JAVA企业级应用TOMCAT实战

1. Tomcat简介

原文链接:https://blog.oldboyedu.com/java-tomcat/

Tomcat是Apache软件基金会（Apache Software Foundation）的Jakarta 项目中的一个核心项目，由Apache、Sun和其他一些公司及个人共同开发而成。

Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，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。

Tomcat和Nginx、Apache(httpd)、lighttpd等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。不过，Tomcat处理静态HTML的能力不如Nginx/Apache服务器。

对比php软件，区别？

目前Tomcat最新版本为9.0。Java容器还有resin、weblogic等。

2. Tomcat安装

2.1 软件准备

JDK下载：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html 
Tomcat下载：http://tomcat.apache.org/

因为jdk和Tomcat的版本对运维来说没什么区别，提供本文使用的软件下载地址：http://pan.baidu.com/s/1IpioA

2.2 部署java环境

 [root@tomcat ~]# cd /application/tools/
 [root@tomcat tools]# rz
 rz waiting to receive.
 Starting zmodem transfer.  Press Ctrl+C to cancel.
 Transferring apache-tomcat-8.0..tar.gz...
   %     KB     KB/sec    ::        Errors
 Transferring jdk-8u60-linux-x64.tar.gz...
   %   KB     KB/sec    ::        Errors
 tar xf jdk-8u60-linux-x64.tar.gz -C /application/
 ln -s /application/jdk1..0_60 /application/jdk
 sed -i.ori '$a export JAVA_HOME=/application/jdk\nexport PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH\nexport CLASSPATH=.$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib:$JAVA_HOME/lib/tools.jar' /etc/profile
 source /etc/profile
 #→出现下面结果证明部署成功
 [root@tomcat ~]# java -version
 java version "1.8.0_60"
 Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_60-b27)
 Java HotSpot(TM) -Bit Server VM (build 25.60-b23, mixed mode)

上面有一个sed命令的特殊用法，欲知详情→http://edu.51cto.com/course/course_id-5266.html

2.3 安装Tomcat

 tar xf apache-tomcat-8.0..tar.gz -C /application/
 ln -s /application/apache-tomcat-8.0. /application/tomcat
 echo 'export TOMCAT_HOME=/application/tomcat'>>/etc/profile
 source /etc/profile
 chown -R root.root /application/jdk/ /application/tomcat/
 [root@tomcat ~]# tail - /etc/profile
 export JAVA_HOME=/application/jdk
 export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH
 export CLASSPATH=.$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
 export TOMCAT_HOME=/application/tomcat

2.4 Tomcat目录介绍

 [root@tomcat ~]# cd /application/tomcat/
 [root@tomcat tomcat]# tree -L
 .
 ├── bin         #→用以启动、关闭Tomcat或者其它功能的脚本（.bat文件和.sh文件）
 ├── conf        #→用以配置Tomcat的XML及DTD文件
 ├── lib         #→存放web应用能访问的JAR包
 ├── LICENSE
 ├── logs        #→Catalina和其它Web应用程序的日志文件
 ├── NOTICE
 ├── RELEASE-NOTES
 ├── RUNNING.txt
 ├── temp        #→临时文件
 ├── webapps     #→Web应用程序根目录
 └── work        #→用以产生有JSP编译出的Servlet的.java和.class文件
  directories,  files
 [root@tomcat tomcat]# cd webapps/
 [root@tomcat webapps]# ll
 total
 drwxr-xr-x  root root  Oct   : docs     #→tomcat帮助文档
 drwxr-xr-x   root root  Oct   : examples #→web应用实例
 drwxr-xr-x   root root  Oct   : host-manager #→管理
 drwxr-xr-x   root root  Oct   : manager  #→管理
 drwxr-xr-x   root root  Oct   : ROOT     #→默认网站根目录

