Tomcat底层原理分析：9.Tomcat性能调优

叁歲伎倆 2023-02-20 06:22 3阅读 0赞

【专栏目录】  
[Tomcat底层原理分析：1.基础环境搭建][Tomcat_1.]  
[Tomcat底层原理分析：2.Tomcat架构分析][Tomcat_2.Tomcat]  
[Tomcat底层原理分析：3.Jasper引擎][Tomcat_3.Jasper]  
[Tomcat底层原理分析：4.Tomcatd的server.xml配置内容解析][Tomcat_4.Tomcatd_server.xml]  
[Tomcat底层原理分析：5.Web应用配置解析][Tomcat_5.Web]  
[Tomcat底层原理分析：6.Tomcat中对JVM的配置解析][Tomcat_6.Tomcat_JVM]  
[Tomcat底层原理分析：7.Tomcat集群配置解析][Tomcat_7.Tomcat]  
[Tomcat底层原理分析：8.Tomcat安全性配置解析][Tomcat_8.Tomcat]  
[Tomcat底层原理分析：9.Tomcat性能调优][Tomcat_9.Tomcat]  
【本文导读】

> 本文主要讲了从三个方面对Tomcat进行优化：  
> 1.Tomcat的JVM的内存优化  
> 2.Tomcat的JVM的GC策略优化  
> 3.Tomcat的连接器优化

# 1.JVM调优 #

`Tomcat的实质也是一个Java应用，那么JVM的配置就与其运行性能密切相关。通常，JVM优化的重点则集中在内存分配和GC策略的调整上，原因如下：`

1.  内存直接影响服务的运行效率和吞吐量；
2.  JVM的GC机制会不同程度地导致程序运行中断（即JVM执行垃圾回收时，程序会停止运行），根据应用程序的特点，选择不同的GC策略，可以极大地减少GC次数，提示GC效率，从而改善程序运行性能。

## 1.1内存调优 ##

### 1.1.1参数详解 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-server</td> 
   <td>启动Server，以服务端模式运行，服务端模式：启动速度慢，启动后响应速度快</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xms</td> 
   <td>堆内存的初始大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmx</td> 
   <td>堆内存的最大大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmn</td> 
   <td>新生代的内存大小，官方建议是整个堆的3/8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MetaspaceSize</td> 
   <td>元空间内存的初始大小，在JDK1.8版本之前配置为：-XX:PermSize（永久代/持久代）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxMetaspaceSize</td> 
   <td>元空间内存的最大大小，在JDK1.8版本之前配置为：-XX:PermSize（永久代/持久代）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:InitialCodeCacheSize <br> -XX:ReservedCodeCacheSize</td> 
   <td>代码缓存区大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxNewSize</td> 
   <td>新生代最大内存</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:NewRatio</td> 
   <td>设置新生代和老年代的比例。好处：新生代的大小可以随着整个堆的大小动态扩展，如-XX:NewRatio=3，则老年代占堆大小的3/4，新生代占堆大小的1/4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:SurvivorRatio</td> 
   <td>设置伊甸园区（Eden）与幸存区的比例。如-XX:SurvivorRatio=8，则伊甸园区（Eden）的大小是幸存区的8倍，则伊甸园区（Eden）占新生代大小的8/10，幸存区From占1/10，幸存区To占1/10。注意，两个幸存区永远一样大。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.1.2调优 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>优化建议</th> 
   <th>原因</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-server</td> 
   <td>建议开启</td> 
   <td>服务端模式：启动速度慢，启动后响应速度快</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xms</td> 
   <td>建议与-Xmx设置相同</td> 
   <td>避免Tomcat运行期间内对内存进行重新分配，造成资源浪费</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmx</td> 
   <td>建议设置成可用内存的80%</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmn</td> 
   <td>官方建议是整个堆的3/8</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MetaspaceSize</td> 
   <td>无</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxMetaspaceSize</td> 
   <td>建议使用默认值，默认无限大</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:InitialCodeCacheSize <br> -XX:ReservedCodeCacheSize</td> 
   <td>无</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxNewSize</td> 
   <td>建议使用默认值，默认16M</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:NewRatio</td> 
   <td>建议使用默认值，默认为2</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:SurvivorRatio</td> 
   <td>建议使用默认值，默认为8</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 1.2GC调优 ##

`JVM的GC机制的性能主要有以下两个指标：`

1.  吞吐量：工作时间（不包括GC时间）占总时间的百分比，工作时间不仅仅是程序运行时间，还包括内存分配时间；
2.  暂停时间：测试时间段内，“由GC机制导致的应用程序停止响应的次数”/“时间”的比率

