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linux中级-JAVA企业级应用TOMCAT实战

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1. Tomcat简介

Tomcat是Apache软件基金会（Apache Software Foundation）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服务器是一个免费的开放源代码的 Web应用服务器 ，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。

Tomcat和Nginx、Apache(httpd)、lighttpd等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。不过，Tomcat处理静态HTML的能力不如Nginx/Apache服务器。

对比php软件，区别？

目前Tomcat最新版本为9.0。Java容器还有resin、weblogic等。

2. Tomcat安装

2.1 软件准备

JDK下载：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html
Tomcat下载：http://tomcat.apache.org/

因为jdk和Tomcat的版本对运维来说没什么区别，软件下载查看自己的百度网盘。

2.2 部署java环境 

 [root@tomcat ~]# cd /application/tools/

 [root@tomcat tools]# rz

 rz waiting to receive.

 Starting zmodem transfer.  Press Ctrl+C to cancel.

 Transferring apache-tomcat-8.0.27.tar.gz...

   100%    8914 KB    8914 KB/sec    00:00:01       0 Errors

 Transferring jdk-8u60-linux-x64.tar.gz...

   100%  176990 KB    14749 KB/sec    00:00:12       0 Errors

 tar xf jdk-8u60-linux-x64.tar.gz -C /application/

 ln -s /application/jdk1.8.0_60 /application/jdk

 sed -i.ori '$a export JAVA_HOME=/application/jdk\nexport PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH\nexport CLASSPATH=.$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib:$JAVA_HOME/lib/tools.jar' /etc/profile

 source /etc/profile

 #→出现下面结果证明部署成功

 [root@tomcat ~]# java -version

 java version "1.8.0_60"

 Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_60-b27)

 Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.60-b23, mixed mode)

2.3 安装Tomcat 

 tar xf apache-tomcat-8.0.27.tar.gz -C /application/

 ln -s /application/apache-tomcat-8.0.27 /application/tomcat

 echo 'export TOMCAT_HOME=/application/tomcat'>>/etc/profile

 source /etc/profile

 chown -R root.root /application/jdk/ /application/tomcat/

 [root@tomcat ~]# tail -4 /etc/profile

 export JAVA_HOME=/application/jdk

 export PATH=$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH

 export CLASSPATH=.$CLASSPATH:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib:$JAVA_HOME/lib/tools.jar

 export TOMCAT_HOME=/application/tomcat

2.4 Tomcat目录介绍 

 [root@tomcat ~]# cd /application/tomcat/

 [root@tomcat tomcat]# tree -L 1

 .

 ├── bin         #→用以启动、关闭Tomcat或者其它功能的脚本（.bat文件和.sh文件）

 ├── conf        #→用以配置Tomcat的XML及DTD文件

 ├── lib         #→存放web应用能访问的JAR包

 ├── LICENSE

 ├── logs        #→Catalina和其它Web应用程序的日志文件

 ├── NOTICE

 ├── RELEASE-NOTES

 ├── RUNNING.txt

 ├── temp        #→临时文件

 ├── webapps     #→Web应用程序根目录

 └── work        #→用以产生有JSP编译出的Servlet的.java和.class文件

 7 directories, 4 files

 [root@tomcat tomcat]# cd webapps/

 [root@tomcat webapps]# ll

 total 20

 drwxr-xr-x 14 root root 4096 Oct  5 12:09 docs     #→tomcat帮助文档

 drwxr-xr-x  6 root root 4096 Oct  5 12:09 examples #→web应用实例

 drwxr-xr-x  5 root root 4096 Oct  5 12:09 host-manager #→管理

 drwxr-xr-x  5 root root 4096 Oct  5 12:09 manager  #→管理

 drwxr-xr-x  3 root root 4096 Oct  5 12:09 ROOT     #→默认网站根目录

2.5 启动Tomcat 

 #→启动程序/application/tomcat/bin/startup.sh

 #→关闭程序/application/tomcat/bin/shutdown.sh

 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh

 Using CATALINA_BASE:   /application/tomcat

 Using CATALINA_HOME:   /application/tomcat

 Using CATALINA_TMPDIR: /application/tomcat/temp

 Using JRE_HOME:        /application/jdk

 Using CLASSPATH:       /application/tomcat/bin/bootstrap.jar:/application/tomcat/bin/tomcat-juli.jar

 Tomcat started.