2.5 启动Tomcat

 #→启动程序/application/tomcat/bin/startup.sh
 #→关闭程序/application/tomcat/bin/shutdown.sh
 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh
 Using CATALINA_BASE:   /application/tomcat
 Using CATALINA_HOME:   /application/tomcat
 Using CATALINA_TMPDIR: /application/tomcat/temp
 Using JRE_HOME:        /application/jdk
 Using CLASSPATH:       /application/tomcat/bin/bootstrap.jar:/application/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
 Tomcat started.
 [root@tomcat ~]# netstat -tunlp|grep java
 tcp               :::                     :::*                        LISTEN      /java
 tcp               :::                     :::*                        LISTEN      /java
 [root@tomcat ~]# ps -ef|grep [j]ava
 root               : pts/    :: /application/jdk/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/application/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djava.endorsed.dirs=/application/tomcat/endorsed -classpath /application/tomcat/bin/bootstrap.jar:/application/tomcat/bin/tomcat-juli.jar -Dcatalina.base=/application/tomcat -Dcatalina.home=/application/tomcat -Djava.io.tmpdir=/application/tomcat/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start

2.6 访问网站

网址：http://10.0.0.3:8080/

2.7 Tomcat日志

 [root@tomcat ~]# cd /application/tomcat/logs/
 [root@tomcat logs]# ls
 catalina.--.log      localhost.--.log
 catalina.out                 localhost_access_log.--.txt
 host-manager.--.log  manager.--.log
 #→tomcat实时日志
 [root@tomcat logs]# tailf catalina.out
 -Jan- ::24.006 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/examples has finished in  ms
 -Jan- ::24.007 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/docs
 -Jan- ::24.054 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/docs has finished in  ms
 -Jan- ::24.055 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/manager
 -Jan- ::24.134 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/manager has finished in  ms
 -Jan- ::24.139 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/host-manager
 -Jan- ::24.188 INFO [localhost-startStop-] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0./webapps/host-manager has finished in  ms
 -Jan- ::24.195 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
 -Jan- ::24.206 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]
 -Jan- ::24.211 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in  ms

3. Tomcat配置文件

3.1 Tomcat配置文件

 [root@tomcat conf]# pwd
 /application/tomcat/conf
 [root@tomcat conf]# ll -h
 total 216K
 drwxr-xr-x  root root .0K Jan  : Catalina
 -rw-------  root root  13K Sep  : catalina.policy
 -rw-------  root root .0K Sep  : catalina.properties
 -rw-------  root root .6K Sep  : context.xml
 -rw-------  root root .4K Sep  : logging.properties
 -rw-------  root root .4K Sep  : server.xml #→主配置文件
 -rw-------  root root .8K Sep  : tomcat-users.xml #→Tomcat管理用户配置文件
 -rw-------  root root .9K Sep  : tomcat-users.xsd
 -rw-------  root root 164K Sep  : web.xml

3.2 Tomcat管理

测试功能，生产环境不要用。

Tomcat管理功能用于对Tomcat自身以及部署在Tomcat上的应用进行管理的web应用。在默认情况下是处于禁用状态的。如果需要开启这个功能，就需要配置管理用户，即配置前面说过的tomcat-users.xml。

 [root@tomcat ~]# vim /application/tomcat/conf/tomcat-users.xml
 …………
 <role rolename="manager-gui"/>
 <role rolename="admin-gui"/>
 <user username="tomcat" password="tomcat" roles="manager-gui,admin-gui"/>
 </tomcat-users>  #→在此行前加入上面三行
 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/shutdown.sh
 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh

3.3 Tomcat主配置文件Server.xml详解

3.3.1 server.xml组件类别

• 顶级组件：位于整个配置的顶层，如server。
• 容器类组件：可以包含其它组件的组件，如service、engine、host、context。
• 连接器组件：连接用户请求至tomcat，如connector。
• 被嵌套类组件：位于一个容器当中，不能包含其他组件，如Valve、logger。

 <server>
      <service>
      <connector />
      <engine>
      <host>
      <context></context>
      </host>
      <host>
      <context></context>
      </host>
      </engine>
      </service>
 </server>

