Tomcat部署優化及多例項部署

一、Tomcat 概述
Tomcat是Java語言開發的，Tomcat伺服器是一個免費的開放原始碼的Web應用伺服器，是Apache軟體基金會的Jakarta專案中的一個核心專案。由Apache、sun和其他一些公司及個人共同開發而成。Tomcat屬於輕量級應用伺服器，在中小型系統和併發訪問使用者不是很多的場合下被普遍使用，是開發和除錯JSP程式的首選。一般來說，Tomcat雖然和Apache或者Nginx這些web伺服器一樣， 具有處理HTML頁面的功能， 然而由於其處理靜態HTML的能力遠不及Apache或者Nginx，所以Tomcat通常是作為一個Servlet和JSP容器，單獨執行在後端。

二、Tomcat的核心元件

1、Tomcat 由一系列的元件構成，其中核心的元件有三個∶

• Web容器∶完成 Web伺服器的功能。

• Servlet容器∶名字為 catalina，用於處理 Servlet程式碼。

• JSP容器∶用於將 JSP 動態網頁翻譯成 Servlet程式碼。

2、Java Servlet

• 是執行在Web伺服器或應用伺服器上的程式，它是作為來自 Web 瀏覽器或其他HTTP 客戶端的請求和 HTTP伺服器上的資料庫或應用程式之間的中間層。 使用Serylet，可以收集來自網頁表單的使用者輸入，呈現來自資料庫或者其他源的記錄，還可以動態建立網頁。與CGI（公共閘道器介面）功能相類似。

3、JSP（Java Server Pages）

• 是一種動態網頁開發技術。它使用JSP標籤在HTML網頁中插入Java程式碼。標籤通常以<%開頭，以%>結束。

• JSP是一種Java servlet，主要用於實現Java web應用程式的使用者介面部分。

• JSP通過網頁表單獲取使用者輸入資料、訪問資料庫及其他資料來源，然後動態地建立網頁。

三、Tomcat 架構原理

1、原理

• Tomcat中最頂層的容器是Server，代表著整個伺服器，一個Server可以包含至少一個service，用於具體提供服務。

• Service主要包含兩個部分∶Connector和Container。Tomcat的心臟就是這兩個元件，這兩個元件的作用∶ Connector用於處理連線相關的事情，並提供Socket與Request和Response相關的轉化，Container用於封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請求。

• 一個Tomcat中只有一個Server，一個Server可以包含多個Service，一個Service只有一個Container，但是可以有多個Connectors，因為一個服務可以有多個連線， 如同時提供Http和Https連結，也可以提供向相同協議不同埠的連線。

• 多個Connector和一個Container就形成了一個Service，有了Service就可以對外提供服務了，但是Service還要一個生存的環境，必須要有人能夠給她生命、掌握其生死大權，那就非Server莫屬了!所以整個Tomcat的生命週期由Server控制。另外，上述的包含關係或者說是父子關係，都可以在tomcat的conf目錄下的server.xml配置檔案中看出。

• server. xml中定義 <Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">

這會讓Tomcat啟動一個server例項（即一個JVM），它監聽在8005埠以接收"SHUTDOWN"命令，如果接收到了就會關閉Tomcat。各Server的定義不能使用同一個埠，這意味著如果在同一個物理機上啟動了多個Server例項， 必須配置它們使用不同的埠。

2、Container用於封裝和管理Servlet，以及具體處理Request請求，在Container內部包含了4個子容器。 4個子容器的作用分別是

• Engine∶引擎，用來管理多個站點，一個Service最多隻能有一個Engine

• Host∶代表一個站點，也可以叫虛擬主機，通過配置Host就可以新增站點

• Context∶代表一個應用程式，對應著平時開發的一套程式，或者一個WEB-INF目錄以及下面的web.xml檔案

• Wrapper∶每一個Wrapper封裝著一個Servlet;

四、Tomcat請求過程

1、使用者在瀏覽器中輸入該網址，請求被髮送到本機埠8080，被在那裡監聽的Coyote HTTP/1.1 Connector獲得

2、Connector把該請求交給它所在的Service的Engine（Container）來處理，並等待Engine的迴應

3、Engine獲得請求localhost/test/index.jsp，匹配所有的虛擬主機Host

4、Engine匹配到名為localhost的Host（即使匹配不到也把請求交給該Host處理，因為該Host被定義為該Engine的預設主機），名為localhost的Host獲得請求/test/index.jsp，匹配它所擁有的所有Context。Host匹配到路徑為/test的Context （如果匹配不到就把該請求交給路徑名為" "的Context去處理）

