Tomcat配置与优化

Tomcat如何配置和优化,并不是每个工程师都需要掌握的内容。但如果你想成为一个架构师,就必须要学会本文的人内容了。在conf目录下存放着Tomcat的所有配置文件,而server.xml是其中最

Tomcat如何配置优化,并不是每个工程师都需要掌握的内容。但如果你想成为一个架构师,就必须要学会本文的人内容了。在conf目录下存放着Tomcat的所有配置文件,而server.xml是其中最为重要的一个,server.xml的每个元素都对应了Tomcat中的一个组件;通过元素的配置,可以实现对Tomcat中各个组件的控制。

1.server.xml的整体结构

<Server>
    <Service>
        <Connector />
        <Connector />
        <Engine>
            <Host>
                <Context />
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

该结构只是给出了Tomcat的核心组件,除了核心组件外,Tomcat还有一些其他组件。下面我们一一学习。

2.元素分类

(1)顶层元素:<Server></Server>

<Server>元素是整个配置文件的根元素,<Server>元素代表一个Engine元素以及一组之相连的Connector元素

(2)连接器:<Connector>

<Connector>代表了外部客户端发送请求到特定Service的接口;也是外部客户端从特定Service接收响应的接口。

(3)容器:<Engine><Host><Context>

容器的功能时处理Connector接收进来的请求,并产生相应的响应。Engine包含Host,Host包含Context。一个Engine组件可以处理Service中的所有请求,一个Host组件可以处理发向一个特定虚拟主机的所有请求,一个Context组件可以处理一个特定Web应用的所有请求。

3.核心组件

(1)Server

Server元素在最顶层,代表整个Tomcat容器,因此他必须是server.xml中唯一一个最外层的元素。一个Server元素可以有一个或多个Service元素。

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
</Server>

可以看到,最外层有一个<Server>元素,shutdown属性表示关闭Server的指令;port属性表示Server接收shutdown指令的端口号,设置为-1可以禁掉该端口。

Server的主要任务,就是提供一个接口让客户端能够访问到这个Service集合,同时维护它所包含的所有的Service的生命周期,包含如何初始化,如何结束服务,如何找到客户端要访问的Service。

(2)Service

service的作用,是在Connector和Engine外面包一层,把它们组合在一起,对外提供服务。一个Service可以包含多个Connector,但是只能包含一个Engine;其中Connector的作用是从客户端接收请求,Engine的作用是处理接收进来的请求。

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Service name="Catalina">
    </Service>
</Server>

如上图,Server中包含一个名称为“Catalina”的Service。实际上,Tomcat可以提供多个Service,不同的Service监听不同的端口。

(3)Connector

Connector的主要功能,是接收连接请求,创建Request和Response对象用于和客户端交换数据;然后分配线程让Engine来处理这个请求,并把产生的Request和Response对象传给Engine。

通过配置Connector,可以控制请求Service的协议及端口号。

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
    </Service>
</Server>

通过配置第一个Connector,客户端可以通过8080端口号协议访问tomcat。其中,protocol属性规定了请求的协议,port规定了请求的端口号,redirectPort表示当强制要求https而请求是http时,重定向至端口号为8443的Connector,connectionTimeout表示连接的超时时间。

在这个例子中,Tomcat监听Http请求,使用的是8080端口,而不是正式的80端口;实际上,在生产环境中,Tomcat也常常监听8080端口。而不是80端口。这是因为在生产环境中,很少讲Tomcat直接对外开放接收请求,而是在Tomcat和客户端之间加一层代理服务器(如Nginx),用于请求的转发、负载均衡、处理静态文件等;通过代理服务器访问Tomcat时,是在局域网中,因为一般仍使用8080端口。

第二个配置Connector,客户端可以通过8009端口使用AJP协议访问Tomcat。AJP协议负责和其他的Http服务器(如Apache)建立连接;在把Tomcat与其他服务器集成时,就需要用到这个连接器,之所以使用Tomcat和其他服务器集成,是因为Tomcat可以用作Servlet/JSP容器,但是对静态资源处理速度较慢,不如Apache和IIS等HTTP服务器;因此常常将Tomcat和Apache等集成,前者做Servlet容器,后者处理静态资源,而AJP协议便负责Tomcat与Apache的连接。Tomcat和Apache等集成的原理如下图:

Tomcat与Apache整合

4.Engine

Engine组件在Service组件有且只有一个;Engine是service组件中的请求处理组件。Engine组件从一个或多个Connector中接收并处理,并将完成的响应返回给Connector,最终传递给客户端。

