了两个java以及jre的命令变量
# $PATH代表原有的环境变量，使用变量复用
> export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin' >> /etc/profile

# 删除原先的旧java
$ rm -rf /usr/bin/java
# 执行一遍系统环境变量的脚本文件，bash和sh同样可以执行
$ source /etc/profile
$ 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)

安装Tomcat，不需要进行编译

tar zxf apache-tomcat-8.5.35.tar.gz 
mv apache-tomcat-8.5.35 /usr/local/tomcat

启动服务：/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

停止服务：/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh

Tomcat多实例

默认端口：8080

使用端口进行Tomcat多实例

cp -r /usr/local/tomcat{,1}
ls /usr/local/
tomcat  tomcat1

修改配置文件

$ vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
修改
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">  # 关闭端口改为8006
# 服务端口和https端口分别更改8081/8444
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
    # 同样也是更改端口，8010/8444
    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

启动两个服务

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
/usr/local/tomcat1/bin/startup.sh

可以通过访问两个端口开获取页面

要首先将端口放行或者关闭防火墙

firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent
firewall-cmd --add-port=8081/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

192.168.1.1:8080和192.168.1.1:8081

Tomcat主配置文件的元素分类和整体结构

整体结构

server.xml的整体结构如下：

<Server>
    <Service>
        <Connector />
        <Connector />
        <Engine>
            <Host>
                <Context>
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

以上只是文件中的一些核心组件

元素分类

1、顶层元素：<Server>和<Service>

<Server>元素是整个配置文件的根元素，只能有一个Server，<Service>则代表一个Engine元素以及一组与之相连的Connector元素

2、连接器：<Connector>

<Connector>代表了外部客户端发送请求到特定的Service接口；同时也是外部客户端从特定Service接收响应的接口

3、容器：<Engine><Host><Context>

容器的功能是处理Connector接收进来的请求，并产生相应的响应。Engine、Host和Context都是容器，都是它们不是平行关系，而是父子关系：Engine包含Host，Host包含Context。一个Engine组件可以处理Service中的所有请求，一个Host组件可以处理发向一个特定虚拟主机的所有请求，一个Context组件可以处理一个特定的web应用的所有请求

除了这些核心组件外，还有一些组件，可以归纳为内嵌组件

核心组件

1、Server：代表整个Tomcat容器，必须在server.xml中唯一一个最外层的元素，一个Server元素中，可以有多个Service元素

Server的主要作用就是提供一个接口让客户端能够访问到其中的Service集合

2、Service：在Connector和Engine外面报了一层Service，把他们组在一起，对外提供服务，一个Service可以包含多个Connector，都是只能包含一个Engine。

Connector是从客户端接收请求的，Engine是处理接收进来的请求

3、Connector用来接收连接请求，创建Request（请求）和Response（响应）用于和请求端交换数据；然后分配线程让Engine来处理这个请求，并把产生的Request（请求）和Response（响应）传给Engine

4、Engine用来处理接收进来的请求，Engine组件在一个Service组件中只能有一个。Engine组件从一个或者多个Connector中接收并处理，并将完成的响应返回给Connector，最终传递给客户端

5、Host：是Engine的一个子容器。Engine组件中可以内嵌一个或者多个Host组件，每个Host代表一个虚拟主机。

可以理解为一个Host就是一个网址，用来运行多个Web应用（一个Context代表一个Web应用），并负责安装/展开/启动/结束每个Web应用，Web应用也可以理解为一个网址下的目录

如：http://192.168.1.1/hello/

http://192.168.1.1就是一个Host，/hello/就是一个Web应用

Host配置

<Host name="localhost"  appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true">
name：虚拟主机名
appBase：web应用库，该虚拟主机的所有web应用都存放正在tomcat安装目录下的webapps目录下
unpackWARs="true"：对war包进行自动解压
war包时java的web项目打成的包，可以部署在tomcat，部署后就是Host下的一个web应用
autoDeploy="true"：自动部署，对war包进行自动部署，在重启服务时

