tomcat配置调优与安全总结

http://vekergu.blog.51cto.com/9966832/1672931

tomcat配置调优与安全总结

作为运维，避免不了与tomcat打交道，然而作者发现网络上关于tomcat配置和调优安全的文章非常散，通过参考各位大神的相关技术文档，根据作者对tomcat的运维经验，总结了一些tomcat的基础运维注意事项，希望对广大技术兄弟们有些帮助。

本篇文章只是对tomcat模板的基础调优，除了部署tomcat的各系统环境和配置，影响tomcat并发和性能的另一大重要因素，就是java的代码工程，而如何在生产中优化java工程，这个就需要运维与开发共同配合，尤其是运维需要有开发与运维是同一个团队的意识，只有双方配合默契才能发挥最大战力，要知道一个人的力量永远是有限的，只有团队合作才能爆发出真正力量！

而包含了Java工程的整体优化就设计到整体的架构优化，这个更加是一个细致而有趣的过程，也是运维通向架构师的一个必经之路！

1      功能优化

1.1     硬件资源对tomcat的影响

    作者实测，在阿里云的不同区域部署相同系统应用配置的tomcat，在压测时会出现吞吐量差异达到1/4，经过对比发现，两个区域的cpu频率2.2GHz和2.6Ghz。系统硬件性能直接影响tomcat的并发量，起决定作用的是CPU和MEM，CPU运行速度提升，会带来tomcat响应时间的缩短，mem大小决定工程需要内存的大小和工程的并发数量。

1.2     Java虚拟机调优

1.2.1     JDK版本选择

如果新手请选择SUN的JVM，在满足项目需要的前提下，尽量选用版本较高的JVM，一般来说高版本产品在速度和效率上比低版本会有改进。 JDK1.4比JDK1.3性能提高了近10%-20%，JDK1.5比JDK1.4性能提高25%-75%。 因此对性能要求较高的情况推荐使用 JDK1.6。

这里需要补充的是，各位在打算升级JVM时，一定要先让开发先试用高版本的JVM，调试高版本JVM对工程的影响，经过测试后逐步部署到测试环境，经过一定时间的验证，发现没有问题后再谨慎的更换到生产。JVM版本不一致，很容易出现各类异常，对待生产，谨慎永远是第一原则！

JVM调优参见：http://vekergu.blog.51cto.com/9966832/1626733

1.2.2     JDK参数优化

Tomcat内存优化主要是对 tomcat 启动参数优化，我们可以在 tomcat 的启动脚本 catalina.sh 中设置JAVA_OPTS参数。

1.   JAVA_OPTS参数说明

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-server 启用jdk 的 server 版；  -Xms   java虚拟机初始化时的最小内存；  -Xmx  java虚拟机可使用的最大内存；  -XX:PermSize    内存永久保留区域  -XX:MaxPermSize   内存最大永久保留区域  -Xms=-Xmx=服务器内存*70%,如部署tomcat,jboss在同一台服务器-Xms=-Xmx=服务器内存*80%*1/4，现公司服务器内存一般都可以加到最大4G，所以可以采取以下配置，把以下参数添加到catalina.sh里面，  JAVA_OPTS='-Xms1024m -Xmx4096m -XX:PermSize=256M -XX:MaxNewSize=256m-XX:MaxPermSize=256m'    #-Xmx6000m                        :设置JVM最大可用内存为6000MB #-Xms6000m                        :设置JVM初始可用内存为6000MB #-Xmn2g                              :设置年轻代大小为2G #-Xss128k                             :设置每个线程的堆栈大小为128k #-XX:NewRatio=4                 :设置年轻代与年老代的比值为4 #-XX:SurvivorRatio=4            :设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值为4 #-XX:PermSize=512m                    :设置堆栈永久区起始大小为512m #-XX:MaxPermSize=512m             :设置堆栈永久区最大大小为512m #-XX:MaxTenuringThreshold=0     :设置垃圾最大年龄为0 #-XX:+UseParallelGC                     :选择垃圾收集器为并行收集器 #-XX:ParallelGCThreads=8             :配置并行收集器的线程数 #-XX:+UseParallelOldGC                :配置年老代垃圾收集方式为并行收集 #-XX:+UseAdaptiveSizePolicy     :并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例，以达到目标系统规定的最低响应时>间或者收集频率等，此值建议使用并行收集器时，一直打开。

