Tomcat作為Web服務器，它的處理性能直接關(guān)系到用戶體驗。

一、Tomcat固定的目錄結(jié)構(gòu)

二、Tomcat的配置

2.1 tomcat端口號的配置
??tomcat端口號的缺省值為8080，如果修改端口號，可以用以下方法：
??找到tomcat目錄下的\conf\server.xml文件中下面的代碼段，修改其中的port即可。

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />

server.xml是Tomcat算是最基本的配置文件，WEB容器的基本配置都在這里，包括端口、虛擬機、線程池等配置信息。

2.2 如何加大tomcat內(nèi)存
??如果tomcat內(nèi)存不夠用，則會造成內(nèi)存溢出的問題。這時通常會拋出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space異常，是指內(nèi)存的永久保存區(qū)域OutOfMemoryError，解決辦法就是加大內(nèi)存。找到tomcat目錄下的/bin/catalina.sh，在文件的前面，增加如下設置：

??JAVA_OPTS='-Xms[初始化內(nèi)存大小] -Xmx[可以使用的最大內(nèi)存]'

【參數(shù)說明】
-Xms 是指設定程序啟動時占用內(nèi)存大小。一般來講，大點，程序會啟動的 快一點，但是也可能會導致機器暫時間變慢。
-Xmx 是指設定程序運行期間最大可占用的內(nèi)存大小。如果程序運行需要占 用更多的內(nèi)存，超出了這個設置值，就會拋出OutOfMemory 異常。

2.3 如何加大tomcat線程連接數(shù)
在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和連接數(shù)相關(guān)的參數(shù)有：

<Connector port="9027"
　　protocol="HTTP/1.1"
　　maxHttpHeaderSize="8192"
　　maxThreads="1000"         -- 客戶請求最大線程數(shù) 
　　minSpareThreads="100"     --Tomcat初始化時創(chuàng)建的 socket 線程數(shù) 
　　maxSpareThreads="1000"    --Tomcat連接器的最大空閑 socket 線程數(shù) 
　　minProcessors="100"       -- 服務器創(chuàng)建時的最小處理線程數(shù)
　　maxProcessors="1000"      --最大連接線程數(shù)，即：并發(fā)處理的最大請求數(shù)，默認值為75
　　enableLookups="false"     --是否反查域名
　　URIEncoding="utf-8"       --URL統(tǒng)一編碼
　　acceptCount="1000"        --允許的最大連接數(shù)，應大于等于maxProcessors，默認值為100
　　redirectPort="8443"       --在需要基于安全通道的場合，把客戶請求轉(zhuǎn)發(fā)到基于SSL 的 redirectPort 端口
　　disableUploadTimeout="true"
    connectionTimeout=30000   --網(wǎng)絡連接超時，單位：毫秒。設置為0表示永不超時
/>

其中和最大連接數(shù)相關(guān)的參數(shù)為maxProcessors和acceptCount。如果要加大并發(fā)連接數(shù)，應同時加大這兩個參數(shù)。web server允許的最大連接數(shù)還受制于操作系統(tǒng)的內(nèi)核參數(shù)設置，通常Windows是2000個左右，Linux是1000個左右。

2.4 設置tomcat緩存
在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和緩存相關(guān)的參數(shù)有：

<Connector port="9027"
　　protocol="HTTP/1.1"
    -- 是否啟用壓縮 on為啟用（文本數(shù)據(jù)壓縮）
　　compression="on"  
    -- 啟用壓縮的輸出內(nèi)容大小，這里面默認為2KB，只有當響應報文大小大于這個值的時候才會對報文進行壓縮
　　compressionMinSize="2048" 
    -- 配置想壓縮的數(shù)據(jù)類型
   compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"
    -- 定義建立客戶連接超時的時間
　　connectionTimeout="20000"
　　disableUploadTimeout="true"/>

數(shù)據(jù)被壓縮了，響應速度自然減少了。但是有時候你會發(fā)現(xiàn)compressionMinSize這個配置并不起作用，貌似只要客戶端加了Accept-Encoding: gzip, deflate，響應就是壓縮的，無論響應報文體有多大，這是怎么回事呢？
??Tomcat判斷是否壓縮的的依據(jù)是根據(jù)你響應里的Content-length來的，如果沒有Content-length或者Content-length大于compressionMinSize就進行壓縮。如果你的報文小于compressionMinSize，卻被壓縮了，那就是你的響應報文中并不含有Content-length。
??如果你的響應無論什么大小都被壓縮了，那很有可能就是你在代碼中使用了OutputStream.flush(),或者PrintWriter.flush()。使用flush()的意思是響應開始往外寫了，Content-length已經(jīng)來不及寫了，tomcat會默認使用Transfer-Encoding: chunked形式幫你返回消息，響應肯定是要被壓縮的。
??所以如果你的設置compressionMinSize的沒有生效，很有可能是你的設置的compressionMinSize超出了tomcat的緩沖區(qū)大小，響應默認是chunked的形式返回的，這種情況是肯定壓縮的。