5、path="/test"的Context獲得請求/index.jsp，在它的mapping table中尋找出對應的Serylet。Context匹配到URL Pattern為*.jsp的Servlet，對應於JspServlet類

6、構造HttpServletRequest物件和HttpServletResponse物件，作為引數呼叫JspServlet的doGet()或doPost()，執行業務邏輯、資料儲存等

7、Context把執行完之後的HttpServletResponse物件返回給Host;

8、Host把HttpServletResponse物件返回給Engine;

9、Engine把HttpServletResponse物件返回Connector;

10.、Connector把HttpServletResponse物件返回給客戶Browser

五、Tomcat服務部署

在部署Tomcat之前必須安裝好jdk，因為jdk是Tomcat執行的必要環境。

1、關閉防火牆，將安裝 Tomcat 所需軟體包傳到/opt目錄下

jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0 

2、安裝JDK

cd /opt

rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm     #查詢軟體包（未安裝）的檔案列表
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm     #安裝新的軟體包
java -version                                                # 顯示Java系統執行的環境版本

3、設定JDK環境變數

vim /etc/profile.d/java.sh     #/etc/profile.d這個檔案是/etc/profile的子目錄，存放的是一些應用程式所需的啟動指令碼

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

source /etc/profile.d/java.sh
java -version

小知識

CLASSPATH：編譯、執行Java程式時，JRE會去該變數指定的路徑中搜索所需的類（.class）檔案。
dt.jar：是關於執行環境的類庫，主要是 swing 的包。
tools.jar：主要是一些jdk工具的類庫，包括javac,java,javap，javadoc等。
JDK ：java development kit （java開發工具）
JRE ：java runtime environment （java執行時環境）
JVM ：java virtuak machine （java虛擬機器），使java程式可以在多種平臺上執行class檔案。

首先使用文字工具編寫java原始碼，比如Hello.java
在命令列中，輸入命令: javac Hello.java，對原始碼進行編譯，生成class 位元組碼檔案;
編譯完成後，如果沒有報錯資訊，輸入命令: java Hello，執行class位元組碼檔案，由JVM 對位元組碼進行解釋和執行，列印"Hello World"。
vim abc.java
public class abc {
  public static void main(String[] args){
    System.out.println("Hello world!");
  }
}

javac abc.java
java abc

4、安裝啟動Tomcat

cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##啟動tomcat ##
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
netstat -natp | grep 8080

瀏覽器訪問Tomcat的預設主頁 http://192.168.80.10:8080

5、優化tomcat啟動速度

第一次啟動檢視日誌會發現 Tomcat 啟動很慢，預設情況下可能會需要幾十秒，可以修改jdk引數進行改。
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom

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

ll /usr/local/tomcat/

主要目錄說明

bin: 存放啟動和關閉 Tomcat 的指令碼檔案，比較常用的是catalina.sh、 startup.sh、shutdown.sh三個檔案
conf: 存放Tomcat伺服器的各種配置檔案，比較常用的是server.xml、 context.xml、 tomcat-users.xml、 web.xml 四個檔案。
server.xml: Tomcat的 主配置檔案，包含Service, Connector, Engine, Realm, Valve, Hosts主組 件的相關配置資訊;
context.xml:所有host的預設配置資訊;
tomcat-user.xml : Realm認證時用到的相關角色、使用者和密碼等資訊; Tomcat自帶的manager預設情況下會用到此檔案;在Tomcat中 新增/
刪除使用者，為使用者指定角色等將通過編輯此檔案實現;
web.xml:遵循Servlet規範標準的配置檔案，用於配置servlet，併為所有的Web應用程式提供包括MIME對映等預設配置資訊;
lib:存放Tomcat執行需要的庫檔案的jar包，一般不作任何改動，除非連線第三方服務，比如redis，那就需要新增相對應的jar包
logs:存放Tomcat 執行時的日誌
temp: 存放Tomcat執行時產生的檔案
webapps:存放Tomcat的主要Web專案資源的目錄
work: Tomcat 工作目錄，存放jsp編譯後產生的class檔案，一般清除Tomcat快取的時候會使用到
src: 存放Tomcat 的原始碼
doc: 存放Tomcat 文件

六、Tomcat 虛擬主機配置

很多時候公司會有多個專案需要執行，那麼肯定不可能是一臺伺服器上執行多個Tomcat服務，這樣會消耗太多的系統資源。此時，就需要使用到 Tomcat 虛擬主機。例如現在新增兩個域名 www.kgc.com 和 bbs.benet.com，希望通過這兩個域名訪問到不同的專案內容。