6、Context：表示是在Host上运行的一个Web应用，是Host的子容器，每个Host可以定义任意多的Context元素

默认Host中是没有Context的

Context配置

<Context path="/hello" docBase="/usr/local/tomcat/webapps/hello"
         reloadable="false" crossContext="true"/>
path：当前web应用的存放路径
docBase：当前web应用的文件存放目录
reloadable：当class文件或者web.xml发生变化的时候，是否需要重启，false表示需要重启
crossContext：如果是集群，是否会共享会话

Context中的路径都是需要真实存在的，如果没有自己创建

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/hello
cd /usr/local/tomcat/webapps/hello
echo "hello world" > index.jsp
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
curl http://192.168.1.1:8080/hello/

如果要修改网页根目录则，只需要将path=/hello改为path=""即可

Tomcat原理

如：现在要访问一个地址http://jf.ssjinyao.com/tags

首先客户端通过Server的接口8005来访问到这台Tomcat服务器，Tomcat服务器查看到请求是要访问http8080端口，所以Connector接收到了请求，然后分配Engine来处理这个请求，通过查看到主机域名来决定访问那一个Host（虚拟主机），经过确定，访问到jf.ssjinyao.com，找到了/tags的Web应用，将页面交给Connector，由它来响应给客户端

Tomcat功能

1、目录浏览

如果在访问目录中存在index.jsp默认页面，会自动识别，如果没有则会报错404

vim /usr/local/tomcat/conf/web.xml 
            <param-name>listings</param-name>   # 目录浏览
            <param-value>true</param-value>    # 是否开启

开启目录浏览后，当访问目录中不存在**index.jsp**默认页面，会遍历目录，如下图所示，一般用于开发人员调试使用

2、JVM内存监控

Java Virtual Machine：Java虚拟机，java是不能在硬件上直接运行的，需要通过LVM，为一个java程序提供一个平台，Tomcat就是一个java程序，分为堆内存和栈内存，Tomcat使用的是堆内存

Java运行使用的内存是LVM向主机内存申请，Tomcat使用时再向LVM进行申请一部分内存

需要自己去写一下监控页面的代码

$ vim /usr/local/tomcat/webapps/hello/meminfo.jsp
<%
Runtime rtm = Runtime.getRuntime();
long mm = rtm.maxMemory()/1024/1024;    # 是LVM向主机内存申请到
long fm = rtm.freeMemory()/1024/1024;
long tm = rtm.totalMemory()/1024/1024;

out.println("JVM memory detailed info:<br>");
out.println("Max memory:"+mm+"MB"+"<br>");
out.println("Free memory:"+fm+"MB"+"<br>");
out.println("Total memory:"+tm+"MB"+"<br>");
out.println("Available memory:"+(mm+fm-tm)+"MB"+"<br>");
%>

图中的440MB就是JVM申请到的内存，34是Tomcat运行申请到的内存，9是使用34后剩余的内存

JMX远程调用（Tomcat远程监控）

Tomcat假死现象

Linux服务器没有崩，有浏览器中访问页面，出现无法访问的情况,没有报4xx或5xx错误(假死),并且重启tomcat后，恢复正常

很大一部分假死的原因是tomcat空闲连接数太多，JVM内存溢出，简单理解来说就是，之前的连接没有断开，一直有新连接进来，导致tomcat假死，可以通过JVM监控监控内存以及cpu使用率发现异常。

可以根据以下的内核参数优化，以及并发的优化来处理这个问题

tomcat假死资料

Tomcat远程监控

$ vim /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh
# 307行添加以下
CATALINA_OPTS="-Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.1  # 监控ip
-Dcom.sun.management.jmxremote        # 使用JMX远程调用
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8080   # 监控远程调用端口8080
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false   # 不使用https，使用http进行建立连接
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=true"  # 监控时是否进行认证