前面说到,Engine、Host和Context都是容器,但是它们不是平行关系,而是父子关系:Engine包含Host,Host包含Context。

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
        </Engine>
    </Service>
</Server>

其中name属性用于日志和错误信息,在整个Server中应该是唯一的。defalutHost属性指定了默认的host名称,当发往本机的请求指定的host名称不存在时,一律使用defaultHost指定的host进行处理;因此defaultHost的值,必须与Engine中的一个Host组件的name属性值匹配。

5. Host

(1)Engine和Host

Host是Engine的子容器。Engine组件中可以内嵌1个或者多个Host组件,每个Host组件代表Engine中的一个虚拟主机。Host组件至少有一个,且其中一个的name必须与Engine组件中的defaultHost属性相匹配。

(2)Host的作用

Host虚拟主机的作用,是运行多个Web应用(一个Context代表一个Web应用),并负责安装、展开、启动、结束每个Web应用。

Host组件代表的虚拟主机,对应服务器中一个网络名实体(如”www.test.com”或IP地址”116.25.25.25″);为了使用户可以通过网络名连接Tomcat服务器,这个名字应该在DNS服务器上注册。

客户端通常使用主机名来标识它们希望连接的服务器,该主机名也会包含在HTTP请求头中,Tomcat从HTTP头中提取出主机名,寻找名字匹配的主机。如果没有匹配,请求会发送至默认的主机。因此默认主机不需要再DNS服务器中注册网络名,因为任何与所有Host名称不匹配的请求,都会路由至默认主机。

(3)Host的配置

在第一部分的例子中,Host配置如下:

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <Host name="localhost" AppBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>

name属性指定虚拟主机的主机名,一个Engine有且只有一个Host组件的name属性和Engine组件的defaultHost属性相匹配;一般情况下,主机名需要是在DNS服务器中注册网络名,但是Engine指定的defaultHost不需要。

unpackWARs指定了是否将代表Web应用的WAR文件解压;如果是true,通过解压后的文件结构运行该Web应用,如果是false,直接使用WAR文件运行Web应用。

6.Context

(1)Context的作用

Context元素代表在虚拟主机上运行的一个Web应用。在后文中,提到Context、应用或Web应用,他们都代指Web应用,每个Web应用基于WAR文件,或WAR文件解压后对应的目录(这里称为应用目录)
Context是Host的子容器,每个Host都可以定义任意多的Context元素。

若是自动部署(即autoDeploy=”true”),那么server.xml配置文件中没有Context元素的配置。这是因为Tomcat开启了自动部署,Web应用没有在server.xml中配置静态部署,而是由Tomcat通过特定的规则自动部署。

(2)Web的自动部署

要开启Web应用的自动部署,需要配置所在的虚拟主机;配置的方式就是在配置Host元素的deployOnStartup和autoDeploy属性。如果deployOnStartup和autoDeploy设置为true,则tomcat启动自动部署:当检测到新的Web应用或Web应用更新时,会触发应用的部署(或重新部署)。二者的主要区别在于

  • deployeOnStartup为true时,Tomcat在启动时检查Web应用,且检测到所有的Web应用都视作新应用;
  • autoDeploy为true时,Tomcat在运行时定期检查新的Web应用或Web应用的更新;

通过配置deployOnStartup和autoDeploy可以开启虚拟主机自动部署Web应用;实际上,自动部署依赖于检查是否有新的或更改过的Web应用,而Host元素中的appBase和xml配置设置了检查web应用更新的目录。

其中,appBase属性指定Web应用所在的目录,默认值是webapps,这是一个相对路径,代表Tomcat根目录下的webapps文件夹。

xmlBase属性指定Web应用的XML配置文件所在的目录,默认值为conf/Catalina/<engine_name><engine_name>,例如上面例子中,主机localhost的xmlBase的默认值是$TOMCAT_HOME/conf/Catalina/localhost。

(3)检查WEB应用更新

一个Web应用可能包含以下文件:xml配置文件,WAR包,以及一个应用目录;其中XML配置文件位于xmlBase指定的目录,WAR包和应用目录位于appBase指定的目录。

Tomcat按照如下的顺序进行扫描,来检查应用更新:

  1. 扫描虚拟主机指定的xmlBase下的xml配置;
  2. 扫描虚拟主机指定的appBase下的WAR文件;
  3. 扫描虚拟主机指定的appBase下的应用目录;