1.2.3     生产案例

根据作者本人的经验，生产环境需要确定对JVM的设置，还是需要根据java的运行状态，通过监控后，不断的调试的一个过程，没有那个配置一上来就可以适应所有的场景。以下就举列作者常用的一个JVM配置方式：

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JAVA_OPTS=" -server  -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn384m -XX:PermSize=64m -XX:MaxPermSize=128m -XX:+UseParallelOldGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/opt/tomcat/log/gc.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/opt/tomcat/heap.bin" 说明：

1.   Xms与Xmx普遍选择配置相同的大小，实际大小根据实际情况调整，由小向大增加，没必要一开始就增加到很大的内存。

2.   XX:PermSize设置堆栈永久区起始大小，XX:MaxPermSize设置堆栈永久区最大大，其实设置比默认值大写即可，或者默认也可以。作者这个这两个值，是因为出现过永久区内存溢出，才进行设定的。

3.   UseParallelOldGC、PrintGCDateStamps、PrintGCDetails、Xloggc:/opt/tomcat/log/gc.log设置GClog日志，这个对分析tomcat中JVM内存使用情况非常有效。

4.   XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、XX:HeapDumpPath=/opt/tomcat/heap.bin"设置内存溢出时，输出HeapDump，具体如何使用分析HeapDump文件，请参考：http://vekergu.blog.51cto.com/9966832/1619640

5.   作者对JVM参数设置的做法，调整合适的JVM内存大小，开启GClog和HeapDump即可。

1.3     tomcat集群之session共享

1.3.1     基于tomcat集群的session共享

在{TOMCST_HOME}/conf/server.xml取消下面代码注释即可：

1	<ClusterclassName="org.apache.catalina.ha.tcp.SimpleTcpCluster"/>

1.3.2     基于memcached存储session共享

具体配置方法见：http://vekergu.blog.51cto.com/9966832/1672833

1.4     站点的默认网页、自定义错误页面、禁止列目录等功能

这些功能开发会在工程的WEB-INF目录下的web.xml中设置，运维了解下就好，者遇到类似问题可以找到解决思路。

1.4.1     默认主页

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<welcome-file-list>        <welcome-file>index.html</welcome-file>        <welcome-file>index.htm</welcome-file>        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>    </welcome-file-list>

1.4.2     自定义错误页面

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<error-page>  <error-code>404</error-code>  <location>/404.htm</location>  </error-page>

1.4.3     定义会话超时时间

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<session-config>        <session-timeout>30</session-timeout>    </session-config>

1.4.4     禁止列目录

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<init-param>            <param-name>listings</param-name>            <param-value>false</param-value>        </init-param>

1.5     管理AJP端口

AJP是为 Tomcat 与 HTTP 服务器之间通信而定制的协议，能提供较高的通信速度和效率。如果tomcat前端放的是apache的时候，会使用到AJP这个连接器。由于我们公司前端是由nginx做的反向代理，因此不使用此连接器，因此需要注销掉该连接器。在{TOMCST_HOME}/conf/server.xml中找到下列代码，注释即可

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<!--    <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3"redirectPort="8443" /> -->

1.6     取消默认gc监听

如果开启了GClog，再开启GC监听，会影响GClog输出，功能重复，可以选择取消。

1 2	<!-- 内存泄露侦测，对于垃圾回收不能处理的对像，它就会做日志，开启gcc后，不需要这个功能-->  <!-- ListenerclassName="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener"gcDaemonProtection="false"/ -->

1.7   自定义tomcat代码路径（2015-7-21新增）

1	<Context docBase="/code_path/code_file"path="/code_file " reloadable="false" />

