Tomcat安装、配置、优化及负载均衡详解

Tomcat安装、配置、优化及负载均衡详解

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作者:rocomp

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一、常见JavaWeb服务器


1、WebLogic:是BEA公司的产品、WebSphereAS:是IBM公司的产品、JBossAS:红帽公司的产品,可以自行了解


2、Tomcat服务器:Sun公司在推出的小型Servlet/JSP调试工具的基础上发展起来的一个优秀的Servlet容器,Tomcat本身完全用java语言编写,所以tomcat的运行需要java的支持,所以要先安装JDK,才能运行。


目前是Apache开源软件组织的一个软件项目,它的官网 :

http://tomcat.apache.org


Tomcat得到了广大开源代码志愿者的大力支持,且可以和目前大部分的主流Web服务器(IIS、Apache服务器)一起工作,它运行稳定、可靠且高效。已成为目前开发企业JavaWeb应用的最佳Servlet容器选择之一。


二、Tomcat的目录结构及常用配置


1、Tomcat的目录层次结构

  • bin:存放启动和关闭Tomcat的脚本文件

  • conf:存放Tomcat服务器的各种配置文件

  • lib:存放tomcat服务器支撑的jar包

  • logs:存放Tomcat的日志文件

  • temp:存放Tomcat运行时产生的临时文件

  • webapps:web应用虽在目录,即供外界访问的web资源的存放目录

  • work:Tomcat的工作目录

  •   

    2、JavaWeb应用的组成结构

    mail---------------------------Web应用所在目录

         |----html、jsp、css、js等文件,根目录下的文件外界可以直接访问

         |----WEB-INF目录

              |---------classes目录(java类)

              |---------lib目录(java类运行所需的jar包)

              |---------web.xml(web应用的配置文件)

          WEB-INF 这个目录下的文件外界无法直接访问,由web服务器负责调用

         

    3、JavaWeb应用的发布

    开放式目录方式:

    打包war方式:   使用   Jar -cvf *.war .

         

    4、Tomcat的组成结构

    Tomcat本身由一系列可配置的组件构成,其中核心组件是Servlet容器组件,它是所有其他Tomcat组件的顶层容器。


    每个组件都可以在Tomcat安装目录/conf/server.xml文件中进行配置,每个Tomcat组件在server.xml文件中对应一种配置元素。下面用XML的形式展示各种Tomcat组件之间的关系    


    <Server>代表整个Servlet容器组件,是最顶层元素,可以包含一个或多个<Service>元素
           <Service>包含一个<Engine>元素以及一个或多个<Connector>元素,这些<Connector>共享一个<Engine>
               <Connector/>代表和客户程序实际交互的组件,负责接收客户请求,以及向客户返回响应
               <Engine>每个<Service>元素只能包含一个<Engine>元素,它处理在同一个<Service>中所有<Connector>接收到的客户请求
                         <Host>在一个<Engine>中可以包含多个<Host>,它代表一个虚拟主机(即一个服务器程序可以部署在多个有不同IP的服务器主机上),它可以包含一个或多个应用
                                 <Context>使用最频繁的元素,代表了运行在虚拟主机上的单个web应用
                        Host>
              Engine>
         Service>
    Server>


    5、Tomcat体系结构




    6、虚拟目录的映射方式

    从Tomcat6开始,Tomcat支持自动映射,即tomcat服务器会自动管理webapps目录下的所有web应用,并把它映射成虚拟目录,换句话说,只需把web应用放在webapps目录下,不需要配置Context,外界可以直接访问。

              

    但是如果你不想讲项目放在webapps下,而是放在其他地方,还是需要配置Context,比如我的tomcat在C盘,我的项目在D盘,则需要在Host下增加如下虚拟目录映射语句。


    <contextpath="/myapp"docBase="D:/work/myapp">Context></contextpath=


    7、Context元素配置

    tomcat在加载一个web应用时,会一次按照以下五种方式查找web应用中的 元素,优先级一次降低,直到找到为止

  • 到Tomcat安装目录/conf/Context.xml文件中查找 元素。

  • 到Tomcat安装录/conf/[enginename]/[hostname]/context.xml.default文件中查找 元素。

    [enginename]:表示 的name属性

    [hostname]:表示 d的那么属性

  • 到Tomcat安装目录/conf/[enginename]/[hostname]/[contextpath].xml文件中查找 元素

    [contextpath]:表示单个Web应用的URL入口

  • 到Web应用的META-INF/context.xml文件中查找 元素

  • 到Tomcat安装目录/conf/server.xml文件中查找 元素。只适用于单个Web应用

  •         

    8、将项目部署为Tomcat默认应用

    即访问 http://localhost:8080 时出来的是tomcat自带的欢迎页面,改为登录到自己的项目主页。


    方法一:

    在Tomcat默认安装后,tomcat的主目录是webapps/root目录,所以如果想改变tomcat的主目录的话可以如下所做:


    在/conf/server.xml文件的 之间加入代码


    <Contextpath=""docBase="C:\tomcat7\webapps\myapp"reloadable="true"debug="0">Context>


    方法二:

    将tomcat安装目录下的ROOT下的所有文件删除,换成自己项目的文件,此法有点暴力。

                   

    方法三:

    Tomcat5.0以下版本在C:/Tomcat/conf/Catalina/localhost目录下会自动生成了一个ROOT.Xml,但是5.0以上版本不再生成此文件。


    所以可以新建个ROOT.xml,在里面加入如下代码:


    Xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <ContextcrossContext="true"docBase="C:\tomcat7\webapps\myapp"path=""reloadable="true">
    Context>