3.3.2 组件详解

• engine：核心容器组件，catalina引擎，负责通过connector接收用户请求，并处理请求，将请求转至对应的虚拟主机host。
• host：类似于httpd中的虚拟主机，一般而言支持基于FQDN的虚拟主机。
• context：定义一个应用程序，是一个最内层的容器类组件（不能再嵌套）。配置context的主要目的指定对应对的webapp的根目录，类似于httpd的alias，其还能为webapp指定额外的属性，如部署方式等。
• connector：接收用户请求，类似于httpd的listen配置监听端口的。
• service（服务）：将connector关联至engine，因此一个service内部可以有多个connector，但只能有一个引擎engine。service内部有两个connector，一个engine。因此，一般情况下一个server内部只有一个service，一个service内部只有一个engine，但一个service内部可以有多个connector。
• server：表示一个运行于JVM中的tomcat实例。
• Valve：阀门，拦截请求并在将其转至对应的webapp前进行某种处理操作，可以用于任何容器中，比如记录日志(access log valve)、基于IP做访问控制(remote address filter valve)。
• logger：日志记录器，用于记录组件内部的状态信息，可以用于除context外的任何容器中。
• realm：可以用于任意容器类的组件中，关联一个用户认证库，实现认证和授权。可以关联的认证库有两种：UserDatabaseRealm、MemoryRealm和JDBCRealm。
• UserDatabaseRealm：使用JNDI自定义的用户认证库。
• MemoryRealm：认证信息定义在tomcat-users.xml中。
• JDBCRealm：认证信息定义在数据库中，并通过JDBC连接至数据库中查找认证用户。

3.3.3 配置文件注释

 <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
 <!--
 <Server>元素代表整个容器,是Tomcat实例的顶层元素.由org.apache.catalina.Server接口来定义.它包含一个<Service>元素.并且它不能做为任何元素的子元素.
     port指定Tomcat监听shutdown命令端口.终止服务器运行时,必须在Tomcat服务器所在的机器上发出shutdown命令.该属性是必须的.
     shutdown指定终止Tomcat服务器运行时,发给Tomcat服务器的shutdown监听端口的字符串.该属性必须设置
 -->
 <Server port="" shutdown="SHUTDOWN">
   <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
   <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />
   <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />
   <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />
   <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />
   <GlobalNamingResources>
     <Resource name="UserDatabase" auth="Container"
               type="org.apache.catalina.UserDatabase"
               description="User database that can be updated and saved"
               factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"
               pathname="conf/tomcat-users.xml" />
   </GlobalNamingResources>
   <!--service服务组件-->
   <Service name="Catalina">
     <!--
     connector：接收用户请求，类似于httpd的listen配置监听端口.
         port指定服务器端要创建的端口号，并在这个端口监听来自客户端的请求。
         address：指定连接器监听的地址，默认为所有地址（即0.0.0.）
         protocol连接器使用的协议，支持HTTP和AJP。AJP（Apache Jserv Protocol）专用于tomcat与apache建立通信的， 在httpd反向代理用户请求至tomcat时使用（可见Nginx反向代理时不可用AJP协议）。
         minProcessors服务器启动时创建的处理请求的线程数
         maxProcessors最大可以创建的处理请求的线程数
         enableLookups如果为true，则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名，若为false则不进行DNS查询，而是返回其ip地址
         redirectPort指定服务器正在处理http请求时收到了一个SSL传输请求后重定向的端口号
         acceptCount指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理
         connectionTimeout指定超时的时间数(以毫秒为单位)
     -->
     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"
                connectionTimeout=""
                redirectPort="" />
     <Connector port="" protocol="AJP/1.3" redirectPort="" />
     <!--engine,核心容器组件,catalina引擎,负责通过connector接收用户请求,并处理请求,将请求转至对应的虚拟主机host
         defaultHost指定缺省的处理请求的主机名，它至少与其中的一个host元素的name属性值是一样的
     -->
     <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
       <!--Realm表示存放用户名，密码及role的数据库-->
       <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">
         <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"
                resourceName="UserDatabase"/>
       </Realm>
       <!--
       host表示一个虚拟主机
         name指定主机名
         appBase应用程序基本目录，即存放应用程序的目录.一般为appBase="webapps" ，相对于CATALINA_HOME而言的，也可以写绝对路径。
         unpackWARs如果为true，则tomcat会自动将WAR文件解压，否则不解压，直接从WAR文件中运行应用程序
         autoDeploy：在tomcat启动时，是否自动部署。
         xmlValidation：是否启动xml的校验功能，一般xmlValidation="false"。
         xmlNamespaceAware：检测名称空间，一般xmlNamespaceAware="false"。
       -->
       <Host name="localhost"  appBase="webapps"
             unpackWARs="true" autoDeploy="true">
         <!--
         Context表示一个web应用程序，通常为WAR文件
             docBase应用程序的路径或者是WAR文件存放的路径,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表示此web应用程序的url的前缀，这样请求的url为http://localhost:8080/path/****
             reloadable这个属性非常重要，如果为true，则tomcat会自动检测应用程序的/WEB-INF/lib 和/WEB-INF/classes目录的变化，自动装载新的应用程序，可以在不重启tomcat的情况下改变应用程序
         -->
         <Context path="" docBase="" debug=""/>
         <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"
                prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"
                pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
       </Host>
     </Engine>
   </Service>
 </Server>

