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Tomcat维护
  1. Tomcat的工作模式
  2. Tomcat的I/O模型
    1. BIO模型
    2. NIO模型
    3. NIO2模型
    4. APR模型
    5. I/O模型的选择
  3. Tomcat多实例
  4. 查看运行信息

Tomcat的工作模式

Tomcat有三种工作模式：

Tomcat作为一个独立的web服务器。

在这种模式下，Tomcat在一个Java虚拟机进程中运行，此时客户端直接和tomcat通信。Tomcat可看作是能运行Servlet的独立Web服务器。Servlet容器组件作为Web服务器中的一部分而存在。这是Tomcat的默认工作模式。

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Tomcat作为应用程序服务器，与其他web服务器集成，servlet容器运行在web服务器进程内。

在这种模式下，Tomcat分为Web服务器插件和Servlet容器组件两部分。如下图所示，Web服务器插件在其他Web服务器进程的内部地址空间启动一个JVM进程，Servlet容器组件在此JVM进程中运行。如有客户端发出调用Servlet的请求，Web服务器插件获得对此请求的控制并将它转发（使用JNI通信机制）给Servlet容器组件。Tomcat不直接和客户端通信，仅仅为其他Web服务器处理客户端访问Servlet的请求。

进程内的Servlet容器对于单进程、多线程的Web服务器非常合适，可以提供较高的运行速度，但缺乏伸缩性。

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Tomcat作为应用程序服务器，与其他web服务器集成，servlet容器运行在web服务器进程外。

在这种模式下，Tomcat同样分为Web服务器插件和Servlet容器组件两部分。如下图所示，Web服务器插件在其他Web服务器的外部地址空间启动一个JVM进程，Servlet容器组件在此JVM进程中运行。如有客户端发出调用Servlet的请求，Web服务器插件获得对此请求的控制并将它转发（使用IPC通信机制）给Servlet容器组件。Tomcat不直接和客户端通信，仅仅为与它集成的其他Web服务器处理客户端访问Servlet的请求。

进程外Servlet容器对客户请求的响应速度不如进程内Servlet容器，但进程外容器具有更好的伸缩性和稳定性。

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Tomcat的I/O模型

通过查看Tomcat的启动日志，或者登录Tomcat网页的Server Status页可以查看使用的I/O模型。

Tomcat的I/O模型主要有以下几种：BIO、NIO、NIO2、APR

BIO模型

BIO模型即阻塞式I/O操作，表示Tomcat使用的是 Java 的 IO类库，是传统的Java I/O操作(即java.io包及其子包)。是基于 Java 的HTTP/1.1连接器。

BIO的特点是一个线程处理一个请求，并发量高时，线程数较多，浪费资源。Tomcat7以下版本在默认情况下是以bio模式运行的。一般而言，BIO模型是几种运行模式中性能最低的一种。

在server.xml中配置BIO模型

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<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" 
  connectionTimeout="20000" 
  redirectPort="8443"  
  URIEncoding="UTF-8"/>

NIO模型

NIO模型即同步非阻塞I/O操作，表示Tomcat使用的是 Java 的NIO类库，是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。

Java nio是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API，因此nio也被看成是non-blocking I/O的缩写。NIO模型利用 Java 的异步请求 IO 处理，可以通过少量的线程处理大量的请求。它拥有比传统I/O操作(bio)更好的并发运行性能。

在server.xml中配置NIO模型

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<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
  connectionTimeout="20000" 
  redirectPort="8443"  
  URIEncoding="UTF-8"/>

NIO2模型

NIO2模型即异步非阻塞I/O操作，是在Java 7中引入的，构建在NIO的基础之上，引入了异步通道来实现异步IO操作，因此也叫AIO（Asynchronous I/O），提供了包括对AsynchronousChannelGroup的支持、异步文件I/O、自定义文件系统提供程序、套接字选项和更好的性能等。

因此，NIO2相对于NIO来说，提供了更强大和灵活的异步I/O功能，能够更好地满足高性能和并发需求。

在server.xml中配置NIO2模型

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<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol" 
  connectionTimeout="20000" 
  redirectPort="8443"  
  URIEncoding="UTF-8"/>