既然选择了监控时需要认证，就要有账户密码

$ cd /usr/local/java/jre/lib/management
$ cp jmxremote.password.template jmxremote.password
$ vim jmxremote.password
取消注释，这两个就是远程调用的角色，QED和R&D用来占位，可以修改为你自己指定的密码
monitorRole  QED   # 默认只读
controlRole   R&D   # 默认可写
修改为
monitorRole  123456
controlRole  123456

授权文件

chmod 600 jmxremote.*

然后将Tomcat服务重启，使用另外一台虚拟机来验证（192.168.1.4），同样也需要java环境

# 在1.4执行命令
jconsole

会弹出一个java监视和管理控制台

远程ip为Tomcat的ip和端口号，用户名密码为刚才做的java认证用户

选择不安全的连接即可，因为在配置文件中是关闭了ssl验证的

tomcat后台管理

app manager 应用管理

vim /usr/local/tomcat/webapps/manager/META-INF/context.xml 
修改：
         allow="192.168.1.*" />   # 改为自己本网段
vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat-users.xml
在文件倒数第二行添加
  <role rolename="manager-gui"/>  # 定义角色
  <role rolename="manager-script"/>
  <user username="manager" password="123.com" roles="manager-gui"/>  # 用户名密码用户角色
  <user username="script" password="123.com" roles="manager-script"/>

manager-gui：允许访问html接口、/manager/html，允许进入后台应用管理
manager-script：允许访问纯文本接口 /manager/text
manager-jmxproxy：允许访问jmx代理接口 /manager/jmxproxy
manager-status：允许访问Tomcat只读页面（状态页面/版本/JVM）/manager/status
前三种角色都可以访问Tomcat状态页面

重启服务

访问http://192.168.1.1:8080/manager/html

输入刚才设置好的用户名密码

登录成功

使用应用管理部署应用

直接选择一个war包文件，部署即可

可以根据以下这个表来对web应用进行简单的操作，停止，启动，重载，卸载部署

应用的部署方式

1、通过应用管理来部署

2、手动部署

拖入war包（Web应用压缩包）

如果是自动部署，只需要将war包拖入webapps目录中，重启服务，即会自动部署，可以通过查看目录的内容的变化来验证

而手动的方式，是为了不重启服务，在webapps目录中创建一个目录，作为web应用名，使用unzip将war包解压到该目录即可

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/bdqnweb
unzip bdqnweb.war /usr/local/tomcat/webapps/bdqnweb/

host manager 主机（Host）管理

这里的主机就是Tomcat里面的虚拟主机

编辑访问权限

vim /usr/local/tomcat/webapps/host-manager/META-INF/context.xml
    allow="^.*$" />        # 点表示任意一个字符，*代表前面字符的n次，代表全网段

编辑用户权限，在倒数第二行进行添加

vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat-users.xml 
  <role rolename="admin-gui"/>
  <user username="admin" password="123456" roles="admin-gui"/>

重启服务

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

访问http://192.168.1.1:8080/host-manager/html

输入文件中授权的用户admin及密码

在图中的Host Name部分可以看到已有的虚拟主机

Add Virtual Host 可以添加新的虚拟主机

例：

Name（域名）：jf.ssjinyao.com

Aliases（别名）：

App Base：虚拟主机页面所在的web应用目录。如：/data，这个目录需要自己创建

Tomcat优化

安全（Tomcat加固）

1、端口防护

更改监听端口为非8080端口

2、禁用目录浏览

3、禁用后台管理

app-manager

host-manager

只需要将这两个目录删除即可

rm -rf /usr/local/tomcat/webapps/{app-manager,host-manager}

4、脚本权限

启动以及停止服务的文件权限修改为700，默认是750

5、服务器信息隐藏

服务器使用的程序以及版本号

$ vim /usr/local/tomcat/conf/web.xml 
# 找个合适的空地编写
<error-page>
  <error-code>404</error-code>   # 报错404
  <location>/notfound.jsp</location>  # 404页面位置，在安装目录下的相对路径
</error-page>