其中：

docBase这个是你代码的路径

path这个是你访问网站的URL路径,要区别path的意义，请看下面的举例

举例：

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访问www.aaa.com <Context docBase="/code_path/code_file"path=" " reloadable="false" />    访问www.aaa.com/code_file <Context docBase="/code_path/code_file"path="/code_file " reloadable="fasle" />

reloadable如果为true，会自动加载变化的动态文件，看起来挺智能的，但是，在tomcat加载变化代码的时候有可能会出现内存溢出，tomcat服务不正常等异常，建议还是false掉，更新完代码脚本重启tomcat才是王道。

此前看到一些文章，在讲解自定义tomcat代码路径时，reloadable全部是true，可能能多小伙伴都设置为true，建议对这个参数认真对待，否则一不小心就是一个坑。。。。

2      性能优化

2.1     屏蔽DNS查询

Web应用程序可以通过Web容器提供的getRemoteHost()方法获得访问Web应用客户的IP地址和名称，但是这样会消耗Web容器的资源，并且还需要通过IP地址和DNS服务器反查用户的名字。因此当系统上线时，可以将这个属性关闭，从而减少资源消耗，那么Web应用也就只能记录下IP地址。修改的属性是enableLoopups="false"。

2.2     调整线程数

Tomcat通过线程池来为用户访问提供响应，对于上线的系统初步估计用户并发数量后，再调整线程池容量。例如，用户并发数量在100左右时，可以设置minProcessors="100"，maxProcessors="100"。将最大和最小设置为一样后，线程池不会再释放空闲的线程，当用户访问突然增加时，不需要再消耗系统资源去创建新的线程。

2.3     调整最大连接数

这个其实最复杂，即使用户并发量大，但是系统反应速度快，也没必要把这个值设置太高，高了系统需要消耗大量的资源去切换线程，但是如果设置太低也会造成应用无法满足用户并发需要。因此设置这个最好能够结合整个系统的跟踪与调优，使系统达到最好的平稳状态，一般设置为maxProcessors的1.5倍即可。

2.4     调整网络超时

主要是HTTP协议也有个连接过程，客户端连接到服务器上后，如果长时间没有得到处理就会被释放。如果服务器处理速度较慢，但是希望每个用户都能得到有效处理，或者网络环境不好，需要保证用户不会因为超时中断，也可以把时间加长。但是一般设置成connectionTimeout="30000"即可。太长对系统来说价值不大，反而会浪费系统资源在无谓的长连接上。

2.5     压缩管理

tomcat作为一个应用服务器，也是支持 gzip 压缩功能的。我们可以在 server.xml 配置文件中的Connector 节点中配置如下参数，来实现对指定资源类型进行压缩。

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compression="on"            # 打开压缩功能   compressionMinSize="50"     # 启用压缩的输出内容大小，默认为2KB   noCompressionUserAgents="gozilla, traviata"      # 对于以下的浏览器，不启用压缩   compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"# 哪些资源类型需要压缩

如果使用apache/nginx代理，所以tomcat自身不需要进行压缩，会给服务器增加压力

2.6     tomcat的三种运行模式选择

2.6.1     Bio

默认的模式,性能非常低下,没有经过任何优化处理和支持。

2.6.2     Nio

利用java的异步io护理技术,no blocking IO技术.

想运行在该模式下，直接修改server.xml里的Connector节点,修改protocol为

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

启动后,就可以生效。

2.6.3     Apr

安装起来最困难,但是从操作系统级别来解决异步的IO问题,大幅度的提高性能.。必须要安装apr和native，直接启动就支持apr。

安装APR

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sudo yum -y install apr  apr-devel tar zxvf tomcat-native.tar.gz //该文件在tomcat的bin目录下面 cd tomcat-native-1.1.24-src/jni/native ./configure--with-apr=/usr/bin/apr-1-config make make install

安装完成之后 会出现如下提示信息

Libraries have been installed in:

/usr/local/apr/lib

安装成功后还需要对tomcat设置环境变量，方法是在catalina.sh文件中增加一 行：

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CATALINA_OPTS="-Djava.library.path=/usr/local/apr/lib" 修改8080端对应的 protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"

2.7     Tomcat连接相关参数总结

在Tomcat 配置文件 server.xml 中的 <Connector ... /> 配置中

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maxThreads 客户请求最大线程数 minSpareThreads    Tomcat初始化时创建的 socket 线程数 maxSpareThreads   Tomcat连接器的最大空闲 socket 线程数 enableLookups      若设为true, 则支持域名解析，可把 ip 地址解析为主机名 redirectPort        在需要基于安全通道的场合，把客户请求转发到基于SSL 的 redirectPort端口 acceptAccount       监听端口队列最大数，满了之后客户请求会被拒绝（不能小于maxSpareThreads  ） connectionTimeout   连接超时 minProcessors         服务器创建时的最小处理线程数 maxProcessors        服务器同时最大处理线程数 URIEncoding    URL统一编码 compression 打开压缩功能   compressionMinSize   启用压缩的输出内容大小，这里面默认为2KB compressableMimeType 压缩类型 connectionTimeout 定义建立客户连接超时的时间. 如果为 -1, 表示不限制建立客户连接的时间

2.8     生产配置实例

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<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"   #nio  利用java的异步io护理技术,noblocking IO技术.         URIEncoding="UTF-8"    #设置编码         minSpareThreads="25"  #Tomcat初始化时创建的 socket线程数         maxSpareThreads="75"  #Tomcat连接器的最大空闲socket 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50         enableLookups="false"  #屏蔽DNS查询         disableUploadTimeout="true"  #该标志位表明当执行servlet时，是否允许servlet容器使用一个不同的、更长的连接超时。启用该标志位将导致在上传数据时，要么使用更长的时间完成上传，要么出现更长的超时。如果不指定，该属性为“false”。                connectionTimeout="20000"   #网络超时时间         acceptCount="300"     #容许的最大连接数，一般设置为maxProcessors的1.5倍即可，满了之后客户请求会被拒绝（不能小于maxSpareThreads  ）         maxThreads="300"     #客户请求最大线程数，默认值为“200”         maxProcessors="1000"   #最大连接线程数，即：并发处理的最大请求数，默认值为75 ，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         minProcessors="5"      #最小空闲连接线程数，用于提高系统处理性能，默认值为10         useURIValidationHack="false"         <!--   前端使用nginx作为反向代理，不需要启用tomcat压缩功能。         compression="on"   #打开压缩功能         compressionMinSize="2048" #启用压缩的输出内容大小，这里面默认为2KB         compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"   #压缩类型         -->         redirectPort="8443"/>

3      安全优化

3.1     tomcat影藏版本信息

Tomcat 安装目录下的lib目录下，名称为 catalina.jar，直接修改catalina.jar中的文件，org/apache/catalina/util/ServerInfo.properties

server.info=Apache Tomcat/7.0.53

3.2     禁用 Tomcat 管理页面

我们线上是不使用 Tomcat 默认提供的管理页面的，因此都会在初始化的时候就把这些页面删掉。这些页面是存放在 Tomcat 安装目录下的webapps目录下的。我们只需要删除该目录下的所有文件即可。当然，还有涉及管理页面的2个配置文件host-manager.xml 和 manager.xml 也需要一并删掉。这两个文件存放在 Tomcat 安装目录下的conf/Catalina/localhost目录下。

3.3     用普通用户启动 Tomcat

为了进一步安全，我们不建议使用 root 来启动 Tomcat。这边建议使用专用用户 tomcat 或者 nobody 用户来启动 Tomcat。在启动之前，需要对我们的tomcat 安装目录下所有文件的属主和属组都设置为指定用户。

3.4     分离 Tomcat 和项目的用户

为了防止 Tomcat 被植入 web shell 程序后，可以修改项目文件。因此我们要将 Tomcat 和项目的属主做分离，这样子，即便被搞，他也无法创建和编辑项目文件。

