Tomcat概念
Tomcat是Java语言开发的，服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，是Apacho软件基金会的Jakarta项目中的一个核心项目，由Apacho、Sun和其他一些公司及个人共同开发而成
属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。一般来说，Tomcat虽然和Apache或者Nginx这些Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，然而由于其处理静态HTML的能力远不及Apache或者Nginx
所以Tomcat通常是作为一个Servlet和JSP容器，单独运行在后端
web网站应用服务器 处理静态html页面
Servlet/JSP容器 处理Java开发的.jsp动态页面
Tomact三大核心组件
| 名称 | 功能 |
|---|---|
| Web容器 | 完成Web服务器的功能 |
| Servlet容器 | 名字为catalina，用于处理Servlet代码 |
| JSP容器 | 用于将JSP动态页面翻译为Servlet代码 |
因此Tomcat是web应用服务器，也是一个Servlet/JSP容器。Tomcat作为Servlet容器，负责处理客户的.jsp动态页面的请求，把请求传送给Servlet，并将Servlet的响应传送回给客户
什么是Servlet
Servlet是Java Servlet的简称，可以理解为是一个服务连接器，是用Java编写的服务器端程序，具有独立与平台和协议的特性，简单的理解：Servlet就是一个中间件，包含了接口和方法，将客户端和数据库连接，从而实现动态页面的创建
什么是JSP？
JSP全称Java Server Pages，一种动态网页开发技术。它使用JSP标签在HTML网页中插入Java代码。标签通常以<%开头以%>结束。
JSP是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。
JSP通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源，然后动态地创建网页。
Tomact功能组件结构
Tomcat的核心功能有两个，分别是负责接受和反馈外部请求的连接器Connector，和负责处理请求的容器Container。其中连接器和容器相辅相成，一起构成了基本web服务Service，每个Tomcat服务器可以管理多个Service
Connector：负责对外接受和响应请求，它是Tomcat与外界的交通枢纽，监听端口接收外界请求，并将请求处理后传递给容器做业务处理，最后将容器处理后的结果响应给外界
Container：负责对内处理业务逻辑，其内部由Engine、Host、Context和Wrapper四个容器组成，用于管理和调用Servlet相关逻辑
Service：对外提供web服务，主要包含Connector和Container两个核心组件，以及其他功能组件，Tomact可以管理多个Service，且各Service之间相互独立
Tomcat端口
8080 http连接端口
8443 https连接端口
8005 关闭服务的端口
8009 AJP端口，Apache做代理服务的时候能通过AJP协议访问Tomcat的8009端口
Container结构分析
每一个Service会包含一个Container容器，在Container内部包含了4个子容器
4个子容器的作用分别是： （1）Engine：引擎，用来管理多个虚拟主机，一个 Service 最多只能有一个 Engine； （2）Host：代表一个虚拟主机，也可以叫站点，通过配置 Host 就可以添加站点； （3）Context：代表一个 Web 应用，包含多个 Servlet 封装器； （4）Wrapper：封装器，容器的最底层。每一 Wrapper 封装着一个 Servlet，负责对象实例的创建、执行和销毁功能。
Engine、Host、Context 和 Wrapper，这四个容器之间属于父子关系。 容器 由一个引擎可以管理多个虚拟主机。每个虚拟主机可以管理多个 Web 应用。每个 Web 应用会有多个 Servlet 封装器。
Tomcat 请求过程：
1、用户在浏览器中输入网址，请求被发送到本机端口 8080，被在那里监听的 Connector 获得； 2、Connector 把该请求交给它所在的 Service 的 Engine（Container）来处理，并等待 Engine 的回应； 3、请求在 Engine、Host、Context 和 Wrapper 这四个容器之间层层调用，最后在 Servlet 中执行对应的业务逻辑、数据存储等。 4、执行完之后的请求响应在 Context、Host、Engine 容器之间层层返回，最后返回给 Connector，并通过 Connector 返回给客户端。
Tomact服务部署安装
在安装Tomcat之前必须安装好jdk，因为jdk是Tomcat运行的必要环境
1.关闭防火墙，将安装Tomact所需软件包传到/opt目录下
cd /opt
jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
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2.安装JDK
cd /opt
rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm ##查看指定文件的文件列表
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
java -version #可以查看到java的版本："1.8.0_131"是默认自带的
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3.设置JDK环境变量
vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export JRE_HOME=$JAVA_HOME/jre ##可以省略
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JRE_HOME/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JRE_HOME/bin:$PATH