三、Tomcat是如何加載的

Windows下JAVA用到的環(huán)境變量主要有3個，JAVA_HOME、CLASSPATH、PATH。

• JAVA_HOME 指向的是JDK的安裝路徑。
  ??????JAVA_HOME=C:\jdk1.5.0_06
• PATH 環(huán)境變量原來Windows里面就有，你只需修改一下，使他指向JDK的bin目錄，這樣你在控制臺下面編譯、執(zhí)行程序時就不需要再鍵入一大串路徑了。
  ??????PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%
  其中%PATH%是引用以前你設置的PATH環(huán)境變量
• CLASSPATH 環(huán)境變量配置的是java類庫的位置以及執(zhí)行字節(jié)碼文件時查找文件的路徑。
  ?CLASSPATH=.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar
  要注意的是最前面的".;"，這個是告訴JDK，搜索CLASS時先查找當前目錄的CLASS文件。

Tomcat用到的環(huán)境變量主要有CATALINA_HOME、CATALINA_BASE

• CATALINA_HOME：Tomcat的安裝目錄
• CATALINA_BASE：Tomcat的工作目錄

JVM類加載

JVM的類加載采用父類委托機制

當JVM運行過程中，用戶需要加載某些類時，會按照下面的步驟（父類委托機制）：
1 用戶自己的類加載器，把加載請求傳給父加載器，父加載器再傳給其父加載器，一直到加載器樹的頂層。
2 最頂層的類加載器首先針對其特定的位置加載，如果加載不到就轉(zhuǎn)交給子類。
3 如果一直到底層的類加載都沒有加載到，那么就會拋出異常。
　　因此，按照這個過程可以想到，假設兩個包名和類名完全相同的class文件不再同一個jar包，如果一個class文件已經(jīng)被加載java虛擬機里了，那么后面的相同的class文件就不會被加載了。

Tomcat類加載

Tomcat類加載

當tomcat啟動時，會創(chuàng)建幾種類加載器：

1 Bootstrap 引導類加載器
　　是其他類加載器的父類，它用于加載Java核心庫，并且是唯一一個用本地代碼編寫的類加載器（位于jre/lib/ext下）

2 System 系統(tǒng)類加載器
　　加載tomcat啟動的類，比如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下。

• classes文件夾：放置已編譯的java類
• config文件夾：放置項目使用的配置文件
• lib文件夾：放置jar庫文件(許多class文件的集合)
• web.xml

當應用需要到某個類時，則會按照下面的順序進行類加載：
　　1 使用bootstrap引導類加載器加載
　　2 使用system系統(tǒng)類加載器加載
　　3 使用應用類加載器在WEB-INF/classes中加載
　　4 使用應用類加載器在WEB-INF/lib中加載
　　5 使用common類加載器在CATALINA_HOME/lib中加載

從上面的加載機制我們就可以知道，src下面的java文件優(yōu)先于jar包中的class，這是因為src文件夾中的java類以及webContent中的JSP都會在tomcat啟動時編譯成class文件放置在WEB-INF/classes中；而項目外部引用的jar包則是放置在WEB-INF/lib下。
　　同時要注意，在同一個文件夾下，jar包是按順序從上到下依次加載，如果已經(jīng)找到，則不會再后續(xù)jar包中進行查找。另外如果在 CATALINA_HOME/lib 以及 WEB-INF/lib 中放置了不同版本的jar包，此時就會導致某些情況下報加載不到類的錯誤。

四、Tomcat的部署方式

(1)靜態(tài)部署

• 將web項目文件件拷貝到webapps 目錄中
• 在server.xml中指定
  　　在tomcat中的conf目錄中，在server.xml中的，<host/>節(jié)點中添加：

<Context path="/hello" docBase="D:\ workspace\hello\WebRoot" debug="0" privileged="true"/> 

【參數(shù)說明】
path：虛擬路徑
docBase ：應用程序的物理路徑
debug ：設定debug level, 0表示提供最少的信息，9表示提供最多的信息
privileged：設置為true的時候，才允許Tomcat的Web應用使用容器內(nèi)的Servlet

• 創(chuàng)建一個Context文件
  　　在conf目錄中，新建 Catalina＼localhost目錄，在該目錄中新建一個xml文件，名字不可以隨意取，要和path后的那個名字一致，按照下邊這個path的配置，xml的名字應該就應該是hello（hello.xml），該xml文件的內(nèi)容為：

