优化tomcat来提高性能

帝王

对tomcat调优主要是分为一下几点:
一,如果条件允许,我们可以部署tomcat集群通过nginx去转发请求,以减少单个服务器的压力.这样我们就要解决一个tomcat的session共享问题.
多个tomcat要一起协同工作session共享有几种办法，可以考虑的方案有以下几个：
  1. 使用tomcat自带的cluster方式，多个tomcat见自动实时复制session信息，配置起来很简单。但这个方案的效率比较低，在大并发下表现并不好。
  2. 利用nginx的基于访问ip的hash路由策略，保证访问的ip始终被路由到同一个tomcat上，这个配置更简单。但是我们的应用很可能是某一个局域网大量用户同时登录，这样负载均衡就没什么作用了。
  3. 利用memcached把多个tomcat的session集中管理，这是最直接的解决方案，但是操作起来也最为复杂。
    我们的系统既要求性能，又要比较好的利用上负载均衡，所以第3个方案是首选。接下来就是安装搭建之路了。
memcached的安装:

1.下载libevent,安装libevent
cd /tmp
wget https://github.com/downloads/libevent/libevent/libevent-2.0.21-stable.tar.gz
tar -zxvf libevent-2.0.21-stable.tar.gz
cd libevent-2.0.21-stable
./configure --prefix=/usr/local/libevent
make && make install
2.下载memcached,安装memcached
wget http://memcached.org/latest
tar -zxvf memcached-1.4.17.tar.gz
cd memcached-1.4.17
./configure --prefix=/usr/local/memcache --with-libevent=/usr/local/libevent/
make &&  make install
cd /usr/local/memcached/bin
./memcached -d -m 64 -u root -p 55001 -c 2048
查看memcached的状态
ps -ax|grep memcache
链接到memcache
telnet cache.expai.com 55001
查看状态
stats
查看缓存占了多少空间
cat /proc/id/statm
启动参数
./memcached -d -m 1024 -u root -p 55001 -c 2048
memcached启动参数
-p 指定端口号（默认11211）  
-U <num> UDP监听端口 (默认: 11211, 0 时关闭)
-s <file>     用于监听的UNIX套接字路径（禁用网络支持）
-a <mask>     UNIX套接字访问掩码，八进制数字（默认：0700）
-m 指定最大使用内存大小（默认64MB）   
-t 线程数（默认4）
-l <ip_addr> 绑定地址 (默认:所有都允许,无论内外网或者本机更换IP，有安全隐患，若设置为127.0.0.1就只能本机访问)
-d start 启动memcached服务   
-d restart 重起memcached服务   
-d stop|shutdown 关闭正在运行的memcached服务   
-u <username> 绑定使用指定用于运行进程 <username>  （只有root用户可以使用这个参数）
-P <file> 将PID写入文件<file>，这样可以使得后边进行快速进程终止, 需要与 -d 一起使用
-m 最大内存使用，单位MB。默认64MB     www.iyunv.com  
-M 内存耗尽时返回错误，而不是删除项   
-c 最大同时连接数，默认是1024
-f 块大小增长因子，默认是1.25
-n <bytes>最小分配空间，key+value+flags默认是48
-k锁定所有内存页。注意你可以锁定的内存上限。
试图分配更多内存会失败的，所以留意启动守护进程时所用的用户可分配的内存上限。
（不是前面的 -u <username> 参数；在sh下，使用命令"ulimit -S -l NUM_KB"来设置。）
-v 提示信息（在事件循环中打印错误/警告信息。）
-vv 详细信息（还打印客户端命令/响应）
-vvv 超详细信息（还打印内部状态的变化）
-h 打印这个帮助信息并退出。
-i  打印memcached和libevent的许可。
-L 尝试使用大内存页（如果可用的话）。提高内存页尺寸可以减少"页表缓冲（TLB）"丢失次数，提高运行效率。  www.iyunv.com  
为了从操作系统获得大内存页，memcached会把全部数据项分配到一个大区块。
-D <char>     使用 <char> 作为前缀和ID的分隔符。
这个用于按前缀获得状态报告。默认是":"（冒号）。
如果指定了这个参数，则状态收集会自动开启；如果没指定，则需要用命令"stats detail on"来开启。
-t <num>      使用的线程数（默认：4）
-R 每个连接可处理的最大请求数。
-C 禁用CAS。
-b 设置后台日志队列的长度（默认：1024）
-B 绑定协议 - 可能值：ascii,binary,auto（默认）
-I 重写每个数据页尺寸。调整数据项最大尺寸。
默认memcache会监听11221端口，如果想清空服务器上memecache的缓存，大家一般使用的是：
telnet localhost 11211
flush_all
同样也可以使用：
echo "flush_all" | nc localhost 11211
使用flush_all 后并不是删除memcache上的key，而是置为过期