(4)<Context>元素的配置

Context元素最重要的属性是docBase和path,此外reloadable属性也比较常用。

docBase指定了该Web应用使用WAR包路径,或应用目录。需要注意的是:在自动部署场景下(配置文件位于xmlBase中),docBase不在appBase目录中,才需要指定;如果docBase指定的WAR包或应用目录就在appBase中,则不需要指定。因为Tomcat会自动扫描appBase中的WAR包和应用目录,制定了反而造成问题。

path指定了访问该Web应用上下文路径,当请求到来时,Tomcat根据Web应用的path属性与URL匹配程度来选择Web应用处理相应请求。例如:Web应用app1的path属性是”/app1″,Web应用app2的path属性是”/app2″,那么请求/app1/index.html会交由app1来处理;而请求/app2/index.html会交由app2来处理。如果一个Context元素的path属性为””,那么这个Context是虚拟主机的默认的Web应用;当请求的uri与所有的path都不匹配时,使用该默认Web应用来处理。

但是,需要注意的是,在自动部署场景(配置文件位于xmlBase中),不能指定path属性,path属性由配置的文件的文件名,WAR文件的文件名或应用目录的名称自动推导出来。如扫描Web应该时,发现xmlBase目录下的app1.xml,或appBase目录下的app1.WAR或app1应用目录,则该Web用于的path属性是”app1″。如果名称不是app1而是ROOT,则该Web应用时虚拟主机默认的Web应用,此时path属性推导为””。

reloadable属性指示tomcat是否在运行时监控在WEB-INF/classes和WEB-INF/lib目录下class文件的改动。如果值为true,那么当class文件改动时,会重新web应用的重新加载。在开发环境下,reloadable设置为ture便于调试;但是在生产环境中设置为true会给服务器带来性能压力,因此reloadable参数的默认值为false。

<Context docBase="D:\Program Files\app1.war" reloadable="true"></Context>

在该例子中,docBase位于Host的appBase目录之外;path属性没有指定,而是根据app1.xml自动推导为”app1″。

(5)自动部署举例

最典型的自动部署,就是当我们安装完Tomcat后,$TOMCAT_HOME/webapps目录有如下目录:

当我们启动tomcat后,可以使用http://localhost:8080/来访问Tomcat,其实访问的就是ROOT对应的Web应用;我们也可以通过http://localhost:8080/docs来访问docs应用。

(6)server.xml中静态部署Web应用

除了自动部署,我们也可以在server.xml通过<Context>元素部署Web应用。静态部署与自动部署是可以共存的。但是静态部署中server.xml是不可动态重加载的资源,服务器一旦启动,要修改这个文件,就得重启服务器才能重新加载。

server.xml中使用Context元素配置web应用,Context元素位于Host元素中。

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
    <Service name="Catalina">
        <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />
        <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
        <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">
            <Host name="localhost" appBase="webapp" unpackWARs="true" autoDeploy="true">
                <Context path="" docBase="/app/tomcat/webapps/xxx" reloadable="true" workDir="/app/tomcat/work" ></Context>
            </Host>
        </Engine>
    </Service>
</Server>
  • docBase:静态部署时,docBase可以在appBase目录下,也可以不在。
  • path:静态部署时,可以显示指定path属性,但是仍然受到了严格的限制:只有当自动部署完全关闭(deployOnStartup和autoDeploy都为false)或docBase不在appBase中时,才可以设置path属性。在本例中,docBase不在appBase中,因此path属性可以设置。
  • reloadable:属性用法和自动部署相同。

思考与探讨

我们在开发部署时基本上一定会碰到重复部署的问题,不知怎么就发现应用被部署了两次。下面我们来研究下怎么回事?

先说说appBase和docBase的区别

appBase:这个目录下面的子目录将自动被部署为应用,且war文件将被自动解压缩并部署为应用,默认为tomcat下webapps目录。

docBase:指定需要关联的项目自动解压并部署到appBase目录下。项目的名称由path属性决定。

部署<Context path=”” docBase=”/app/tomcat/webapps/xxx”> 时需要注意,docBase所在的文件或者war包必须存在。否则项目启动找不到对应的目录。此时文件解压到appBase目录下,根据path属性,决定解压后的文件名。

若采用了<Host name=”localhost” appBase=”webapp” autoDeploy=”true”>配置,那么appBase目录下的应用目录将会再次部署。此时项目是部署了两遍。解决办法,设置autoDeploy=”false”。

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