source /etc/profile.d/java.sh
java -version
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小知识：
CLASSPATH：编译、运行Java程序时，JRE会去该变量指定的路径中搜索所需的类（.class）文件。 JDK ：java development kit （java开发工具） JRE ：java runtime environment （java运行时环境） JVM ：java virtuak machine （java虚拟机），使java程序可以在多种平台上运行class文件。
4.写一个简单的java程序测试JDK是否搭建成功
首先使用文本工具编写java源代码，比如 Hello.java ； 在命令行中，输入命令：javac Hello.java，对源代码进行编译，生成 class 字节码文件； 编译完成后，如果没有报错信息，输入命令：java Hello，运行 class 字节码文件，由 JVM 对字节码进行解释和运行，打印 “Hello World”。
vim Hello.java
#类名、接口名命令：英文大小写字母、数字字符、$和_，不能使用关键字和数字开头；
一个单词命名时第一个单词的首字母要大写；多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz（大驼峰命名法）
public class Hello {
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello world!");
}
}
javac Hello.java ##对文件进行编译
java Hello ##运行java程序
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5.安装启动Tomact
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##启动tomcat ##
#后台启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
或
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh start
#前台启动
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run
或
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -natp | grep 8080 ##查看8080端口是否打开
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6.浏览器访问测试
浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.46.50:8080
7.优化Tomcat启动速度
第一次启动tomcat可能会发现 Tomcat 启动很慢，默认情况下可能会需要几十秒，可以修改jdk参数进行改
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom
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小知识：
●tomcat 启动慢的原因是随机数产生遭到阻塞，遭到阻塞的原因是 熵池大小 。 ●/dev/random：阻塞型，读取它就会产生随机数据，但该数据取决于熵池噪声，当熵池空了，对/dev/random 的读操作也将会被阻塞。 ●/dev/urandom：非阻塞的随机数产生器，它会重复使用熵池中的数据以产生伪随机数据。这表示对/dev/urandom的读取操作不会产生阻塞，但其输出的熵可能小于/dev/random的。它可以作为生成较低强度密码的伪随机数生成器，不建议用于生成高强度长期密码。 ●Linux内核采用熵来描述数据的随机性。熵（entropy）是描述系统混乱无序程度的物理量，一个系统的熵越大则说明该系统的有序性越差，即不确定性越大。在信息学中，熵被用来表征一个符号或系统的不确定性，熵越大，表明系统所含有用信息量越少，不确定度越大。计算机本身是可预测的系统，因此，用计算机算法不可能产生真正的随机数。但是机器的环境中充满了各种各样的噪声，如硬件设备发生中断的时间，用户点击鼠标的时间间隔等是完全随机的，事先无法预测。Linux内核实现的随机数产生器正是利用系统中的这些随机噪声来产生高质量随机数序列。内核维护了一个熵池用来收集来自设备驱动程序和其它来源的环境噪音。理论上，熵池中的数据是完全随机的，可以实现产生真随机数序列。为跟踪熵池中数据的随机性，内核在将数据加入池的时候将估算数据的随机性，这个过程称作熵估算。熵估算值描述池中包含的随机数位数，其值越大表示池中数据的随机性越好。
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ll /usr/local/tomcat/
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主要目录说明
| 目录 | 说明 |
|---|---|
| bin | 存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，如 catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh |
| conf | 存放 Tomcat 服务器的各种配置文件，如主配置文件 server.xml 和 应用默认的部署描述文件 web.xml |
| lib | 存放 Tomcat 运行需要的库文件的 jar 包，一般不作任何改动 |
| logs | 存放 Tomcat 执行时的日志 |
| temp | 存放 Tomcat 运行时产生的文件 |
| webapps | 存放 Tomcat 默认的 Web 应用项目资源的目录 |
| work | Tomcat 的工作目录，存放 Web 应用代码生成和编译文件 |
Tomcat虚拟主机配置
很多时候公司会有多个项目需要运行，一般不会是在一台服务器上运行多个 Tomcat 服务，这样会消耗太多的系统资源。此时， 就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。 例如现在新增两个域名 www.meme.com 和 www.benet.com， 希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。
