Tomcat(113)Tomcat的并发控制故障排除

在Tomcat中处理并发控制故障时，了解常见问题及其解决方法是至关重要的。这包括线程饥饿、死锁、资源竞争等问题。以下将详细介绍如何通过分析Tomcat的配置以及代码来排查并发控制问题。

1. 配置Tomcat线程池

Tomcat使用Executor来管理线程池。如果配置不当，可能会导致并发问题。以下是一个正确配置Executor的示例：

<Executor name="tomcatThreadPool" 
          namePrefix="catalina-exec-" 
          maxThreads="200" 
          minSpareThreads="10"/>

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           executor="tomcatThreadPool"/>

在这里，maxThreads设置了最大并发线程数，minSpareThreads设置了线程池中保持的最小空闲线程数。

2. 使用JMX监控线程

可以通过JMX来监控Tomcat的线程情况，以便排查线程相关的并发问题。

jconsole

启动jconsole后，连接到Tomcat实例，查看以下MBean：

• Catalina:type=ThreadPool,name="http-nio-8080"
• Catalina:type=Executor,name="tomcatThreadPool"

通过监控这些MBean，可以查看当前活动线程数、最大线程数和待处理任务数等信息。

3. 代码示例：避免同步问题

在Java应用程序中，不当的同步可能导致并发问题。以下是通过synchronized关键字解决线程安全问题的示例：

public class SafeCounter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

使用ReentrantLock也可以实现同样的功能，但提供了更细粒度的控制：

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class SafeCounter {
    private int count = 0;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        lock.lock();
        try {
            return count;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

4. 诊断死锁

死锁是一个常见的并发问题。在Tomcat中，可以使用JMX或线程转储来诊断死锁问题。

使用JVisualVM

1. 启动jvisualvm：

   jvisualvm
   

2. 连接到Tomcat实例。
3. 导航到Threads选项卡，检查线程状态。如果发现死锁，jvisualvm会在此报告。

使用jstack生成线程转储

jstack -l <Tomcat_PID>

分析生成的线程转储，查找Found one Java-level deadlock来确定是否存在死锁。

5. 解决资源竞争问题

资源竞争通常是由于多个线程同时访问共享资源而引起的。使用ReadWriteLock可以提升并发性能，允许多个读线程同时访问，但写线程互斥。

import java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock;

public class SharedResource {
    private final ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock();
    private String resource;

    public void writeResource(String newResource) {
        lock.writeLock().lock();
        try {
            resource = newResource;
        } finally {
            lock.writeLock().unlock();
        }
    }

    public String readResource() {
        lock.readLock().lock();
        try {
            return resource;
        } finally {
            lock.readLock().unlock();
        }
    }
}

6. Tomcat日志分析

查看Tomcat日志可以帮助识别并发问题的症结。例如，catalina.out日志中可能包含线程池耗尽或线程阻塞的错误信息。

tail -f $CATALINA_HOME/logs/catalina.out

7. 调整连接器配置

连接器配置也会影响并发性能。以下是一个优化连接器的示例配置：

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           maxThreads="200"
           minSpareThreads="50"
           acceptCount="100"/>

• maxThreads: 最大并发线程数。
• minSpareThreads: 最小空闲线程数。
• acceptCount: 当所有线程都在使用时，可以在队列中等待的连接数。

8. 高效使用Servlet和Filter

确保Servlet和Filter设计为线程安全。例如，避免在Servlet实例中使用全局变量，尽量使用局部变量。

public class MyServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 使用局部变量而非实例变量
        int localCount = 0;
        localCount++;
        response.getWriter().write("Count: " + localCount);
    }
}

通过以上步骤，可以有效地在Tomcat中排查和解决并发控制问题，确保应用程序的稳定性和性能。