Tomcat优化_aux运算-优快云博客

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Tomcat优化

1.1 Tomcat优化概述

利用有限的系统资源能够提高Tomcat的并发处理能力（创建更多的线程处理更多的用户并发请求）

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1.2 为什么要了解JVM?

Tomcat是一个Java web容器，依赖于JVM，因此想要对Tomcat的优化，就需要先学习JVM

JVM Java Virsual Machine Java虚拟机

1.3 现代计算机的内存模型

计算机核心硬件组成：CPU、内存、硬盘、GPU、主板

CPU 中央处理单元

x86复杂指令集
- 减法运算 – 减法aux
- 加法运算 – 加法aux
- 乘法预算 – 乘法aux 2*5
ARM简易指令集
- 加法运算 – 加法aux
- 减法运算 – 减法aux
- 乘法运算 – 加法aux 2+2+2+2+2

内存模型

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1.4 JMM—Java内存模型

1.4.1 JMM介绍

Java内存模型（Java Memory Model），是一种JVM的内存访问控制规范，用于屏蔽JVM对不同硬件环境的访问差异，同时保证JVM内多个线程的数据并发访问的一致性和可见性。

JMM规范

屏蔽JVM在和各种不同硬件环境之间的访问差异
保证Java程序在各种平台下对内存的访问都能够保证一致性
保证多线程并发操作数据的一致性

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1.4.2 JMM的原子操作

线程运行过程中对内存的访问步骤

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1.4.3 并发编程的三大特性

并发编程的三大特性：原子性、可见性、有序性

原子性：一个或多个操作为一个整体，要么全部执行，要不都不执行，并且在执行的过程不会被线程调度机制打断。
可见性：当多个线程访问同一个变量时，如果其中的一个线程修改了这个变量的值，其他线程成能够立即看到修改后的值。
- 将多个线程共享的变量使用volatile关键字进行修饰，当某个线程对这个共享变量进行修改操作时，就会触发JMM的嗅探机制（MESI缓存一致性协议）

有序性：按照代码的先后顺序进行执行

指令重排，处理器为了提高代码的执行效率，可能会对输入的代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同输入的代码顺序一致，但是他会保证最终的执行结果和代码顺序执行时的结果一致。

int i = 0;  //语句1
int j = 0;  //语句2
i = i + 10; //语句3
j = i + 5;  //语句4

可能执行的顺序是：  1--3--2--4  、 2--1--3--4
不能的执行顺序是：  1--2--4--3

boolean flag = false;
Object obj = null;

//线程1
obj = getObject();   //-----代码1
flag = true;		 //-----代码2    flag = obj!=null;

//线程2
while(!flag){
	Thread.sleep(1000);
}
obj.method();

要想并发程序正确的执行，必须保证原子性、可见性、有序性。

1.5 JVM内存结构

JVM内存结构，指的是Java程序在运行过程中数据在jvm中不同区域的存储

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1.6 GC

GC，JVM中负责无用数据回收的垃圾回收期，就是用来释放JVM内存中无用的对象。

1.6.1 什么样的对象是无用对象？

无用对象：没存中没有没引用的对象

没有或者不会被使用的对象
对象之间有相互引用，但是整体未被引用

1.6.2 GC的回收算法

复制算法
- 只能使用内存的1/2
标记清除算法
- 会导致内存的碎片化
标记整理算法
- 整理过程需要消耗资源

1.6.3 堆区内存结构

Java中的对象主要存储在堆区，Java中的堆区也是也是JVM中最大的一块儿内存。

JVM将堆区分成了2个区域：新生代和老年代

新生代（Young）：占堆区内存1/3
- 新生代又分为eden和survivor区
- Eden和Survivor的比例是4:1
老年代（Old）：占堆区2/3

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1.7 Tomcat优化

1.7.1 线程池优化

配置线程池 tomcat/conf/server.xml

<!--声明线程池
maxThreads： 最大线程数（Tomcat能够支持的并发上限）
minSpareThreads：最小空闲线程
maxIdleTime：超过最小线程数的线程 最大空闲等待时间（单位毫秒）
-->
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="230" minSpareThreads="4"/>

<!--引用线程池-->
<Connector  executor="tomcatThreadPool"  port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"  URIEncoding="UTF-8"/>

1.7.2 JVM内存优化

bin/catalina.bat文件 JAVA_OPTS属性进行设置

参数说明：

-Xms4096M:堆容量初始值

-Xmx4096M:堆容量最大值

-Xmn1024M:新生代容量，所以老年代容量 = 堆容量 - 新生代容量 = 3072M

-Xss256K:线程堆栈空间大小

-XX:MaxDirectMemorySize:Direct Buffer Memory大小

-Djava.awt.headless=true:使用缺少外设的系统配置模式

-Dfile.encoding=UTF-8:设置编码规范

jmx配置用于远程管理

-XX:+HeapDumpOutOfMemoryError:当出现OOM时，打印堆快照

-XX:HeapDumpPath:堆快照打印路径，建议文件后缀设为hprof，可被MAT识别

-XX:+DisableExplicitGC:关闭System.gc()

-XX:SurvivorRatio=4: Eden区与Survivor区的大小比值

-XX:+UserConcMarkSweepGC:使用CMS收集器

-XX:+UserParNewGC:新生代使用ParNew收集器

-XX:+CMSParallelRemarkEnabled:降低标记停顿

-XX+UseCMSCompactAtFullCollection:在full gc的时候，对年老代的压缩

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0:full gc后不压缩老年代内存空间

-XX:LargePageSizeInBytes:内存页的大小

-XX:+UseFastAccessorMethods:原始类型的快速优化

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly:使用手动定义初始化定义开始CMS收集，禁止hostspot自行触发CMS GC

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80:老年代使用80％后开始CMS收集

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0:每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间为0秒

调优：是基于对JVM内存使用情况的监控和分析从而对内存的大小和分配比例进行调整。

1.7.3 IO模式优化

BIO 阻塞IO流（很早期版本）
NIO NewIO（8.0默认就是NIO）
APR 从操作系统底层实现IO操作

APR配置

Tomcat可以使用APR(ApachePortable Runtime)来提供优越的可伸缩性、性能以及本地服务器技术的更好的继承，让Tomcat的并发性能更加的优秀。
- 下载APR：
  
  http://tomcat.apache.org/download-native.cgi
  - tomcat-native-1.2.23-win32-src.zip
  - tomcat-native-1.2.23-openssl-1.1.1c-win32-bin.zip
- 将下载的APR包下的tcnative-1.dll拷贝到tomcat的bin目录
- 配置server.xml,修改protocol如下：
```
<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
 connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"/>
```

bin.zip

将下载的APR包下的tcnative-1.dll拷贝到tomcat的bin目录
配置server.xml,修改protocol如下：

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
 connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"/>

总结：tomcat优化有三个方面,①线程池优化②JVM优化③IO模式优化