浅析tomcat nio 配置

【尊重原创文章摘自：http://blog.csdn.net/yaerfeng/article/details/7679740】

tomcat的运行模式有3种.修改他们的运行模式.3种模式的运行是否成功,可以看他的启动控制台,或者启动日志.或者登录他们的默认页面http://localhost:8080/查看其中的服务器状态。

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)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

 <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。

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。下面的修改纯属多余，仅供大家扩充知识,但仍然需要安装apr和native

如nio修改模式,修改protocol为org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol

Tomcat 6.X实现了JCP的Servlet 2.5和JSP2.1的规范，并且包括其它很多有用的功能，使它成为开发
和部署web应用和web服务的坚实平台。
       NIO （No-blocking I/O）从JDK 1.4起，NIO API作为一个基于缓冲区，并能提供非阻塞I/O操作的API
被引入。

作为开源web服务器的java实现，tomcat几乎就是web开发者开发、测试的首选，有很多其他商业服务
器的开发者也会优先选择tomcat作为开发时候使用，而在部署的时候，把应用发布在商业服务器上。也有
许多商业应用部署在tomcat上，tomcat承载着其核心的应用。但是很多开发者很迷惑，为什么在自己的应
用里使用tomcat作为平台的时候，而并发用户超过一定数量，服务器就变的非常繁忙，而且很快就出现了
connection refuse的错误。但是很多商业应用部署在tomcat上运行却安然无恙。

其中有个很大的原因就是，配置良好的tomcat都会使用APR(Apache Portable Runtime),APR是
Apache HTTP Server2.x的核心，它是高度可移植的本地库，它使用高性能的UXIN I/O操作，低性能的
java io操作，但是APR对很多Java开发者而言可能稍稍有点难度，在很多OS平台上，你可能需要重新编
译APR。但是从Tomcat6.0以后, Java开发者很容易就可以是用NIO的技术来提升tomcat的并发处理能力。
但是为什么NIO可以提升tomcat的并发处理能力呢，我们先来看一下java 传统io与 java NIO的差别。
     
Java 传统的IO操作都是阻塞式的(blocking I/O), 如果有socket的编程基础，你会接触过堵塞socket和
非堵塞socket，堵塞socket就是在accept、read、write等IO操作的的时候，如果没有可用符合条件的资
源，不马上返回，一直等待直到有资源为止。而非堵塞socket则是在执行select的时候，当没有资源的时
候堵塞，当有符合资源的时候，返回一个信号，然后程序就可以执行accept、read、write等操作，一般来
说，如果使用堵塞socket，通常我们通常开一个线程accept socket，当读完这次socket请求的时候，开一
个单独的线程处理这个socket请求；如果使用非堵塞socket，通常是只有一个线程，一开始是select状，
当有信号的时候可以通过 可以通过多路复用（Multiplexing)技术传递给一个指定的线程池来处理请求，然
后原来的线程继续select状态。 最简单的多路复用技术可以通过java管道(Pipe)来实现。换句话说，如果
客户端的并发请求很大的时候，我们可以使用少于客户端并发请求的线程数来处理这些请求，而这些来不
及立即处理的请求会被阻塞在java管道或者队列里面，等待线程池的处理。请求 听起来很复杂，在这个架
构当道的java 世界里，现在已经有很多优秀的NIO的架构方便开发者使用，比如Grizzly,Apache Mina等
等，如果你对如何编写高性能的网络服务器有兴趣，你可以研读这些源代码。

简单说一下，在web服务器上阻塞IO(BIO)与NIO一个比较重要的不同是，我们使用BIO的时候往往会
为每一个web请求引入多线程，每个web请求一个单独的线程，所以并发量一旦上去了，线程数就上去
了，CPU就忙着线程切换，所以BIO不合适高吞吐量、高可伸缩的web服务器；而NIO则是使用单线程(单
个CPU)或者只使用少量的多线程(多CPU)来接受Socket，而由线程池来处理堵塞在pipe或者队列里的请
求.这样的话，只要OS可以接受TCP的连接，web服务器就可以处理该请求。大大提高了web服务器的可
伸缩性。

我们来看一下配置，你只需要在server.xml里把 HTTP Connector做如下更改，

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" 
               connectionTimeout="20000" 
               redirectPort="8443" />
    改为
    <Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
               connectionTimeout="20000" 
               redirectPort="8443" />

然后启动服务器，你会看到org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol start的信息，表示NIO已经启动。其他的配置请参考官方配置文档。

Enjoy it.