自己在某个web应用下创建一个notfound.jsp页面

echo "page not found" > notfound.jsp

访问该页面没有的内容，将会报错page not found

参数优化

1、内核参数优化

$ vim /etc/sysctl.conf
添加
# 正常为客户端访问服务开放的端口为32768-65535，更改为2048-65535
# 其中的端口不会和访问端口冲突，是分布式访问
net.ipv4.ip_local_port_range = 2048 65535
# TCP三次握手，限制重试次数为2此，建立连接失败2次后，断开
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2
# tcp连接之后1.5s之内没有传输则断开
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1500
# tcp挥手之后，有一方没有回应或者回应延迟，15s之后没有回应则自动断开
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 15
# tcp连接时，队列的长度，默认1024
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 20000
# 网卡接收tcp的syn的速度大于处理的速度时，允许网卡中最大的队列数
net.core.netdev_max_backlog = 65535
$ sysctl -p

2、JVM内存优化

$ vim /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh
# 307行处添加
CATALINA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx512m"
# -server一般放在配置项第一个，能让多核cpu的性能达到最佳
# -Xms：初始内存，第一次JVM申请的内存大小256MB
# -Xmx：JVM一共能申请内存的总大小

验证

重启服务后，8080端口处于监听状态则没有问题

3、模型优化

tomcat工作模式

1、BIO（blocking I/O阻塞I/O）

效率低，并发性能差

2、NIO（nonblocking I/O 非阻塞I/O）

基于系统缓冲区，可以提供非阻塞I/O操作，用于比BIO更高的并发

3、APR （Apache Portable Runtime Apache编写运行时）

调用httpd的动态链接库来进行文件的读取和传输，提高Tomcat对静态文件的处理能力，是Tomcat高并发的首选模式

默认工作模式是NIO，切换为APR工作模式，要先安装apr包

$ tar zxf apr-1.7.0.tar.gz -C /usr/src
$ cd /usr/src/apr-1.7.0/
$ ./configure --prefix=/usr/local/apr && make && make install
$ cd /usr/local/tomcat/bin/
[r$ ls *.tar.gz   # tomcat自带
commons-daemon-native.tar.gz tomcat-native.tar.gz
$ tar zxf tomcat-native.tar.gz -C /usr/src
$ cd /usr/src/tomcat-native-1.2.18-src/native/
$ ./configure --prefix=/usr/local/apr --with-java-home=/usr/local/java && make && make install
$ echo "export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/apr/lib" >> /etc/profile
$ source /etc/profile

编辑配置文件

$ vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
# 找到下方位置，更改工作模式为org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol
    <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"   # 这里的protocol指的是工作模式
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

重启服务

端口号正常监听即可

$ netstat -anpt  | grep 8080
tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      80406/java  

4、并发优化

$ vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml 
# 找到以下的位置，检索8080即可
    <Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
# 修改为以下
    <Connector port="8080" 
               protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
               connectionTimeout="20000"
               maxThreads="1000"   # 性能最优时的最大并发量1000，Tomcat最好的并发在800-1000
               minProcessors="100"    # 最小线程数量
               maxProcessors="1000"     # 最大线程数量
               minSpareThreads="100"   # 最小空闲线程数量
               maxSpareThreads="500"   # 最大空闲线程数量
               acceptCount="1000"        # 请求的队列长度
               URIEncoding="utf8"    # 编码格式utf8
               disableUploadTimeout="true"  # 禁用上传超时
               enableLookups="false"  # 是否允许反向域名查询
               redirectPort="8443" />

重启服务

监听端口8080正常监听即可

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更新于：2021年9月18日

Tomcat

字数：4.4k字

时长：18分钟