4. WEB站点部署

上线的代码有两种方式，第一种方式是直接将程序目录放在webapps目录下面，这种方式大家已经明白了，就不多说了。第二种方式是使用开发工具将程序打包成war包，然后上传到webapps目录下面。下面让我们见识一下这种方式。

4.1 使用war包部署web站点

 [root@tomcat webapps]# pwd
 /application/tomcat/webapps
 [root@tomcat webapps]# rz  #→上传memtest.war，此文件也在上面的百度网盘里
 [root@tomcat webapps]# ls
 docs  examples  host-manager  manager  memtest  memtest.war  ROOT

浏览器访问：http://10.0.0.3:8080/memtest/meminfo.jsp

4.2 自定义默认网站目录

上面访问的网址为http://10.0.0.3:8080/memtest/meminfo.jsp 
现在我想访问格式为http://10.0.0.3:8080/meminfo.jsp
怎么破？

方法一

将meminfo.jsp或其他程序放在tomcat/webapps/ROOT目录下即可。因为默认网站根目录为tomcat/webapps/ROOT
方法二

 [root@tomcat ~]# vim /application/tomcat/conf/server.xml
       <Host name="localhost"  appBase="webapps"
             unpackWARs="true" autoDeploy="true">
          <Context path="" docBase="/application/tomcat/webapps/memtest" debug="" reloadable="false" crossContext="true"/>
 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/shutdown.sh
 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh

5. Tomcat多实例及集群架构

5.1 Tomcat多实例

5.1.1 复制Tomcat目录

 [root@tomcat ~]# cd /application/
 [root@tomcat application]# cp -a apache-tomcat-8.0. tomcat8_1
 [root@tomcat application]# cp -a apache-tomcat-8.0. tomcat8_2

5.1.2 修改配置文件

 [root@tomcat application]# mkdir -p /data/www/www/ROOT
 [root@tomcat application]# cp /application/tomcat/webapps/memtest/meminfo.jsp /data/www/www/ROOT/
 [root@tomcat ~]# sed -i '22s#8005#8011#;69s#8080#8081#;123s#appBase=".*"# appBase="/data/www/www"#' /application/tomcat8_1/conf/server.xml
 [root@tomcat ~]# sed -i '22s#8005#8012#;69s#8080#8082#;123s#appBase=".*"# appBase="/data/www/www"#' /application/tomcat8_2/conf/server.xml
 [root@tomcat ~]# diff /application/tomcat/conf/server.xml  /application/tomcat8_1/conf/server.xml
 22c22
 < <Server port="" shutdown="SHUTDOWN">
 ---
 > <Server port="" shutdown="SHUTDOWN">
 69c69
 <     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"
 ---
 >     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"
 123c123
 <       <Host name="localhost"  appBase="/application/tomcat/webapps/memtest"
 ---
 >       <Host name="localhost"   appBase="/data/www/www"
 [root@tomcat ~]# diff /application/tomcat/conf/server.xml  /application/tomcat8_2/conf/server.xml
 22c22
 < <Server port="" shutdown="SHUTDOWN">
 ---
 > <Server port="" shutdown="SHUTDOWN">
 69c69
 <     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"
 ---
 >     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"
 123c123
 <       <Host name="localhost"  appBase="/application/tomcat/webapps/memtest"
 ---
 >       <Host name="localhost"    appBase="/data/www/www"

