Tomcat安裝、配置、優化及負載均衡詳解


一、常見JavaWeb服務器

     1、WebLogic:是BEA公司的產品、WebSphereAS:是IBM公司的產品、JBossAS:紅帽公司的產品,可以自行了解
     2、Tomcat服務器: 
           Sun公司在推出的小型Servlet/JSP調試工具的基礎上發展起來的一個優秀的Servlet容器,Tomcat本身完全用java語言編寫,所以tomcat的運行需要java的支持,所以要先安裝JDK,才能運行。目前是Apache開源軟件組織的一個軟件項目,它的官網 http://tomcat.apache.org。得到了廣大開源代碼志願者的大力支持,且可以和目前大部分的主流Web服務器(IIS、Apache服務器)一起工作,它運行穩定、可靠且高效。已成為目前開發企業JavaWeb應用的最佳Servlet容器選擇之一。目前最新版本8.0
 
二、Tomcat的目錄結構及常用配置
    1、Tomcat的目錄層次結構
         bin:   存放啟動和關閉Tomcat的腳本文件
         conf: 存放Tomcat服務器的各種配置文件
         lib:   存放tomcat服務器支撐的jar包
         logs:  存放Tomcat的日志文件
         temp:  存放Tomcat運行時產生的臨時文件
         webapps:web應用雖在目錄,即供外界訪問的web資源的存放目錄
         work:  Tomcat的工作目錄
    2、JavaWeb應用的組成結構
         mail---------------------------Web應用所在目錄
           |----html、jsp、css、js等文件,根目錄下的文件外界可以直接訪問
           |----WEB-INF目錄
                    |---------classes目錄(java類)
                    |---------lib目錄(java類運行所需的jar包)
                    |---------web.xml(web應用的配置文件)
             WEB-INF 這個目錄下的文件外界無法直接訪問,由web服務器負責調用
     3、JavaWeb應用的發布
            開放式目錄方式:
            打包war方式:   使用   Jar -cvf *.war .
     4、Tomcat的組成結構
            Tomcat本身由一系列可配置的組件構成,其中核心組件是Servlet容器組件,它是所有其他Tomcat組件的頂層容器。每個組件都可以在Tomcat安裝目錄/conf/server.xml文件中進行配置,每個Tomcat組件在server.xml文件中對應一種配置元素。下面用XML的形式展示各種Tomcat組件之間的關系    
  1. <Server>代表整個Servlet容器組件,是最頂層元素,可以包含一個或多個<Service>元素
            <Service>包含一個<Engine>元素以及一個或多個<Connector>元素,這些<Connector>共享一個<Engine>
                <Connector/>代表和客戶程序實際交互的組件,負責接收客戶請求,以及向客戶返回響應
                <Engine>每個<Service>元素只能包含一個<Engine>元素,它處理在同一個<Service>中所有<Connector>接收到的客戶請求
                          <Host>在一個<Engine>中可以包含多個<Host>,它代表一個虛擬主機(即一個服務器程序可以部署在多個有不同IP的服務器主機上),它可以包含一個或多個應用
                                  <Context>使用最頻繁的元素,代表了運行在虛擬主機上的單個web應用
                         </Host>
               </Engine>
          </Service>
    </Server>

           5、Tomcat體系結構

          
        6、虛擬目錄的映射方式
          從Tomcat6開始,Tomcat支持自動映射,即tomcat服務器會自動管理webapps目錄下的所有web應用,並把它映射成虛擬目錄,換句話說,只需把web應用放在webapps目錄下,不需要配置Context,外界可以直接訪問
          但是如果你不想講項目放在webapps下,而是放在其他地方,還是需要配置Context,比如我的tomcat在C盤,我的項目在D盤,則需要在Host下增加如下虛擬目錄映射語句
  1. <Contextpath="/myapp"docBase="D:/work/myapp"></Context>