1、建立 kgc 和 benet 專案目錄和檔案

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/kgc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
echo "This is kgc page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp

2、修改 Tomcat 主配置檔案

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
<Host name="www.kgc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
    <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kgc" path="" reloadable="true" />
</Host>

<Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
    <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true" />

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

欄位解析

Host name ：主機名
appBase ：Tomcat程式工作目錄，相對路徑為webapps，絕對路徑為/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs ：是否解壓war包
autoDeploy ：指示Tomcat執行時，如有新的WEB應用是否允許自動部署
xmlValidation ：是否驗證xml檔案執行有效性檢驗的標誌
xmlNamespaceAware ：是否啟用xml名稱空間，設定該值與xmlValidation為true，表示對web.xml檔案執行有效性檢驗

docBase:相應的Web應用程式的存放位置:也可以使用相對路徑，起始路徑為此Context所屬Host中appBase定義的路徑;切記，docBase的
路徑名不能與相應的Host中appBase中定義的路徑名有包含關係，比如，如果appBase 為deploy,而docBase絕不能為deploy-bbs類的名字
path ：設定訪問的URI為WEB應用的根目錄
reloadable ：是否在程式有改動時重新載入

3、客戶端瀏覽器訪問驗證

echo "192.168.80.10 www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts

瀏覽器訪問 http://www.kgc.top:8080   頁面顯示This is kgc page\! 
瀏覽器訪問 http://www.benet.top:8080   頁面顯示This is benet page\!

七、Tomcat 配置檔案引數優化

Tomcat預設安裝下的預設配置並不適合生產環境，它可能會頻繁出現假死現象需要重啟，只有通過不斷壓測優化才能讓它最高效率穩定的執行。優化主要包括三方面，分別為作業系統優化（核心引數優化），Tomcat配置檔案引數優化，Java虛擬機器（JVM）調優

常用的優化相關引數

【redirectPort】如果某聯結器支援的協議是HTTP，當接收客戶端發來的HTTPS請求時，則轉發至此屬性定義的埠。

【maxThreads】Tomcat 使用執行緒來處理接收的每個請求，這個值表示 Tomcat 可建立的最大的執行緒數，預設值是 200。

【minSpareThreads】最小空閒執行緒數，Tomcat 啟動時的初始化的執行緒數，表示即使沒有人使用也開這麼多空執行緒等待，預設值是 10。

【maxSpareThreads】最大備用執行緒數，一旦建立的執行緒超過這個值，Tomcat就會關閉不再需要的socket執行緒。預設值是-1（無限制）。一般不需要指定。

【URIEncoding】指定 Tomcat 容器的 URL 編碼格式，語言編碼格式這塊倒不如其它 Web伺服器軟體配置方便，需要分別指定。

【connnectionTimeout】網路連線超時，單位：毫秒，設定為 0 表示永不超時，這樣設定有隱患的。通常預設 20000 毫秒就可以。

【enableLookups】是否反查域名，以返回遠端主機的主機名，取值為：true 或 false，如果設定為 false，則直接返回 IP 地址，為了提高處理能力，應設定為 false。

【disableUploadTimeout】上傳時是否使用超時機制。應設定為 true。

【connectionUploadTimeout】上傳超時時間，畢竟檔案上傳可能需要消耗更多的時間，這個根據你自己的業務需要自己調，以使Servlet有較長的時間來完成它的執行，需要與上一個引數一起配合使用才會生效。

【acceptCount】指定當所有可以使用的處理請求的執行緒數都被使用時，可傳入連線請求的最大佇列長度，超過這個數的請求將不予處理，預設為 100 個。

【compression】是否對響應的資料進行GZIP壓縮，off：表示禁止壓縮；on：表示允許壓縮（文字將被壓縮）、force：表示所有情況下都進行壓縮，預設值為 off，壓縮資料後可以有效的減少頁面的大小，一般可以減小 1/3 左右，節省頻寬。

【compressionMinSize】表示壓縮響應的最小值，只有當響應報文大小大於這個值的時候才會對報文進行壓縮，如果開啟了壓縮功能，預設值就是 2048。

【compressableMimeType】壓縮型別，指定對哪些型別的檔案進行資料壓縮。

【noCompressionUserAgents="gozilla, traviata"】對於以下的瀏覽器，不啟用壓縮

以上是一些常用的配置引數，還有好多其它的引數設定，還可以繼續深入的優化，HTTP Connector 與 AJP Connector 的引數屬性值，可以參考官方文件的詳細說明進行學習

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1" 
connectionTimeout="20000" 
redirectPort="8443" 
--71行--插入
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"/>