最后贴上官方文档上对tomcat的三种Connector的方式做一个简单比较，
    

Java Blocking Connector       Java Nio Blocking Connector       APR Connector

Classname         Http11Protocol                  Http11NioProtocol         Http11AprProtocol

Tomcat Version   3.x 4.x 5.x 6.x                       6.x                     5.5.x 6.x

Support Polling         NO                             YES                        YES

Polling Size           N/A                   Unlimited - Restricted by mem        Unlimited

Read HTTP Request     Blocking                     Blocking                       Blocking

Read HTTP Body        Blocking                     Blocking                       Blocking

Write HTTP Response   Blocking                     Blocking                       Blocking

SSL Support           Java SSL                     Java SSL                       OpenSSL

SSL Handshake         Blocking                     Non blocking                   Blocking

Max Connections       maxThreads                   See polling size               See polling size

如果读者有socket的编程基础，应该会接触过堵塞socket和非堵塞socket，堵塞socket就是在accept、read、write等IO操作的的时候，如果没有可用符合条件的资源，不马上返回，一直等待直到有资源为止。而非堵塞socket则是在执行select的时候，当没有资源的时候堵塞，当有符合资源的时候，返回一个信号，然后程序就可以执行accept、read、write等操作，这个时候，这些操作是马上完成，并且马上返回。而windows的winsock则有所不同，可以绑定到一个EventHandle里，也可以绑定到一个HWND里，当有资源到达时，发出事件，这时执行的io操作也是马上完成、马上返回的。一般来说，如果使用堵塞socket，通常我们时开一个线程accept socket，当有socket链接的时候，开一个单独的线程处理这个socket；如果使用非堵塞socket，通常是只有一个线程，一开始是select状态，当有信号的时候马上处理，然后继续select状态。
　　
　　按照大多数人的说法，堵塞socket比非堵塞socket的性能要好。不过也有小部分人并不是这样认为的，例如Indy项目（Delphi一个比较出色的网络包），它就是使用多线程＋堵塞socket模式的。另外，堵塞socket比非堵塞socket容易理解，符合一般人的思维，编程相对比较容易。
　　
　　nio其实也是类似上面的情况。在JDK1.4，sun公司大范围提升Java的性能，其中NIO就是其中一项。Java的IO操作集中在java.io这个包中，是基于流的阻塞API（即BIO，Block IO）。对于大多数应用来说，这样的API使用很方便，然而，一些对性能要求较高的应用，尤其是服务端应用，往往需要一个更为有效的方式来处理IO。从JDK 1.4起，NIO API作为一个基于缓冲区，并能提供非阻塞O操作的API（即NIO，non-blocking IO）被引入。
　　
　　BIO与NIO一个比较重要的不同，是我们使用BIO的时候往往会引入多线程，每个连接一个单独的线程；而NIO则是使用单线程或者只使用少量的多线程，每个连接共用一个线程。
　　
　　这个时候，问题就出来了：我们非常多的java应用是使用ThreadLocal的，例如JSF的FaceContext、Hibernate的session管理、Struts2的Context的管理等等，几乎所有框架都或多或少地应用ThreadLocal。如果存在冲突，那岂不惊天动地？
　　
　　后来终于在Tomcat6的文档（http://tomcat.apache.org/tomcat-6.0-doc/aio.html）找到答案。根据上面说明，应该Tomcat6应用nio只是用在处理发送、接收信息的时候用到，也就是说，tomcat6还是传统的多线程Servlet，我画了下面两个图来列出区别：
　　
　　tomcat5：客户端连接到达 -> 传统的SeverSocket.accept接收连接 -> 从线程池取出一个线程 -> 在该线程读取文本并且解析HTTP协议 -> 在该线程生成ServletRequest、ServletResponse，取出请求的Servlet -> 在该线程执行这个Servlet -> 在该线程把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。
　　
　　我以前理解的使用nio后的tomcat6：客户端连接到达 -> nio接收连接 -> nio使用轮询方式读取文本并且解析HTTP协议（单线程） -> 生成ServletRequest、ServletResponse，取出请求的Servlet -> 直接在本线程执行这个Servlet -> 把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。
　　
　　实际的tomcat6：客户端连接到达 -> nio接收连接 -> nio使用轮询方式读取文本并且解析HTTP协议（单线程） -> 生成ServletRequest、ServletResponse，取出请求的Servlet -> 从线程池取出线程，并在该线程执行这个Servlet -> 把ServletResponse的内容发送到客户端连接 -> 关闭连接。 　
　　
　　
　　从上图可以看出，BIO与NIO的不同，也导致进入客户端处理线程的时刻有所不同：tomcat5在接受连接后马上进入客户端线程，在客户端线程里解析HTTP协议，而tomcat6则是解析完HTTP协议后才进入多线程，另外，tomcat6也比5早脱离客户端线程的环境。
　　
　　实际的tomcat6与我之前猜想的差别主要集中在如何处理servlet的问题上。实际上即使抛开ThreadLocal的问题，我之前理解tomcat6只使用一个线程处理的想法其实是行不同的。大家都有经验：servlet是基于BIO的，执行期间会存在堵塞的，例如读取文件、数据库操作等等。tomcat6使用了nio，但不可能要求servlet里面要使用nio，而一旦存在堵塞，效率自然会锐降。
　　　
　　
　　所以，最终的结论当然是tomcat6的servlet里面，ThreadLocal照样可以使用，不存在冲突。