<Context path="/hello" docBase="D:\ workspace\hello\WebRoot" debug="0" privileged="true"/> 

這個方法有個優(yōu)點，可以定義別名。服務器端運行的項目名稱為path，外部訪問的URL則使用XML的文件名。這個方法很方便的隱藏了項目的名稱，對一些項目名稱被固定不能更換，但外部訪問時又想換個路徑，非常有效。

(2)動態(tài)部署
　　可以用tomcat在線后臺管理器,一般tomcat都打開了,直接上傳war就可以。

五、Tomcat的運行模式

Tomcat如何處理多個用戶同時請求的問題呢？有以下三種方式：
(1)BIO：默認的模式,性能非常低下,沒有經(jīng)過任何優(yōu)化處理和支持。bio模式同步并阻塞，服務器實現(xiàn)模式為一個連接一個線程，即客戶端有連接請求時服務器端就需要啟動一個線程進行處理，如果這個連接不做任何事情會造成不必要的線程開銷。

(2)NIO：同步非阻塞，服務器實現(xiàn)模式為一個請求一個線程，即客戶端發(fā)送的連接請求都會注冊到多路復用器上，多路復用器輪詢到連接有I/O請求時才啟動一個線程進行處理。
想運行在該模式下，直接修改server.xml里的Connector節(jié)點,修改protocol為nio：

<Connector port=”80″ protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol” 
    connectionTimeout=”20000″ 
    URIEncoding=”UTF-8″ 
    useBodyEncodingForURI=”true” 
    enableLookups=”false” 
    redirectPort=”8443″ />

(3)APR：異步非阻塞，服務器實現(xiàn)模式為一個有效請求一個線程，客戶端的I/O請求都是由OS先完成了再通知服務器應用去啟動線程進行處理。安裝起來最困難,但是從操作系統(tǒng)級別來解決異步的IO問題,大幅度的提高性能。

BIO、NIO、AIO適用場景分析:
BIO方式適用于連接數(shù)目比較小且固定的架構(gòu)，這種方式對服務器資源要求比較高，并發(fā)局限于應用中，JDK1.4以前的唯一選擇，但程序直觀簡單易理解。
NIO方式適用于連接數(shù)目多且連接比較短（輕操作）的架構(gòu)，比如聊天服務器，并發(fā)局限于應用中，編程比較復雜，JDK1.4開始支持。
AIO方式使用于連接數(shù)目多且連接比較長（重操作）的架構(gòu)，比如相冊服務器，充分調(diào)用OS參與并發(fā)操作，編程比較復雜，JDK7開始支持。

六、Tomcat的優(yōu)化

(1)內(nèi)存優(yōu)化
　　默認情況下Tomcat的相關(guān)內(nèi)存配置較低，這對于一些大型項目顯然是不夠用的，這些項目運行就已經(jīng)耗費了大部分內(nèi)存空間，何況大規(guī)模訪問的情況。可以用-Xmx -Xms -XX:MaxPermSize等參數(shù)對內(nèi)存不同功能塊進行劃分。內(nèi)存分配不足，就導致虛擬機一直處于full GC，從而導致處理能力嚴重下降。

(2)線程優(yōu)化
　　默認情況下 Tomcat只支持200線程訪問，超過這個數(shù)量的連接將被等待甚至超時放棄，所以我們需要提高這方面的處理能力，優(yōu)化Connector(連接器)。

(3)IO優(yōu)化
在server.xml中

<Connector port="80" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
    connectionTimeout="20000" 
    URIEncoding="UTF-8" 
    useBodyEncodingForURI="true" 
    enableLookups="false" 
    redirectPort="8443" />

實現(xiàn)對Tomcat的IO切換.

(4)利用緩存和壓縮
　　硬盤主要問題就是讀寫性能，當大量文件進行讀寫時，磁盤極容易成為性能瓶頸。最好的辦法還是利用下面提到的緩存。
　　對于靜態(tài)頁面最好是能夠緩存起來，這樣就不必每次從磁盤上讀。這里我們采用了Nginx作為緩存服務器，將圖片、css、js文件都進行了緩存，有效的減少了后端tomcat的訪問。
　　另外，為了能加快網(wǎng)絡傳輸速度，開啟gzip壓縮也是必不可少的。但考慮到tomcat已經(jīng)需要處理很多東西了，所以把這個壓縮的工作就交給前端的Nginx來完成。

(5)采用集群
　　單個服務器性能總是有限的，最好的辦法自然是實現(xiàn)橫向擴展，那么組建tomcat集群是有效提升性能的手段。