 [root@tomcat ~]# netstat -tunlp|grep java

 tcp        0      0 :::8009                     :::*                        LISTEN      4743/java

 tcp        0      0 :::8080                     :::*                        LISTEN      4743/java

 [root@tomcat ~]# ps -ef|grep [j]ava

 root       4743      1 17 06:10 pts/0    00:00:03 /application/jdk/bin/java -Djava.util.logging.config.file=/application/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djava.endorsed.dirs=/application/tomcat/endorsed -classpath /application/tomcat/bin/bootstrap.jar:/application/tomcat/bin/tomcat-juli.jar -Dcatalina.base=/application/tomcat -Dcatalina.home=/application/tomcat -Djava.io.tmpdir=/application/tomcat/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start

2.6 访问网站

网址：http://10.0.0.3:8080/

2.7 Tomcat日志 

 [root@tomcat ~]# cd /application/tomcat/logs/

 [root@tomcat logs]# ls

 catalina.2016-01-26.log      localhost.2016-01-26.log

 catalina.out                 localhost_access_log.2016-01-26.txt

 host-manager.2016-01-26.log  manager.2016-01-26.log

 #→tomcat实时日志

 [root@tomcat logs]# tailf catalina.out

 26-Jan-2016 06:10:24.006 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/examples has finished in 666 ms

 26-Jan-2016 06:10:24.007 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/docs

 26-Jan-2016 06:10:24.054 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/docs has finished in 47 ms

 26-Jan-2016 06:10:24.055 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/manager

 26-Jan-2016 06:10:24.134 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/manager has finished in 80 ms

 26-Jan-2016 06:10:24.139 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deploying web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/host-manager

 26-Jan-2016 06:10:24.188 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Deployment of web application directory /application/apache-tomcat-8.0.27/webapps/host-manager has finished in 50 ms

 26-Jan-2016 06:10:24.195 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]

 26-Jan-2016 06:10:24.206 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]

 26-Jan-2016 06:10:24.211 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in 1560 ms

3. Tomcat配置文件

3.1 Tomcat配置文件 

 [root@tomcat conf]# pwd

 /application/tomcat/conf

 [root@tomcat conf]# ll -h

 total 216K

 drwxr-xr-x 3 root root 4.0K Jan 26 06:10 Catalina

 -rw------- 1 root root  13K Sep 28 16:19 catalina.policy

 -rw------- 1 root root 7.0K Sep 28 16:19 catalina.properties

 -rw------- 1 root root 1.6K Sep 28 16:19 context.xml

 -rw------- 1 root root 3.4K Sep 28 16:19 logging.properties

 -rw------- 1 root root 6.4K Sep 28 16:19 server.xml #→主配置文件

 -rw------- 1 root root 1.8K Sep 28 16:19 tomcat-users.xml #→Tomcat管理用户配置文件

 -rw------- 1 root root 1.9K Sep 28 16:19 tomcat-users.xsd

 -rw------- 1 root root 164K Sep 28 16:19 web.xml

3.2 Tomcat管理

测试功能，生产环境不要用。

Tomcat管理功能用于对Tomcat自身以及部署在Tomcat上的应用进行管理的web应用。在默认情况下是处于禁用状态的。如果需要开启这个功能，就需要配置管理用户，即配置前面说过的tomcat-users.xml。 

 [root@tomcat ~]# vim /application/tomcat/conf/tomcat-users.xml

 …………

 <role rolename="manager-gui"/>

 <role rolename="admin-gui"/>

 <user username="tomcat" password="tomcat" roles="manager-gui,admin-gui"/>

 </tomcat-users>  #→在此行前加入上面三行

 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/shutdown.sh

 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh

3.3 Tomcat主配置文件Server.xml详解

3.3.1 server.xml组件类别

  • 顶级组件：位于整个配置的顶层，如server。
  • 容器类组件：可以包含其它组件的组件，如service、engine、host、context。
  • 连接器组件：连接用户请求至tomcat，如connector。
  • 被嵌套类组件：位于一个容器当中，不能包含其他组件，如Valve、logger。 
 <server>