### 1.2.1各种垃圾收集器的对比 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>垃圾收集器</th> 
   <th>缺点</th> 
   <th>优点</th> 
   <th>适应场景</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Serial <br>（串行收集器）</td> 
   <td>单线程收集器，在执行垃圾收集时会使所有的用户线程暂停，即系统出现卡顿</td> 
   <td>因为它是单线程执行，在单核或者核数比较少的处理器环境中它没有线程切换的开销，专心做垃圾回收，可以获得最高的收集效率。</td> 
   <td>桌面应用和近几年流行起来的部分微服务中，分配给虚拟机管理的内存非常小，收集一两百兆的新生代只需要几十毫秒，最多一百毫秒，只要是频率不高，用户可以说是无感知，这类场景下还是一个非常好的选择。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Parallel <br>（并行收集器）</td> 
   <td>仍然会使所有的用户线程暂停，即系统出现卡顿</td> 
   <td>以并行的方式执行新生代的垃圾回收，显著降低垃圾回收的开销</td> 
   <td>适用于“在多核cpu或者多线程硬件上运行数据量较大的应用”，又称吞吐量收集器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CMS <br>（并发标记清除收集器）</td> 
   <td>因为用户线程和垃圾回收线程同时执行，但是不一定是并行的，有可能是交替进行，所以会降低应用程序的性能</td> 
   <td>以并发的方式执行大部分垃圾回收工作，缩短垃圾回收时的暂停时间</td> 
   <td>适用于“响应时间优先于吞吐量”并且“能负担得起与垃圾回收共享处理器资源”的应用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>G1 <br>（并发收集器）</td> 
   <td>同上</td> 
   <td>同上</td> 
   <td>适用于内存容量大的多核服务器，可以在满足垃圾回收暂停时间足够小的同时，以最大的可能性实现高吞吐量（JDK1.7以后）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.2.2在Tomcat中配置GC策略 ###

#### 1.2.2.1垃圾收集器参数 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseSerialGC</td> 
   <td>启用串行收集器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseParallelGC</td> 
   <td>启用并行收集器，如果设置了该参数，则默认同时启用-XX:+UseParallelOldGC</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseParallelOldGC</td> 
   <td>FullGC采用并行收集，默认禁用</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseParNewGC</td> 
   <td>为新生代启用并行收集器，如果设置了该参数，则默认同时启用-XX:+UseConcMarkSweepGC</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseConcMarkSweepGC</td> 
   <td>为老年代启用CMS垃圾收集器<br> 当并行收集器无法满足应用的延迟需求时，推荐使用CMS或G1收集器<br>如果设置了该参数，则默认同时启用-XX:+UseParNewGC</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+ParallelGCThreads</td> 
   <td>为新生代和老年代的垃圾收集器设置线程个数，默认值依赖于JVM使用的cpu个数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+UseG！GC</td> 
   <td>启用G1收集器，G1是服务器类型的收集器，用于多核、大内存的机器。它在保持高吞吐量的情况下，高概率地满足“缩短暂停时间”的需求</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 1.2.2.2“打印垃圾收集器信息”参数 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGC</td> 
   <td>打印每次GC的信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime</td> 
   <td>打印最后一次暂停之后所经过的时间，即响应并发执行的时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime</td> 
   <td>打印GC时应用暂停时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCDateStamps</td> 
   <td>打印每次GC的时间戳</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCDetails</td> 
   <td>打印每次GC的详细信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCTaskTimeStamps</td> 
   <td>打印每次GC工作线程任务的时间戳</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:+PrintGCTimeStamps</td> 
   <td>打印每次GC的时间戳</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 1.2.2.3示例 ####

# 在tomcat/bin/catalina.sh中添加以下内容
    JAVA_OPTS="-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails"
    # 作用：为老年代启用CMS垃圾收集器，并打印每次GC的详细信息

`总结：根据实际项目的情况来决定给Tomcat配置什么样的垃圾收集器，参考各垃圾收集器的适用场景`

# 2.Tomcat配置调优（连接器） #

`调整Tomcat的连接器配置，可以提升应用服务器的性能`

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>描述</th> 
   <th>优化</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>maxConnections</td> 
   <td>最大连接数，超过该数值，额外请求就会阻塞，直到连接数低于该值</td> 
   <td>对于cpu要求较高时（计算型），建议不要配置过大；较低时，建议配置在2000左右（根据实际服务器性能来决定）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>maxThreads</td> 
   <td>最大线程数</td> 
   <td>需要根据服务器硬件信息设置一个合理的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>acceptCount</td> 
   <td>最大排队等待数，请求数超过最大连接数后，额外的请求会存放在任务队列中，队列容量就是该值，因此一个Tomcat的最大请求处理数量=maxConnections+acceptCount</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[Tomcat_1.]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106930751
[Tomcat_2.Tomcat]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106930923
[Tomcat_3.Jasper]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931008
[Tomcat_4.Tomcatd_server.xml]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931069
[Tomcat_5.Web]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931163
[Tomcat_6.Tomcat_JVM]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931201
[Tomcat_7.Tomcat]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931312
[Tomcat_8.Tomcat]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931374
[Tomcat_9.Tomcat]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/106931424