APR模型

APR模型即 “Apache可移植运行时(Apache Portable Runtime)” ，是Apache HTTP服务器的支持库。

APR是使用原生C语言编写的非堵塞I/O，利用了操作系统的网络连接功能，速度很快。最初，APR是作为Apache HTTP服务器的一部分而存在的，后来成为一个单独的项目。 Tomcat将以 JNI 的形式调用Apache HTTP服务器的核心动态链接库来处理文件读取或网络传输操作，从操作系统级别来解决异步的IO问题，从而大大地提高Tomcat对静态文件的处理性能。Tomcat apr是在Tomcat上运行高并发应用的首选模式。

在server.xml中配置APR模型

APR模型的配置比较复杂，本次仅介绍yum安装，编译安装的方式可自行谷歌。

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# 首先安装三个软件包
yum install apr apr-util tomcat-native

修改server.xml文件

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<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol" 
  connectionTimeout="20000" 
  redirectPort="8443"  
  URIEncoding="UTF-8"/>

I/O模型的选择

在几种I/O模型的选择上，BIO性能是最差的这是毋庸置疑的，NIO2模型是基于NIO模型的优化，所以表现是优于NIO模型的。如果是考虑到高并发的情况，显然异步非阻塞I/O模式的NIO2和APR库在性能上更有优势，实际上NIO2的性能表现也和APR不相上下，但是NIO2要求Tomcat的版本要在8.0以上，而APR只需要5.5以上即可，但是APR需要额外配置库环境，相对于内置集成的NIO2来说APR这个操作比较麻烦，两者各有优劣。具体使用哪个还是需要结合实际业务需求和环境进行测试才能决定。

Tomcat多实例

实际场景中，一台服务器可能只需要运行一个web应用，也经常有在一台服务器上运行多个web应用的需求，所以tomcat有几种部署方式：

  • 单实例单应用：比较常用的一种方式，只需要把 war 包丢在 webapps目录下，执行启动 Tomcat 的脚本就行了。
  • 单实例多应用：有两个不同的 Web 项目 war 包，还是只需要丢在webapps目录下，执行启动 Tomcat 的脚本，访问不同项目加上不同的虚拟目录。这种方式要慎用在生产环境，因为重启或挂掉 Tomcat 后会影响另外一个应用的访问。
  • 多实例单应用：多个 Tomcat 部署同一个项目，端口号不同，可以利用 Nginx 这么做负载均衡，当然意义不大。
  • 多实例多应用：多个 Tomcat 部署多个不同的项目。这种模式在服务器资源有限，或者对服务器要求并不是很高的情况下，可以实现多个不同项目部署在同一台服务器上的需求，来实现资源使用的最大化。

本次介绍多实例多应用的部署方式。

比较简单的方式是复制出多个 Tomcat 目录然后改一下端口，这样做并不能最大化利用服务器资源，也不方便管理。

比较优雅的部署多实例的方式是多个Tomcat实例独立存放各自的web应用相关的目录，同时共享Tomcat的bin目录和lib目录。下面是图解：

部署结构

上图中的 CATALINA_HOME 指Tomcat安装路径，CATALINA_BASE 指实例所在位置。
CATALINA_HOME 路径下只需要包含 bin 和 lib 目录，而 CATALINA_BASE 只存放 conf、webapps、logs 等这些文件，这样部署的好处在于升级方便，配置及安装文件间互不影响，在不影响 Tomcat 实例的前提下，替换掉 CATALINA_HOME 中的安装文件。

另外还需要创建一个tomcat-shell目录，存放启动脚本和停止脚本

目录结构如下：

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[root@web03 app]$ tree -L 2
.
├── apache-tomcat-8.5.66
│   ├── bin
│   └── lib
├── tomcat-1
│   ├── conf
│   ├── logs
│   ├── temp
│   ├── webapps
│   └── work
├── tomcat-2
│   ├── conf
│   ├── logs
│   ├── temp
│   ├── webapps
│   └── work
└── tomcat-shell
    ├── start_tomcat.sh
    └── stop_tomcat.sh

之后替换掉不同tomcat目录中的Server Port端口（用于监听关闭tomcat的shutdown命令，默认为8005）和Connector Port端口（用于监听HTTP的请求，默认为8080）即可。