            7、Context元素配置

          tomcat在加載一個web應用時,會一次按照以下五種方式查找web應用中的<Context>元素,優先級一次降低,直到找到為止
          1):到Tomcat安裝目錄/conf/Context.xml文件中查找<Context>元素。
          2):到Tomcat安裝目錄/conf/[enginename]/[hostname]/context.xml.default文件中查找<Context>元素。
               [enginename]:表示<Engine>的name屬性
               [hostname]:表示<Host>d的那么屬性
          3):到Tomcat安裝目錄/conf/[enginename]/[hostname]/[contextpath].xml文件中查找<Context>元素
                [contextpath]:表示單個Web應用的URL入口
          4):到Web應用的META-INF/context.xml文件中查找<Context>元素
          5):到Tomcat安裝目錄/conf/server.xml文件中查找<Context>元素。只適用於單個Web應用
        8、將項目部署為Tomcat默認應用
             即訪問 http://localhost:8080 時出來的是tomcat自帶的歡迎頁面,改為登錄到自己的項目主頁
               方法一:
                     在Tomcat默認安裝后,tomcat的主目錄是webapps/root目錄,所以如果想改變tomcat的主目錄的話可以如下所做:
                     在/conf/server.xml文件的<Host></Host>之間加入代碼
  1. <Contextpath=""docBase="C:\tomcat7\webapps\myapp"reloadable="true"debug="0"></Context>
    <!--
    docBase改為自己需要的項目路徑
    如果建立了Apache和tomcat集群,Apache server 的默認端口是80 ,IE訪問的方法只需輸入:http://localhost,就可以自動定位到xx工程下面去
    -->

                   方法二:

                   將tomcat安裝目錄下的ROOT下的所有文件刪除,換成自己項目的文件,此法有點暴力
               方法三:
                   Tomcat5.0以下版本在C:/Tomcat/conf/Catalina/localhost目錄下會自動生成了一個ROOT.Xml,但是5.0以上版本不再生成此文件,所以可以新建個ROOT.xml,在里面加入如下代碼:
  1. <?Xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
    <ContextcrossContext="true"docBase="C:\tomcat7\webapps\myapp"path=""reloadable="true">
    </Context>
    <!--但是我自己在7.0版本上測試好像未成功,大家可以自己試試-->

              9、Context元素的屬性

               path:    指定訪問該Web應用的URL入口
               docBase: 指定Web應用的文件路徑,可以寫絕對路徑,也可以寫相對於appBase屬性的相對路徑
               className:指定實現Context組件的Java類的名字,這個類必須實現org.apache.catalina.Contex接口,該屬性默認值為org.apache.catalina.core.StandardContext(不建議大家改動)
               reloadable:如果為true,Tomcat服務器在運行狀態下回監視在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目錄下的class文件的改動,以及監視Web應用的WEB-INF/web.xml文件的改動,如果檢測到有更新,服務器會自動更新加載web應用。其默認值為false。在開發和調試階段,將其改為true,一般像Eclipse等開發環境都會默認改為true。在正式發布階段,應將其該為false,可以降低Tomcat的運行負荷,提高Tomcat的運行性能
               在一般情況下,<Context>元素都會使用默認的標准Context組件,即className屬性采用默認值org.apache.catalina.core.StandardContext,它除了擁有上面介紹到的屬性外,還有自身專有的屬性:
               cachingAllowed:是否允許啟用靜態資源(HTML、圖片、聲音等)的緩存。默認值為true。
               cacheMaxSize:設置靜態資源緩存的最大值,單位為K。
               workDir:指定Web應用的工作目錄。
               uppackWAR:如果為true,會把war文件展開為開放目錄后再運行。為false,直接運行war文件。默認值為true。
        10、web.xml文件
             該文件必須放在/WEB-INF目錄下,但是從7.0版本開始,Tomcat可以不使用web.xml文件,而是使用注解方式。
 
