JavaWeb Tomcat

一、Tomcat概述

  • Tomcat是Java语言开发的,Tomcat服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器,是Apache软件基金会的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。
  • 一般来说,Tomcat虽然和Apzche或者Nginx这些Web服务器一样,具有处理HTML页面的功能,然而由于七处理静态HTML的能力远不及Apache或者Nginx,所以Tomcat通常是作为一个Servlet和JSP容器,单独运行在后端。

    1、Tomcat介绍

  • 免费的、开放源代码的Web应用服务器

  • Apache软件基金会(Apache Software Foundation)Jakarta项目中的一个核心项目
  • 由Apache、Sun和一些公司及个人共同开发而成
  • 深受Java爱好者的喜爱,并得到部分软件开发商的认可
  • 目前比较流行的Web应用服务器

    2、Tomcat三个核心组件

  • Tomcat 由一系列的组件构成,其中核心的组件有三个 | 名称 | 功能 | | —- | —- | | Web 容器 | 完成 Web 服务器的功能 | | Servlet 容器 | 名字为 catalina,用于处理 Servlet 代码 | | JSP 容器 | 用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码 |

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3、Java Servlet

  • 运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序,它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP
  • 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。使用Servlet,可以收集来自网页表单的用户输入,呈现来自数据库或者其他源的记录,还可以动态创建网页。与CGI(公共网关接口)功能相类似。

    4、JSP

  • JSP全称Java Server Pages,一种动态网页开发技术。它使用JSP标签在HTML网页中插入Java代码。标签通常以<%开头以%>结束。

  • JSP是一种Java servlet,主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。
  • JSP通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源,然后动态地创建网页。

    二、Tomcat顶层架构

    1、Tomcat中最顶层的容器是Server, 代表着整个服务器,一 个Server可以包含至少一 个Service,用于具体提供服务。
    2、Service主要包含两个部分:Connector和Container。Tomcat的心脏就是这两个组件,这两个组件的作用: Connector用于处理连接相关的事情,并提供Socket与Request和Response相关的转化;Container用于封装和管理Servlet, 以及具体处理Request请求。
    3、一个Tomcat中只有一-个Server, 一个Server可以包含多个Service, 一个Service只有一个Container, 但是可以有多个Connectors, 因为一个服务可以有多个连接,如同时提供Http和Https链接, 也可以提供向相同协议不同端口的连接。
    4、多个Connector 和一个Container 就形成了一个Service, 有了Service 就可以对外提供服务了,但是Service还要一个生存的环境,必须要有人能够给她生命、掌握其生死大权,那就非Server 莫属了!所以整个Tomcat的生命周期由Server控制。另外,上述的包含关系或者说是父子关系,都可以在tomcat的conf目录下的server.xml配置文件(主配置文件)中看出。
    5、server . xml中定义 <Server port="8005" shutdown=" SHUTDOWN">
    这会让Tomcat6启动一 个server实例(即一 个JVM),它监听在8005端口以接收“SHUTDOWN”命令,如果接收到了就会关闭Tomcat。各Server的定义不能使用同一个端口,这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例,必须配置它们使用不同的端口。
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    Container容器

  • Container用于封装和管理Servlet,以及具体处理Request请求,在Connector内部把喊了4个子容器。

  • 4个子容器的作用分别是: | 子容器名称 | 作用 | | —- | —- | | Engine | 引擎,用来管理多个站点,一个Service最多只能由一个Engine | | Host | 代表一个站点,也可以叫虚拟主机,通过配置Host就可以添加站点 | | Context | 代表一个应用程序,对应着平时开发的一套程序, 或者一个WEB-INE目录以及下面的web. xml文件 | | Wrapper | 每一Wrapper封装着一 个Servlet |

三、Tomcat请求过程

1、用户在浏览器中输入该网址,请求被发送到本机端口8080,被在那里监听的CoyoteHTTP/1.1Connector获得;
2、Connector把该请求交给它所在的Service的Engine (Container) 来处理,并等待Engine的回应;
3、Engine获得请求localhost/test/ index. jsp, 匹配所有的虚拟主机Host;
4、Engine匹配到名为localhost的Host (即使匹配不到也把请求交给该Host处理,因为该Host被定义为该Engine的默认主机),名为localhost的Host获得请求/ test/ index. jsp, 匹配它所拥有的所有Context。Host匹配到路径为/test的Context (如果匹配不到就把该请求交给路
径名为“”的Context去处理) ; .
5、path=”/test”的Context获得请求/ index. jsp, 在它的mapping table中寻找出对应的Servlet。Context匹配到URL
Pattern为* . j sp的Servlet, 对应于JspServlet类;
6、构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象,作为参数调用JspServlet的doGet ()或doPost(),执行业务逻辑、数据存储等
7、Context把执行完之后的HttpServletResponse对象返回给Host;
8、Host把HttpServletResponse对象返回给Engine;
9、Engine把HttpServletResponse对象返回Connector;
10、Connector把HttpServletResponse对象返回给客户Browser
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四、Tomcat服务部署