3.5     关闭war自动部署

默认 Tomcat 是开启了对war包的热部署的。为了防止被植入木马等恶意程序，因此我们要关闭自动部署。

修改实例：

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<Host name="localhost" appBase=""            unpackWARs="false" autoDeploy="false">

3.6     更改关闭 Tomcat 实例的指令

server.xml中定义了可以直接关闭 Tomcat 实例的管理端口。我们通过 telnet 连接上该端口之后，输入SHUTDOWN （此为默认关闭指令）即可关闭 Tomcat 实例（注意，此时虽然实例关闭了，但是进程还是存在的）。由于默认关闭Tomcat 的端口和指令都很简单。默认端口为8005，指令为SHUTDOWN 。因此我们需要将关闭指令修改复杂一点。

当然，在新版的 Tomcat 中该端口仅监听在127.0.0.1上，因此大家也不必担心。除非黑客登陆到tomcat本机去执行关闭操作。

修改实例：

1	<Server port="8005"shutdown="9SDfjsd29jf24sdff0LSDdfJKS9DKkjsd">

4      内核优化

在修改内核参数的时候，建议大家逐个设置，然后反复试验，切勿图方便直接拿上就用，一次全部替换。

优化网络参数

修改/etc/sysctl.cnf文件，在最后追加如下内容：

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net.core.netdev_max_backlog = 32768 net.core.somaxconn = 32768 net.core.wmem_default = 8388608 net.core.rmem_default = 8388608 net.core.rmem_max = 16777216 net.core.wmem_max = 16777216 net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 net.ipv4.route.gc_timeout = 100 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200 net.ipv4.tcp_timestamps = 0 net.ipv4.tcp_synack_retries = 2 net.ipv4.tcp_syn_retries = 2 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000927000000 net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536

保存退出，执行sysctl-p生效

内核参数详细作用，可以参考：http://blog.chinaunix.net/uid-21505614-id-2181210.html

5      tomcat监控

5.1     配置tomcat的status状态页

步骤1：修改%tomcat安装路径%\conf \tomcat-users文件，配置admin设置权限。在<tomcat-users>中增加部分内容。具体如下：

1 2	<role rolename="manager-gui"/>  <user username="manager"password="1234" roles="manager-gui"/>

注：用户名：manager,密码：1234

步骤2：完成后，启动tomcat，输入：http://localhost:8080  --(IP,端口号，可远程访问)

点击status,输入账号，密码（manager,1234），进入status，时时刷新页面，查看当前tomcat状态。 或者直接访问：http://localhost:8080/manager/status页面。

备注1：若希望整个服务器的性能数据以一个单行的xml文件形式表示，则进入如下界面：http://localhost:8080/manager/status?XML=true

备注2：若服务器中存在几个项目，单独对某个项目进行监控，则需要另行增加代码。

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Free memory: 304.84 MB Total memory: 903.00MB Max memory: 7273.00 MB Free memory:空闲内存大小。 Total memory:总内存大小。 Max memory:最大内存大小。    Max threads: 200 Current thread count: 10Current thread busy: 1 Keeped alive sockets count: 1Max processing time: 187 msProcessing time: 0.281 s Request count: 32 Error count: 3 Bytes received: 0.00MB Bytes sent: 0.12 MB Max threads:最大线程数。 Current thread count:最近运行的线程数。 Max processing time:最大CPU时间。 Processing time:CPU消耗总时间 Request count:请求总数。 Error count:错误的请求数。 Bytes received:接收字节数。 Bytes sent:发送字节数。