    9、Context元素的属性

    path:指定访问该Web应用的URL入口


    docBase:指定Web应用的文件路径,可以写绝对路径,也可以写相对于appBase属性的相对路径


    className:指定实现Context组件的Java类的名字,这个类必须实现org.apache.catalina.Contex接口,该属性默认值为org.apache.catalina.core.StandardContext(不建议大家改动)


    reloadable:如果为true,Tomcat服务器在运行状态下回监视在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目录下的class文件的改动,以及监视Web应用的WEB-INF/web.xml文件的改动,如果检测到有更新,服务器会自动更新加载web应用。


    其默认值为false。在开发和调试阶段,将其改为true,一般像Eclipse等开发环境都会默认改为true。在正式发布阶段,应将其该为false,可以降低Tomcat的运行负荷,提高Tomcat的运行性能


    在一般情况下, 元素都会使用默认的标准Context组件,即className属性采用默认值org.apache.catalina.core.StandardContext,它除了拥有上面介绍到的属性外,还有自身专有的属性:

  • cachingAllowed:是否允许启用静态资源(HTML、图片、声音等)的缓存。默认值为true。

  • cacheMaxSize:设置静态资源缓存的最大值,单位为K。

  • workDir:指定Web应用的工作目录。

  • uppackWAR:如果为true,会把war文件展开为开放目录后再运行。为false,直接运行war文件。默认值为true。

  •         

    10、web.xml文件

    该文件必须放在/WEB-INF目录下,但是从7.0版本开始,Tomcat可以不使用web.xml文件,而是使用注解方式。


    三、Tomcat的优化


    1、内存使用配置

    Tomcat是依赖于JVM的,所以Tomcat的使用内存配置实质上是JVM的内存配置。


    在/bin目录下的catalina.bat可以直接通过Tomcat设置JVM内存参数,windows下打开catalina.bat文件,在大概中间的位置,找到


    set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPT% -server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -Djava.awt.headless=true"


    通过内存设置充分利用服务器内存

  • -server:模式启动应用慢,但是极大程度提高运行性能

  • -Xms2048m -Xmx2048m:设置的是堆内存


  • java8开始,PermSize被MetaspaceSize代替,MetaspaceSize共享heap,不会再有java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space,可以不设置

               

  • Headless=true:适用于Linux系统,与图形操作有关,如生成验证码含义是当前的是无显示器的服务器,应用中如果获取系统显示有关的参数会抛出异常,windows系统可不用设置


  • 可通过jmap -heap process_id查看设置是否成功

             

    2、最大连接数配置(并发能力)

    在/conf/server.xml里进行配置


    在 属性中 将protocol属性改为 


    "org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol",


    NIO模型的效率更高

                

    加入


    maxThreads="500" 
    //当前可以同时处理的最大用户访问数

    minSpareThreads="100" 
    //最小空闲线程连接数,用于优化线程池

    maxSpareThreads="200"

    acceptCount="200" 
    //当所有的线程以分配,仍然允许连接进来,但是出于等待状态的用户数。
    //等待线程数+工作线程数=总的可最大连接数,如果超过此数,
    //新的连接将不会被接受,就会产生一个http错误

    enableLookups="false"
    //是否允许DNS反查,如果为true,request.getRemoteHost会执行DNS查找,反向解析ip对应域名或主机名,
    //当没有这样需要的时候,可以将这个功能关闭,在一定程度上提高了Tomcat服务器的性能



    四、负载均衡配置

           

    负载均衡是提高应用负载量和容错的有效手段,可以结合Nginxs与Tomcat实现,Nginx是一款性能优异的反向代理服务器。


    1、负载均衡配置实现

    反向代理原理示意图:




    负载均衡示意图:



    负载均衡策略:

     Nginx 提供轮询(round robin)、用户IP哈希(client IP)和指定权重 3 种方式

           

    2、负载均衡时Session的处理策略

    Session是Tomcat服务器上的内存空间,如果一个用户发出多个请求,却发到了多个tomcat服务器中,那么就会出现Session不同步的问题

                  

    解决方案1

    将一个用户的请求锁定到某一台服务器上,简单,但是缺乏容错性,一旦某个服务器发生故障,Session可能丢失,(但是服务器发生故障是一个低概率事件,如果一个服务器经常挂掉,要么是硬件有问题,要么是应用有问题)


    可以使用用户IP哈希实现


    解决方案2

    Session复制策略,基于网络的广播策略,一个节点Session变化,其他节点同步复制,具有容错性,但节点多或复制量大时对网络负荷大,使网络效率低下,甚至阻塞


    ① 在/conf/server.xml文件中开启Session复制的选项,将 注释去掉,7.0默认值以配置好,需要接收器 绑定内网(一般服务器都有两块网卡)网卡地址,修改端口>。


    ② 在应用中指定应用是在分布式部署之下,在web.xml中添加 选项


    解决方案3

    额外创建一个共享的空间用来存放Session,所有服务器共享一个Session


    memcached缓存共享方案基本原理

    粘性Session与非粘性Session方式:



    需要一些工具jar包,官网有目录和下载连接,在/conf/context.xml中进行配置,全局有效。

           

    3、集群环境中应用代码应注意的问题       

    传递Session需要实体类序列化支持,实现可序列化接口,设置版本号。

           

    获取用户IP地址方法的变化,获取真实客户端ip而不是Nginx代理地址。

             

    动静分离结构的预规划。一般高并发的网站上,资源类的文件,如js,css,图片通常是由静态服务器处理,Nginx处理静态文件效率就非常高,而tomcat处理静态文件是它很大的一个弱势,tomcat只负责动态请求的处理。


    那么编码的时候就要考虑静态资源最后可能要被拿出去,地址会有变化,所以在开发的时候应该规划访问地址,保持最大灵活性。


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