      <service>

      <connector />

      <engine>

      <host>

      <context></context>

      </host>

      <host>

      <context></context>

      </host>

      </engine>

      </service>

 </server>

3.3.2 组件详解

  • engine：核心容器组件，catalina引擎，负责通过connector接收用户请求，并处理请求，将请求转至对应的虚拟主机host。
  • host：类似于httpd中的虚拟主机，一般而言支持基于FQDN的虚拟主机。
  • context：定义一个应用程序，是一个最内层的容器类组件（不能再嵌套）。配置context的主要目的指定对应对的webapp的根目录，类似于httpd的alias，其还能为webapp指定额外的属性，如部署方式等。
  • connector：接收用户请求，类似于httpd的listen配置监听端口的。
  • service（服务）：将connector关联至engine，因此一个service内部可以有多个connector，但只能有一个引擎engine。service内部有两个connector，一个engine。因此，一般情况下一个server内部只有一个service，一个service内部只有一个engine，但一个service内部可以有多个connector。
  • server：表示一个运行于JVM中的tomcat实例。
  • Valve：阀门，拦截请求并在将其转至对应的webapp前进行某种处理操作，可以用于任何容器中，比如记录日志(access log valve)、基于IP做访问控制(remote address filter valve)。
  • logger：日志记录器，用于记录组件内部的状态信息，可以用于除context外的任何容器中。
  • realm：可以用于任意容器类的组件中，关联一个用户认证库，实现认证和授权。可以关联的认证库有两种：UserDatabaseRealm、MemoryRealm和JDBCRealm。
  • UserDatabaseRealm：使用JNDI自定义的用户认证库。
  • MemoryRealm：认证信息定义在tomcat-users.xml中。
  • JDBCRealm：认证信息定义在数据库中，并通过JDBC连接至数据库中查找认证用户。

3.3.3 配置文件注释 

 <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>

 <!--

 <Server>元素代表整个容器,是Tomcat实例的顶层元素.由org.apache.catalina.Server接口来定义.它包含一个<Service>元素.并且它不能做为任何元素的子元素.

     port指定Tomcat监听shutdown命令端口.终止服务器运行时,必须在Tomcat服务器所在的机器上发出shutdown命令.该属性是必须的.

     shutdown指定终止Tomcat服务器运行时,发给Tomcat服务器的shutdown监听端口的字符串.该属性必须设置

 -->

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

   <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />

   <Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />

   <Listener className="org.apache.catalina.core.JreMemoryLeakPreventionListener" />

   <Listener className="org.apache.catalina.mbeans.GlobalResourcesLifecycleListener" />

   <Listener className="org.apache.catalina.core.ThreadLocalLeakPreventionListener" />

   <GlobalNamingResources>

     <Resource name="UserDatabase" auth="Container"

               type="org.apache.catalina.UserDatabase"

               description="User database that can be updated and saved"

               factory="org.apache.catalina.users.MemoryUserDatabaseFactory"

               pathname="conf/tomcat-users.xml" />

   </GlobalNamingResources>

   <!--service服务组件-->

   <Service name="Catalina">

     <!--

     connector：接收用户请求，类似于httpd的listen配置监听端口.

         port指定服务器端要创建的端口号，并在这个端口监听来自客户端的请求。

         address：指定连接器监听的地址，默认为所有地址（即0.0.0.0）

         protocol连接器使用的协议，支持HTTP和AJP。AJP（Apache Jserv Protocol）专用于tomcat与apache建立通信的， 在httpd反向代理用户请求至tomcat时使用（可见Nginx反向代理时不可用AJP协议）。

         minProcessors服务器启动时创建的处理请求的线程数

         maxProcessors最大可以创建的处理请求的线程数

         enableLookups如果为true，则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名，若为false则不进行DNS查询，而是返回其ip地址

         redirectPort指定服务器正在处理http请求时收到了一个SSL传输请求后重定向的端口号

         acceptCount指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理

         connectionTimeout指定超时的时间数(以毫秒为单位)