1、下载并安装JDK
2、安装并启动Tomcat
3、配置虚拟主机
在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk,因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境。

1、关闭防火墙,将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

  1. systemctl stop firewalld
  2. systemctl disable firewalld
  3. setenforce 0

2、安装JDK

  1. cd /opt
  2. rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm
  3. rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
  4. java -version

Tomcat顶层架构、服务部署、虚拟主机配置及优化服务 - 图4
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Tomcat顶层架构、服务部署、虚拟主机配置及优化服务 - 图7

3、设置JDK环境变量

  1. vim /etc/profile.d/java.sh
  2. export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
  3. export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
  4. export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
  5. source /etc/profile.d/java.sh
  6. java -version

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小知识

CLASSPATH 编译、运行Java程序时,JRE会去该变量指定的路径中搜索所需的类(.class)文件。
dt.jar 是关于运行环境的类库,主要是可视化的 swing 的包。
tools.jar 主要是一些jdk工具的类库,包括javac、java、javap(jdk自带的一个反编译工具)、javadoc等。
JDK java development kit (java开发工具)
JRE java runtime environment (java运行时环境)
JVM java virtuak machine (java虚拟机),使java程序可以在多种平台上运行class文件。

首先使用文本工具编写java源代码,比如 Hello.java ;
在命令行中,输入命令:javac Hello.java,对源代码进行编译,生成 class 字节码文件;
编译完成后,如果没有报错信息,输入命令:java Hello,运行 class 字节码文件,由 JVM 对字节码进行解释和运行,打印 “Hello World”。

  1. vim hello.java
  2. #类名、接口名命令:英文大小写字母、数字字符、$和_,不能使用关键字和数字开头;
  3. 一个单词命名时第一个单词的首字母要大写;多单词组成时,所有单词的首字母大写:XxxYyyZzz(大驼峰命名法)
  4. public class hello {
  5. public static void main(String[] args){
  6. System.out.println("Hello world!");
  7. }
  8. }
  9. javac hello.java
  10. java hello

Tomcat顶层架构、服务部署、虚拟主机配置及优化服务 - 图10
Tomcat顶层架构、服务部署、虚拟主机配置及优化服务 - 图11

4、安装启动Tomcat

  1. cd /opt
  2. tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
  3. mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
  4. ##启动tomcat ##
  5. #后台启动
  6. /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
  7. /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh start
  8. #前台启动
  9. /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run
  10. netstat -natp | grep 8080

浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.184.70:8080
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5、优化tomcat启动速度

第一次启动tomcat可能会发现 Tomcat 启动很慢,默认情况下可能会需要几十秒,可以修改jdk参数进行改。

  1. vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
  2. --117行--修改
  3. securerandom.source=file:/dev/urandom
  4. -------------说明-------------
  5. /dev/urandom是/dev/random的非阻塞版本,即当熵池中没有可取的随机数时,读取/dev/urandom设备仍然会返回一个随机数,只是该随机数的安全性理论上不高。如果应用对安全性要求很高,那么应该使用/dev/random
  6. /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
  7. /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
  8. ll /usr/local/tomcat/

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主要目录说明

目录 说明
bin 存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件,比较常用的是 catalina.sh、startup.sh、shutdown.sh 三个文件
conf 存放 Tomcat 服务器的各种配置文件,比较常用的是 server.xml、context.xml、tomcat-users.xml、web.xml 四个文件。
lib 存放 Tomcat 服务器的 jar 包,一般不作任何改动,除非连接第三方服务,比如 redis,那就需要添加相对应的 jar 包
logs 存放 Tomcat 日志
temp 存放 Tomcat 运行时产生的文件
webapps 存放项目资源的目录
work Tomcat 工作目录,一般清除 Tomcat 缓存的时候会使用到