[size=medium]memcached-session-manager配置
    让tomcat调用memcached来存储session早就是一个很成熟的解决方案了，开源的msm就可以解决这个问题。比较折腾的就是要用到的jar包，官方文档说的也比较含糊，我这里用的是kryo的序列化方案，所以用到的包多一些，分别是：
kryo-1.03.jar
kryo-serializers-0.8.jar
memcached-2.5.jar（我在官方看最新已经到2.7了，但是msm官方说用2.5，可能新包没测试过，特别是2.6版本changelog里面提到api有调整，还是不要乱升的好）
memcached-session-manager-1.5.1.jar
memcached-session-manager-tc7-1.5.1.jar
minlog-1.2.jar
msm-kryo-serializer-1.5.1.jar
reflectasm-0.9.jar
    以上这些包都放在$CATALINA_HOME/lib目录下。
    另外提一下，官方给出的4种序列化方案，其中kryo是效率最高的，具体比较看http://code.google.com/p/memcached-session-manager/wiki/SerializationStrategies。
    接下来是修改tomcat的配置文件$CATALINA_HOME/conf/context.xml，调整成新的session存储方式。配置文件中加入以下内容：

<Manager className="de.javakaffee.web.msm.MemcachedBackupSessionManager"
memcachedNodes="n1:127.0.0.1:11211"
sticky="false"
lockingMode="auto"
sessionBackupAsync="false"   
sessionBackupTimeout="1000"  
transcoderFactoryClass="de.javakaffee.web.msm.serializer.kryo.KryoTranscoderFactory"
/>


在$CATALINA_HOME/conf/logging.properties文件中添加de.javakaffee.web.msm.level=FINE，就可以在catalina.out的日志中看到详细的session存取情况。
二,改用APR库
    tomcat默认采用的BIO模型，在几百并发下性能会有很严重的下降。tomcat自带还有NIO的模型，另外也可以调用APR的库来实现操作系统级别控制。
    NIO模型是内置的，调用很方便，只需要将上面配置文件中protocol修改成org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol，重启即可生效。上面配置我已经改过了，默认的是HTTP/1.1。
    APR则需要安装第三方库，在高并发下会让性能有明显提升。具体安装办法可以参考http://www.cnblogs.com/huangjingzhou/articles/2097241.html。安装完成后重启即可生效。如使用默认protocal就是apr，但最好把将protocol修改成org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol，会更加明确。
三,优化tomcat参数
这里以tomcat7的参数配置为例，需要修改conf/server.xml文件，主要是优化连接配置，关闭客户端dns查询。

<Connector port="8080"   
protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"  
connectionTimeout="20000"  
redirectPort="8443"   
maxThreads="500"   
minSpareThreads="20"  
acceptCount="100"
disableUploadTimeout="true"
enableLookups="false"   
URIEncoding="UTF-8" />


四,利用缓存和压缩
    对于静态页面最好是能够缓存起来，这样就不必每次从磁盘上读。这里我们采用了Nginx作为缓存服务器，将图片、css、js文件都进行了缓存，有效的减少了后端tomcat的访问。
    另外，为了能加快网络传输速度，开启gzip压缩也是必不可少的。但考虑到tomcat已经需要处理很多东西了，所以把这个压缩的工作就交给前端的Nginx来完成。可以参考之前写的《利用nginx加速web访问》。
    除了文本可以用gzip压缩，其实很多图片也可以用图像处理工具预先进行压缩，找到一个平衡点可以让画质损失很小而文件可以减小很多。曾经我就见过一个图片从300多kb压缩到几十kb，自己几乎看不出来区别。
五,服务器资源
服务器所能提供CPU、内存、硬盘的性能对处理能力有决定性影响。
    (1) 对于高并发情况下会有大量的运算，那么CPU的速度会直接影响到处理速度。
    (2) 内存在大量数据处理的情况下，将会有较大的内存容量需求，可以用-Xmx -Xms -XX:MaxPermSize等参数对内存不同功能块进行划分。我们之前就遇到过内存分配不足，导致虚拟机一直处于full GC，从而导致处理能力严重下降。
    (3) 硬盘主要问题就是读写性能，当大量文件进行读写时，磁盘极容易成为性能瓶颈。最好的办法还是利用下面提到的缓存。