     -->

     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"

                connectionTimeout=""

                redirectPort="" />

     <Connector port="" protocol="AJP/1.3" redirectPort="" />

     <!--engine,核心容器组件,catalina引擎,负责通过connector接收用户请求,并处理请求,将请求转至对应的虚拟主机host

         defaultHost指定缺省的处理请求的主机名，它至少与其中的一个host元素的name属性值是一样的

     -->

     <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost">

       <!--Realm表示存放用户名，密码及role的数据库-->

       <Realm className="org.apache.catalina.realm.LockOutRealm">

         <Realm className="org.apache.catalina.realm.UserDatabaseRealm"

                resourceName="UserDatabase"/>

       </Realm>

       <!--

       host表示一个虚拟主机

         name指定主机名

         appBase应用程序基本目录，即存放应用程序的目录.一般为appBase="webapps" ，相对于CATALINA_HOME而言的，也可以写绝对路径。

         unpackWARs如果为true，则tomcat会自动将WAR文件解压，否则不解压，直接从WAR文件中运行应用程序

         autoDeploy：在tomcat启动时，是否自动部署。

         xmlValidation：是否启动xml的校验功能，一般xmlValidation="false"。

         xmlNamespaceAware：检测名称空间，一般xmlNamespaceAware="false"。

       -->

       <Host name="localhost"  appBase="webapps"

             unpackWARs="true" autoDeploy="true">

         <!--

         Context表示一个web应用程序，通常为WAR文件

             docBase应用程序的路径或者是WAR文件存放的路径,也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径。

             path表示此web应用程序的url的前缀，这样请求的url为http://localhost:8080/path/****

             reloadable这个属性非常重要，如果为true，则tomcat会自动检测应用程序的/WEB-INF/lib 和/WEB-INF/classes目录的变化，自动装载新的应用程序，可以在不重启tomcat的情况下改变应用程序

         -->

         <Context path="" docBase="" debug=""/>

         <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"

                prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"

                pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />

       </Host>

     </Engine>

   </Service>

 </Server>

4. WEB站点部署

上线的代码有两种方式，第一种方式是直接将程序目录放在webapps目录下面，这种方式大家已经明白了，就不多说了。第二种方式是使用开发工具将程序打包成war包，然后上传到webapps目录下面。下面让我们见识一下这种方式。

4.1 使用war包部署web站点 

 [root@tomcat webapps]# pwd

 /application/tomcat/webapps

 [root@tomcat webapps]# rz  #→上传memtest.war，此文件也在上面的百度网盘里

 [root@tomcat webapps]# ls

 docs  examples  host-manager  manager  memtest  memtest.war  ROOT

浏览器访问：http://10.0.0.3:8080/memtest/meminfo.jsp

4.2 自定义默认网站目录

上面访问的网址为http://10.0.0.3:8080/memtest/meminfo.jsp
现在我想访问格式为http://10.0.0.3:8080/meminfo.jsp
怎么破？

方法一

将meminfo.jsp或其他程序放在 tomcat/webapps/ROOT 目录下即可。因为默认网站根目录为 tomcat/webapps/ROOT

方法二 

 [root@tomcat ~]# vim /application/tomcat/conf/server.xml

       <Host name="localhost"  appBase="webapps"

             unpackWARs="true" autoDeploy="true">

          <Context path="" docBase="/application/tomcat/webapps/memtest" debug="" reloadable="false" crossContext="true"/>

 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/shutdown.sh

 [root@tomcat ~]# /application/tomcat/bin/startup.sh

5. Tomcat多实例及集群架构

5.1 Tomcat多实例

5.1.1 复制Tomcat目录 

 [root@tomcat ~]# cd /application/

 [root@tomcat application]# cp -a apache-tomcat-8.0.27 tomcat8_1

 [root@tomcat application]# cp -a apache-tomcat-8.0.27 tomcat8_2

5.1.2 修改配置文件 

 [root@tomcat application]# mkdir -p /data/www/www/ROOT

 [root@tomcat application]# cp /application/tomcat/webapps/memtest/meminfo.jsp /data/www/www/ROOT/

 [root@tomcat ~]# sed -i '22s#8005#8011#;69s#8080#8081#;123s#appBase=".*"# appBase="/data/www/www"#' /application/tomcat8_1/conf/server.xml

 [root@tomcat ~]# sed -i '22s#8005#8012#;69s#8080#8082#;123s#appBase=".*"# appBase="/data/www/www"#' /application/tomcat8_2/conf/server.xml