五、Tomcat 虚拟主机配置

很多时候公司会有多个项目需要运行,那么肯定不可能是一台服务器上运行多个Tomcat服务,这样会消耗太多的系统资源。此时,就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。例如现在新增两个域名 www.lic.com 和 www.accp.com,希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。

1、创建 ljm 和 lucien 项目目录和文件

  1. mkdir /usr/local/tomcat/webapps/ljm
  2. mkdir /usr/local/tomcat/webapps/lucien
  3. echo "This is ljm page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/ljm/index.jsp
  4. echo "This is lucien page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/lucien/index.jsp

2、修改 Tomcat 主配置文件

  1. vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
  2. --165行前--插入
  3. <Host name="www.ljm.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
  4. <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/ljm" path="" reloadable="true" />
  5. </Host>
  6. <Host name="www.lucien.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
  7. <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/lucien" path="" reloadable="true" />
  8. </Host>
  9. /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
  10. /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
Host name 主机名
appBase Tomcat程序工作目录,相对路径为webapps,绝对路径为/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs 是否解压war包
autoDeploy 指示Tomcat运行时,如有新的WEB应用是否允许自动部署
xmlValidation 是否验证xml文件执行有效性检验的标志
xmlNamespaceAware 是否启用xml命名空间,设置该值与xmlValidation为true,表示对web.xml文件执行有效性检验
docBase WEB应用的目录
path 设置访问的URI为WEB应用的根目录
reloadable 是否在程序有改动时重新载入

3、客户端浏览器访问验证

  1. echo "192.168.80.10 www.ljm.com www.lucien.com" >> /etc/hosts
  2. 浏览器访问 http://www.ljm.top:8080 页面显示This is ljm page\!
  3. 浏览器访问 http://www.lucien.top:8080 页面显示This is lucien page\!

六、Tomcat 优化

Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境,它可能会频繁出现假死现象需要重启,只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面,分别为操作系统优化(内核参数优化),Tomcat配置文件参数优化,Java虚拟机(JVM)调优。

  1. vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
  2. ......
  3. <Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1"
  4. connectionTimeout="20000"
  5. redirectPort="8443"
  6. --71行--插入
  7. minSpareThreads="50"
  8. enableLookups="false"
  9. disableUploadTimeout="true"
  10. acceptCount="300"
  11. maxThreads="500"
  12. processorCache="500"
  13. URIEncoding="UTF-8"
  14. compression="on"
  15. compressionMinSize="2048"
  16. compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>

Tomcat常用优化选项参数说明

选项名称 参数设定
maxThreads Tomcat 使用线程来处理接收的每个请求,这个值表示 Tomcat 可创建的最大的线程数,默认值是 200。
minSpareThreads 最小空闲线程数,Tomcat 启动时的初始化的线程数,表示即使没有人使用也开这么多空线程等待,默认值是 10。
maxSpareThreads 最大备用线程数,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。默认值是-1(无限制)。一般不需要指定。
URIEncoding 指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式,语言编码格式这块倒不如其它 Web服务器软件配置方便,需要分别指定。
connnectionTimeout 网络连接超时,单位:毫秒,设置为 0 表示永不超时,这样设置有隐患的。通常默认 20000 毫秒就可以。
enableLookups 是否反查域名,以返回远程主机的主机名,取值为:true 或 false,如果设置为 false,则直接返回 IP 地址,为了提高处理能力,应设置为 false。
disableUploadTimeout 上传时是否使用超时机制。应设置为 true。
connectionUploadTimeout 上传超时时间,毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间,这个根据自己的业务需要自己调,以使Servlet有较长的时间来完成它的执行,需要与上一个参数一起配合使用才会生效。
acceptCount 指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时,可传入连接请求的最大队列长度,超过这个数的请求将不予处理,默认为 100 个。
compression 是否对响应的数据进行GZIP压缩,off:表示禁止压缩;on:表示允许压缩(文本将被压缩)、force:表示所有情况下都进行压缩,默认值为 off,压缩数据后可以有效的减少页面的大小,一般可以减小 1/3 左右,节省带宽。
compressionMinSize 表示压缩响应的最小值,只有当响应报文大小大于这个值的时候才会对报文进行压缩,如果开启了压缩功能,默认值就是 2048。
compressableMimeType 压缩类型,指定对哪些类型的文件进行数据压缩。
noCompressionUserAgents=“gozilla, traviata” 对于以下的浏览器,不启用压缩