1.创建meme和benet项目目录和文件
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/meme
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
echo "This is meme page!" > /usr/local/tomcat/webapps/meme/index.jsp
echo "This is benet page!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp
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2.修改Tomcat主配置文件server.xml
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
##首页文件分别在/usr/local/tomcat/webapps/meme和benet目录下默认index.jsp
<Host name="www.meme.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/meme" 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" />
</Host>
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| Host name | 主机名 |
|---|---|
| appBase | Tomcat程序工作目录，即存放web应用程序的目录；相对路径为webapps，绝对路径为 /usr/local/tomcat/webapps |
| unpackWARs | 在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true |
| autoDeploy | 在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true |
| xmlValidation | 是否验证xml文件执行有效性检验的标志 |
| mlNamespaceAware | 是否启用xml命名空间，设置该值与xmlValidation为true，表示对web.xml文件执行有效性检验 |
| Context docBase | 相应的Web应用程序的存放位置；也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径 |
| path | 相对于Web服务器根路径而言的URI；如果为空""，则表示为此webapp的根路径 / |
| reloadable | 是否允许重新加载此context相关的Web应用程序的类；默认为false |
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -natp | grep 8080
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3.客户端浏览器访问验证
echo "192.168.46.50 www.meme.com www.benet.com" >> /etc/hosts
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浏览器访问 www.meme.com:8080/ 页面显示This is meme page! 浏览器访问 www.benet.com:8080/ 页面显示This is benet page!
Tomcat优化
Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境，它可能会频繁出现假死现象需要重启，只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面，分别为操作系统优化（内核参数优化），Tomcat配置文件参数优化，Java虚拟机（JVM）调优。
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
--71行--插入
minSpareThreads="50" #最小线程数50
enableLookups="false" ##不开启反查域名
disableUploadTimeout="true" ##上传时不使用超时机制
acceptCount="300" ##当所有线程数都被占用时，可传入连接请求的最大队列长度为300
maxThreads="500" ##使用线程来处理接收的每个请求，支持的最大并发连接数为500
processorCache="500" ##进程缓冲器，可以提升并发请求
URIEncoding="UTF-8" ##指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式
maxKeepAliveRequests="100" ##一个长连接的最大请求数为100，默认长链接是打开的
compression="on" ##开启对响应的数据进行GZIP压缩
compressionMinSize="2048" ##压缩响应的最小值，默认值为2048
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/> ##压缩类型
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Tomcat 配置文件参数优化
常用的优化相关参数如下：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| redirectPort | 如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的 8443 端口。 |
| maxThreads | Tomcat使用线程来处理接收的每个请求，这个值表示Tomcat可创建的最大的线程数，即支持的最大并发连接数，默认值是 200。 |
| minSpareThreads | 最小空闲线程数，Tomcat 启动时的初始化的线程数，表示即使没有人使用也开这么多空线程等待，默认值是 10。 |