 [root@tomcat ~]# diff /application/tomcat/conf/server.xml  /application/tomcat8_1/conf/server.xml

 22c22

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

 ---

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

 69c69

 <     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"

 ---

 >     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"

 123c123

 <       <Host name="localhost"  appBase="/application/tomcat/webapps/memtest"

 ---

 >       <Host name="localhost"   appBase="/data/www/www"

 [root@tomcat ~]# diff /application/tomcat/conf/server.xml  /application/tomcat8_2/conf/server.xml

 22c22

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

 ---

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

 69c69

 <     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"

 ---

 >     <Connector port="" protocol="HTTP/1.1"

 123c123

 <       <Host name="localhost"  appBase="/application/tomcat/webapps/memtest"

 ---

 >       <Host name="localhost"    appBase="/data/www/www"

5.1.3 启动多实例 

 for i in {1..2};do /application/tomcat8_$i/bin/startup.sh;done

 netstat -tunlp|grep java

浏览器可以分别访问http://10.0.0.3:8081/meminfo.jsp 和 http://10.0.0.3:8082/meminfo.jsp

5.2 Tomcat集群

使用nginx+Tomcat反向代理集群 

 [root@tomcat ~]# vim /application/nginx/conf/nginx.conf

     upstream web_pools {

         server 127.0.0.1:8081;

         server 127.0.0.1:8082;

         }

     server {

         listen       80;

         server_name  localhost;

         location / {

             root   html;

             index  index.jsp index.html index.htm;

             proxy_pass http://web_pools;

         }

      }

 [root@tomcat ~]# /application/nginx/sbin/nginx -t

 [root@tomcat ~]# /application/nginx/sbin/nginx

浏览器可以访问http://10.0.0.3/meminfo.jsp

6. Tomcat监控

1、Tomcat自带函数检测

2、jps命令

3、jstack

企业案例：Linux下java/httpd课程

高解决案例

4、jmap

5、jconsole和visualvm

5.1Tomcat开启远程监控功能

6、zabbix监控

企业案例：Linux下java/http进程高解决案例

生产环境下某台tomcat7服务器，在刚发布时的时候一切都很正常，在运行一段时间后就出现CPU占用很高的问题，基本上是负载一天比一天高。请搞定！

7. Tomcat安全优化和性能优化

7.1 安全优化

  • 降权启动
  • telnet管理端口保护
  • ajp连接端口保护
  • 禁用管理端

7.2 性能优化

7.2.1 屏蔽dns查询 enableLookups="false" 

     <Connector  port="" protocol="HTTP/1.1"

                connectionTimeout="" enableLookups="false" acceptCount=""

                redirectPort="" />

7.2.2 jvm调优

Tomcat最吃内存，只要内存足够，这只猫就跑的很快。

如果系统资源有限，那就需要进行调优，提高资源使用率。 

 优化catalina.sh配置文件。在catalina.sh配置文件中添加以下代码：

 JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:PermSize=512m -XX:MaxPermSize=512m"

 server:一定要作为第一个参数，在多个CPU时性能佳

 -Xms：初始堆内存Heap大小，使用的最小内存,cpu性能高时此值应设的大一些

 -Xmx：初始堆内存heap最大值，使用的最大内存

 上面两个值是分配JVM的最小和最大内存，取决于硬件物理内存的大小，建议均设为物理内存的一半。

 -XX:PermSize:设定内存的永久保存区域

 -XX:MaxPermSize:设定最大内存的永久保存区域

 -XX:MaxNewSize:

 -Xss 15120 这使得JBoss每增加一个线程（thread)就会立即消耗15M内存，而最佳值应该是128K,默认值好像是512k.

 +XX:AggressiveHeap 会使得 Xms没有意义。这个参数让jvm忽略Xmx参数,疯狂地吃完一个G物理内存,再吃尽一个G的swap。

 -Xss：每个线程的Stack大小

 -verbose:gc 现实垃圾收集信息

 -Xloggc:gc.log 指定垃圾收集日志文件

 -Xmn：young generation的heap大小，一般设置为Xmx的3、4分之一

 -XX:+UseParNewGC ：缩短minor收集的时间

 -XX:+UseConcMarkSweepGC ：缩短major收集的时间

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