访问地址：

curl --user manager:1234   http://you_tomcat_ip:port/manager/status?XML=true

5.2     tomcat监控脚本

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#!/bin/bash #auther：gushao #time：2015-5-4 #========================DefaultSettings=============================== # address of status page STATUS_ADDR="http://localhost:8080/manager/status?XML=true" USER="manager" PASS="1234" # sample rate, default: 5seconds SAMPLE_RATE=5 # if press "Ctrl+c", stop monitor EXIT_SIGNAL=2 # connector to monitor CONNECTOR="http-8080" # result directory to store data RESULT_DIR="/tmp" # perf data file PERF_DATA="perf_data" # jvm data file JVM_DATA="jvm_data" # connector data file CONNECTOR_DATA="connector_data" # thread data file THREAD_DATA="thread_data" # request data file REQUEST_DATA="request_data"    # ===========================Output ErrorMessage======================== # Show Error Message and exit, get oneparameter errorMsg() {        if [[ $# -eq 1 ]]; then                 echo "Runtime Error:$1"                 exit 1        else                echo "Function Error:errorMsg"                 exit 127        fi }    # =========================Get DataFunction============================= # Get performance data, no parameter wanted getPerfData() {        cd $RESULT_DIR        wget --http-user="$USER" --http-password="$PASS""$STATUS_ADDR" -O "$PERF_DATA" || errorMsg "Failed toget data, please check the connection"        # JVM data        sed 's/.*<jvm>//g;s/<\/jvm>.*//g' $PERF_DATA | awk -F \' '{print $2, $4, $6 }' >> $JVM_DATA        # 'Connector data        sed 's/.*'$CONNECTOR'.>//g;s/<\/connector>.*//g' $PERF_DATA>> $CONNECTOR_DATA        # Thread data        sed 's/.*<threadInfo//g;s/\/>.*//g' $CONNECTOR_DATA | awk -F\" '{ print $2, $4, $6 }' >> $THREAD_DATA        # " Request data        sed 's/.*<requestInfo//g;s/\/>.*//g' $CONNECTOR_DATA | awk -F\" '{ print $2, $4, $6, $8, $10, $12 }' >> $REQUEST_DATA    }    # ========================Build ChartFunction========================== # "according the data, build the chart(use gnuplot) buildChart() {           TITLE=""        OUTPUT=""        PLOT=""        YRANGE="[0:]"        case "$1" in                 "jvm" )                 TITLE="JVM"                OUTPUT="jvm_graph.png"                 PLOT="plot 'jvm_data'using 1 title 'free' w linespoints, \                 'jvm_data' using 2 title'total' w linespoints,\                 'jvm_data' using 3 title 'max'w linespoints"                 ;;                    "thread" )                 TITLE="Thread"                OUTPUT="thread_graph.png"                 PLOT="plot 'thread_data'using 1 title 'max threads' w linespoints,\                 'thread_data' using 2 title'current thread count' w linespoints,\                 'thread_data' using 3 title'current thread busy' w linespoints"                 ;;                    "request" )                 TITLE="Request"                 YRANGE="[-1:]"                OUTPUT="request_graph.png"                 PLOT="plot 'request_data'using 1 title 'max time' w linespoints,\                 'request_data' using 2 title'processing time' w linespoints,\                 'request_data' using 3 title'request count' w linespoints,\                 'request_data' using 4 title'error count' w linespoints,\                 'request_data' using 5 title'bytes received' w linespoints,\                 'request_data' using 6 title'bytes sent' w linespoints"                 ;;        esac           # build graph        gnuplot <<EOF        set terminal png small size 480,360        set title "$TITLE"        set yrange $YRANGE        set grid        set xlabel "timeline (s)"        set output "$OUTPUT"        $PLOT EOF }    # ========================Build ReportFunction========================= # include data and chart, give a readablehtml report buildReport() {        # build graph jvm, request,thread        buildChart "jvm" || errorMsg "Function Error: build jvmgraph"        buildChart "thread" || errorMsg "Function Error: buildthread graph"        buildChart "request" || errorMsg "Function Error: buildrequest graph"        # build html report }    # ========================Stop MonitorFunction # call buildReport function stopMonitor() {    echo "Monitor stopped, and we are building the report ..."    buildReport || errorMsg "Function Error: buildReport"    exit }    # =============================MainFunction============================= trap "stopMonitor" $EXIT_SIGNAL #收到stopMonitor信号，则中断退出 while : do        getPerfData || errorMsg "Failed to get performance data"        sleep $SAMPLE_RATE done

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