三、Tomcat的優化
        1、內存使用配置
           Tomcat是依賴於JVM的,所以Tomcat的使用內存配置實質上是JVM的內存配置
           在/bin目錄下的catalina.bat可以直接通過Tomcat設置JVM內存參數,windows下
           打開catalina.bat文件,在大概中間的位置,找到
           set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPT% -server -Xms2048m -Xmx2048m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -Djava.awt.headless=true"
           通過內存設置充分利用服務器內存
           -server:   模式啟動應用慢,但是極大程度提高運行性能
           -Xms2048m -Xmx2048m:   設置的是堆內存
           java8開始,PermSize被MetaspaceSize代替,MetaspaceSize共享heap,不會再有java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space,可以不設置
           Headless=true:   適用於Linux系統,與圖形操作有關,如生成驗證碼含義是當前的是無顯示器的服務器,應用中如果獲取系統顯示有關的參數會拋出異常,windows系統可不用設置
           可通過jmap -heap process_id查看設置是否成功
 
         2、最大連接數配置(並發能力)
            在/conf/server.xml里進行配置
            在<Connector>屬性中
            將protocol屬性改為 "org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol",NIO模型的效率更高
            加入
                maxThreads="500" //當前可以同時處理的最大用戶訪問數
                minSpareThreads="100" //最小空閑線程連接數,用於優化線程池
                maxSpareThreads="200"
                acceptCount="200" //當所有的線程以分配,仍然允許連接進來,但是出於等待狀態的用戶數。等待線程數+工作線程數=總的可最大連接數,如果超過此數,新的連接將不會被接受,就會產生一個http錯誤
                enableLookups="false"//是否允許DNS反查,如果為true,request.getRemoteHost會執行DNS查找,反向解析ip對應域名或主機名,當沒有這樣需要的時候,可以將這個功能關閉,在一定程度上提高了Tomcat服務器的性能
 
四、負載均衡配置
       負載均衡是提高應用負載量和容錯的有效手段,可以結合Nginxs與Tomcat實現,Nginx是一款性能優異的反向代理服務器
       1、負載均衡配置實現
             反向代理原理示意圖:
             
              負載均衡示意圖:
              
              負載均衡策略:
                 Nginx 提供輪詢(round robin)、用戶IP哈希(client IP)和指定權重 3 種方式
 
       2、負載均衡時Session的處理策略
              Session是Tomcat服務器上的內存空間,如果一個用戶發出多個請求,卻發到了多個tomcat服務器中,那么就會出現Session不同步的問題
              解決方案1:將一個用戶的請求鎖定到某一台服務器上,簡單,但是缺乏容錯性,一旦某個服務器發生故障,Session可能丟失,(但是服務器發生故障是一個低概率事件,如果一個服務器經常掛掉,要么是硬件有問題,要么是應用有問題
                        可以使用用戶IP哈希實現
            解決方案2:Session復制策略,基於網絡的廣播策略,一個節點Session變化,其他節點同步復制,具有容錯性,但節點多或復制量大時對網絡負荷大,使網絡效率低下,甚至阻塞
                     ① 在/conf/server.xml文件中開啟Session復制的選項,將<Cluster>注釋去掉,7.0默認值以配置好,需要接收器<Receiver>綁定內網(一般服務器都有兩塊網卡)網卡地址,修改端口>。
                      在應用中指定應用是在分布式部署之下,在web.xml中添加<distributable/>選項
            解決方案3:額外創建一個共享的空間用來存放Session,所有服務器共享一個Session
                        memcached緩存共享方案基本原理
                        粘性Session與非粘性Session方式:
                        
                           需要一些工具jar包,官網有目錄和下載連接
                           在/conf/context.xml中進行配置,全局有效
       3、集群環境中應用代碼應注意的問題
                ① 傳遞Session需要實體類序列化支持,實現可序列化接口,設置版本號
              ② 獲取用戶IP地址方法的變化,獲取真實客戶端ip而不是Nginx代理地址
                ③ 動靜分離結構的預規划,
                   一般高並發的網站上,資源類的文件,如js,css,圖片通常是由靜態服務器處理,Nginx處理靜態文件效率就非常高,而tomcat處理靜態文件是它很大的一個弱勢,tomcat只負責動態請求的處理。那么編碼的時候就要考慮靜態資源最后可能要被拿出去,地址會有變化,所以在開發的時候應該規划訪問地址,保持最大靈活性。
 






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