5.1.3 启动多实例

    for i in {..};do /application/tomcat8_$i/bin/startup.sh;done
    netstat -tunlp|grep java

浏览器可以分别访问http://10.0.0.3:8081/meminfo.jsp 和 http://10.0.0.3:8082/meminfo.jsp

5.2 Tomcat集群

使用nginx+Tomcat反向代理集群

[root@tomcat ~]# vim /application/nginx/conf/nginx.conf
    upstream web_pools {
        server 127.0.0.1:8081;
        server 127.0.0.1:8082;
        }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            root   html;
            index  index.jsp index.html index.htm;
            proxy_pass http://web_pools;
            proxy_redirect off;
			proxy_set_header Host  \$host;
			proxy_set_header X-Forwarded-For \$remote_addr;
			proxy_connect_timeout 90;
			proxy_send_timeout 90;
			proxy_read_timeout 90;
			proxy_buffer_size 4k;
			proxy_buffers 4 32k;
			proxy_busy_buffers_size 64k;
			proxy_temp_file_write_size 64k;
        }
     }
[root@tomcat ~]# /application/nginx/sbin/nginx -t
[root@tomcat ~]# /application/nginx/sbin/nginx

 [root@tomcat ~]# vim /application/nginx/conf/nginx.conf
     upstream web_pools {
         server 127.0.0.1:;
         server 127.0.0.1:;
         }
     server {
         listen       ;
         server_name  localhost;
         location / {
             root   html;
             index  index.jsp index.html index.htm;
             proxy_pass http://web_pools;
         }
      }
 [root@tomcat ~]# /application/nginx/sbin/nginx -t
 [root@tomcat ~]# /application/nginx/sb

浏览器可以访问http://10.0.0.3/meminfo.jsp

6. Tomcat监控

 

企业案例：Linux下java/http进程高解决案例

生产环境下某台tomcat7服务器，在刚发布时的时候一切都很正常，在运行一段时间后就出现CPU占用很高的问题，基本上是负载一天比一天高。请搞定！

7. Tomcat安全优化和性能优化

7.1 安全优化

• 降权启动
• telnet管理端口保护
• ajp连接端口保护
• 禁用管理端

7.2 性能优化

7.2.1 屏蔽dns查询enableLookups="false"

     <Connector  port="" protocol="HTTP/1.1"
                connectionTimeout="" enableLookups="false" acceptCount=""
                redirectPort="" />

7.2.2 jvm调优

Tomcat最吃内存，只要内存足够，这只猫就跑的很快。

如果系统资源有限，那就需要进行调优，提高资源使用率。

 优化catalina.sh配置文件。在catalina.sh配置文件中添加以下代码：
 JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:PermSize=512m -XX:MaxPermSize=512m"
 server:一定要作为第一个参数，在多个CPU时性能佳
 -Xms：初始堆内存Heap大小，使用的最小内存,cpu性能高时此值应设的大一些
 -Xmx：初始堆内存heap最大值，使用的最大内存
 上面两个值是分配JVM的最小和最大内存，取决于硬件物理内存的大小，建议均设为物理内存的一半。
 -XX:PermSize:设定内存的永久保存区域
 -XX:MaxPermSize:设定最大内存的永久保存区域
 -XX:MaxNewSize:
 -Xss  这使得JBoss每增加一个线程（thread)就会立即消耗15M内存，而最佳值应该是128K,默认值好像是512k.
 +XX:AggressiveHeap 会使得 Xms没有意义。这个参数让jvm忽略Xmx参数,疯狂地吃完一个G物理内存,再吃尽一个G的swap。
 -Xss：每个线程的Stack大小
 -verbose:gc 现实垃圾收集信息
 -Xloggc:gc.log 指定垃圾收集日志文件
 -Xmn：young generation的heap大小，一般设置为Xmx的3、4分之一
 -XX:+UseParNewGC ：缩短minor收集的时间
 -XX:+UseConcMarkSweepGC ：缩短major收集的时间