启动脚本start_tomcat.sh，使用方法：sh start_tomcat.sh 实例路径(比如：/app/tomcat-1) 

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#!/bin/bash

export CATALINA_HOME=/app/apache-tomcat-8.5.66
export CATALINA_BASE=${1%/}

echo $CATALINA_BASE

TOMCAT_ID=`ps aux |grep "java"|grep "Dcatalina.base=$CATALINA_BASE "|grep -v "grep"|awk '{ print $2}'`


if [ -n "$TOMCAT_ID" ] ; then
echo "tomcat(${TOMCAT_ITOMCAT_ID}) still running now , please shutdown it firest";
    exit 2;
fi

TOMCAT_START_LOG=`$CATALINA_HOME/bin/startup.sh`


if [ "$?" = "0" ]; then
    echo "$0 ${1%/} start succeed"
else
    echo "$0 ${1%/} start failed"
    echo $TOMCAT_START_LOG
fi

停止脚本stop_tomcat.sh，使用方法：sh stop_tomcat.sh 实例路径(比如：/app/tomcat-1) 

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#!/bin/bash

export CATALINA_HOME=/app/apache-tomcat-8.5.66
export CATALINA_BASE=${1%/}

echo $CATALINA_BASE

TOMCAT_ID=`ps aux |grep "java"|grep "[D]catalina.base=$CATALINA_BASE "|awk '{ print $2}'`

if [ -n "$TOMCAT_ID" ] ; then
TOMCAT_STOP_LOG=`$CATALINA_HOME/bin/shutdown.sh`
else
    echo "Tomcat instance not found : ${1%/}"
    exit

fi


if [ "$?" = "0" ]; then
    echo "$0 ${1%/} stop succeed"
else
    echo "$0 ${1%/} stop failed"
    echo $TOMCAT_STOP_LOG
fi

查看运行信息

查看tomcat进程信息

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# 系统命令查看tomcat进程信息 
[root@web03 tomcat]$ ps -ef | grep java
root       1492      1  0 01:04 pts/0    00:00:07 /app/jdk/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/app/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Djava.protocol.handler.pkgs=org.apache.catalina.webresources -Dorg.apache.catalina.security.SecurityListener.UMASK=0027 -Dignore.endorsed.dirs= -classpath /app/tomcat/bin/bootstrap.jar:/app/tomcat/bin/tomcat-juli.jar -Dcatalina.base=/app/tomcat -Dcatalina.home=/app/tomcat -Djava.io.tmpdir=/app/tomcat/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start

# java命令查看tomcat进程信息,出现两个进程，第一个是tomcat进程，第二个是jps进程
[root@web03 tomcat]$ jps -lvm
1492 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start -Djava.util.logging.config.file=/app/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Djava.protocol.handler.pkgs=org.apache.catalina.webresources -Dorg.apache.catalina.security.SecurityListener.UMASK=0027 -Dignore.endorsed.dirs= -Dcatalina.base=/app/tomcat -Dcatalina.home=/app/tomcat -Djava.io.tmpdir=/app/tomcat/temp
1930 sun.tools.jps.Jps -lvm -Denv.class.path=.:/app/jdk/lib:/app/jdk/jre/lib:/app/jdk/lib/tools.jar -Dapplication.home=/app/jdk -Xms8m

查看java运行的状态信息（内存，线程，请求等）

可以通过shell脚本根据下述信息获取详细数据，然后进行下一步处理，生成监控信息

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jmap -heap [tomcat进程的pid]		# jmap是java的高级调试工具，-heap表示堆相关选项，tomcat进程pid通过上一步获取

jstack		# 待详解

jstat		# 待详解

查看Java进程相关命令以及故障分析详解博客：https://blog.csdn.net/weixin_43849415/article/details/110631837

Java性能分析以及shell脚本仓库：https://github.com/oldratlee/useful-scripts

查看日志信息

conf目录下会存储tomcat的日志信息

catalina.out会存储所有运行信息，并且切割后文件大小不会删减，是需要优化的内容。具体日期的日志可以查看其切割日志。

localhost_access_log会存储访问信息，具体日期的日志可以查看其切割日志。

另外管理端的日志信息，也会存储在响应文件中。

2023-12-13 该篇文章被 邓胖胖 打上标签: Tomcat 归为分类: 学习笔记