| maxSpareThreads | 最大备用线程数，一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。默认值是-1（无限制）。一般不需要指定。 |
| processorCache | 进程缓冲器，可以提升并发请求。默认值是200，如果不做限制的话可以设置为-1，一般采用maxThreads的值或者-1。 |
| URIEncoding | 指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，网站一般采用UTF-8作为默认编码。 |
| connnectionTimeout | 网络连接超时，单位：毫秒，设置为 0 表示永不超时，这样设置有隐患的。通常默认 20000 毫秒就可以。 |
| enableLookups | 是否反查域名，以返回远程主机的主机名，取值为：true 或 false，如果设置为 false，则直接返回 IP 地址，为了提高处理能力，应设置为 false。 |
| disableUploadTimeout | 上传时是否使用超时机制。应设置为 true |
| connectionUploadTimeout | 上传超时时间，毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间，这个根据你自己的业务需要自己调，以使Servlet有较长的时间来完成它的执行，需要与上一个参数一起配合使用才会生效。 |
| acceptCount | 指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可传入连接请求的最大队列长度，超过这个数的请求将不予处理，默认为 100 个 |
| maxKeepAliveRequests | 指定一个长连接的最大请求数。默认长连接是打开的，设置为1时，代表关闭长连接；为-1时，代表请求数无限制 |
| compression | 是否对响应的数据进行GZIP压缩，off：表示禁止压缩；on：表示允许压缩（文本将被压缩）、force：表示所有情况下都进行压缩，默认值为 off，压缩数据后可以有效的减少页面的大小，一般可以减小 1/3 左右，节省带宽。 |
| compressionMinSize | 表示压缩响应的最小值，只有当响应报文大小大于这个值的时候才会对报文进行压缩，如果开启了压缩功能，默认值就是 2048 |
| compressableMimeType | 压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩 |
| noCompressionUserAgents="gozilla, traviata" | 对于以下的浏览器，不启用压缩 |
Tomcat配置JVM参数
环境规格以2C4G为例
配置添加在 Tomcat 的 bin 目录下 catalina.sh 里，位置在 cygwin=false 前
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2048m -Xmx2048m -Xmn768m -XX:ParallelGCThreads=2 -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -Djava.awt.headless=true -XX:+DisableExplicitGC"
cygwin=false
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参数说明
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -server | 一定要作为第一个参数，在多个CPU时性能佳 |
| -Xms | 初始Java初始化堆的大小，是分配JVM的最小内存，cpu性能高时此值应设的大一些 |
| -Xmx | 最大Java堆的大小，是分配JVM的最大内存，取决于硬件物理内存的大小，建议-Xms与-Xmx设成一样的值，均设为物理内存的一半。其目的是为了能够在java垃圾回收机制清理完堆区后不需要重新分隔计算堆区的大小而浪费资源。 |
| -Xmn | 新生代的内存大小，官方推荐配置为整个堆的 3/8 |
●堆区进一步细化分为：新生代、中生代、老生代。 ●java中每新new一个对象所占用的内存空间就是新生代的空间，当java垃圾回收机制对堆区进行资源回收后，那些新生代中没有被回收的资源将被转移到中生代，中生代的被转移到老生代。 ●整个JVM堆大小 = 新生代大小 + 老生代大小 + 永久代大小
| 参数 | |
|---|---|
| -XX:ParallelGCThreads | 配置并行收集器的线程数，即：同时有多少个线程一起进行垃圾回收，此值建议配置与 CPU 数目相等 |
| -XX:PermSize | 设置非堆内存初始值，即持久代内存大小，默认是物理内存的1/4 |
| -XX:MaxPermSize | 最大非堆内存的大小，即最大持久代内存大小，默认是物理内存的1/4 |
●非堆区内存是不会被java垃圾回收机制进行处理的，且最大堆内存与最大非堆内存的和不能超出操作系统的可用内存。 ●XMX和XMS设置一样大，MaxPermSize和MinPermSize设置一样大，这样可以减轻伸缩堆大小带来的压力。
| 参数 | |
|---|---|
| -Djava.awt.headless=true | 免避在 Linux/Unix 环境下 Web 网页不能正常显示图片 |
| -XX:+DisableExplicitGC | 禁止调用System.gc()，防止误调用gc方法导致系统的 JVM 大起大落而使系统响应时间严重降低 |
| -XX:+UseParNewGC | 对新生代采用多线程并行回收，缩短垃圾收集的时间 |
| -XX:+UseConcMarkSweepGC | 并发标记清除收集器，它是老年代的收集算法，缩短垃圾收集的时间 |
| -XX:+CMSParallelRemarkEnabled | 启用并行标记，降低标记停顿 |
| -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 | 这两个参数默认值就是这样的，表示触发FullGC时压缩堆，优化内存碎片 |
| -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 | 在应用程序使用70％完内存后开始CMS垃圾收集 |
