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一、Tomcat概述
tomcat是在应用层处理，是一种web应用服务。
tomcat是用java语言开发的，是一种轻量级应用服务，在中小型系统和用户访问量不是很多的情况下使用。
tomcat虽然和Apache、nginx一样有处理HTML页面的功能。但是处理能力远不如Apache、nginx。所以通常作为一个Servlet和JSP容器，单独运行在后端。
后台架构
单体架构 传统架构（Tomcat）（会把许多功能模块，放在一个Tomcat当中，放在一个进程当中，软件会变得越来越臃肿）
微服务（把一个大服务拆成一个个小服务，各自独立，不会相互影响）
SOA （也是把大服务拆成一个个小服务，但是放在一个总线进行管理相当于是一种有框架）
简单讲述一下tomcat和servlet
tomcat是web应用服务器，它负责接收客户请求，并将该请求传给servlet，同时也将sevlet的响应传给客户
servlet就是一个中间件，包含了接口和方法，将客户端和数据库连接，从而实现动态网页的创建
二、Tomcat核心组件
2.1有哪些组件以及组件的结构
三个容器
Web容器：完成Web服务器的功能，接收动态请求,接收处理请求
web ——>用http（https）协议去访问一个网页——>会得到一份文件
web容器——>封装一组文件
Servlet容器：处理Servlet代码
JSP容器：将JSP动态网页翻译成Servlet代码（相当于java代码）
index.php——>PHP用的
index.jsp——>tomcat
nginx——>html
动态页面：可以让用户进行交互的一种web的页面
2.2核心组件如何进行交互
web容器：1、接受、响应请求 2 、 展示动态页面
JSP容器：翻译java--->servlet
Serverlet容器：借助于catalina来执行servelet代码（动态任务执行的标准格式）
2.3功能组件结构作用
Tomcat 的核心功能有两个，分别是负责接收和反馈外部请求的连接器 Connector，和负责处理请求的容器 Container。 其中连接器和容器相辅相成，一起构成了基本的 web 服务 Service。每个 Tomcat 服务器可以管理多个 Service。
●Connector：负责对外接收和响应请求。它是Tomcat与外界的交通枢纽，监听端口接收外界请求，并将请求处理后传递给容器做业务处理，最后将容器处理后的结果响应给外界。
●Container：负责对内处理业务逻辑。其内部由 Engine、Host、Context和Wrapper 四个容器组成，用于管理和调用 Servlet 相关逻辑。
●Service：对外提供的 Web 服务。主要包含 Connector 和 Container 两个核心组件，以及其他功能组件。Tomcat 可以管理多个 Service，且各 Service 之间相互独立。
Container 结构分析：
每个 Service 会包含一个 Container 容器。在 Container 内部包含了 4 个子容器：
4个子容器的作用分别是：
（1）Engine：引擎，用来管理多个虚拟主机，一个 Service 最多只能有一个 Engine；
（2）Host：代表一个虚拟主机，也可以叫站点，通过配置 Host 就可以添加站点；
（3）Context：代表一个 Web 应用，包含多个 Servlet 封装器；
（4）Wrapper：封装器，容器的最底层。每一 Wrapper 封装着一个 Servlet，负责对象实例的创建、执行和销毁功能。
Engine、Host、Context 和 Wrapper，这四个容器之间属于父子关系。
容器 由一个引擎可以管理多个虚拟主机。每个虚拟主机可以管理多个 Web 应用。每个 Web 应用会有多个 Servlet 封装器。
三、Tomcat如何进行处理请求（内部数据流向）
Tomcat 请求过程（简略）：
1、用户在浏览器中输入网址，请求被发送到本机端口 8080，被在那里监听的 Connector 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、请求在 Engine、Host、Context 和 Wrapper 这四个容器之间层层调用，最后在 Servlet 中执行对应的业务逻辑、数据存储等。
4、执行完之后的请求响应在 Context、Host、Engine 容器之间层层返回，最后返回给 Connector，并通过 Connector 返回给客户端。端口：8080 监听8080端口 不是tomcat进程
扩展 详细请求过程
假设来自客户的请求为： http://localhost:8080/ky23/ky23_index.jsp
1) 请求被发送到本机端口8080，被在那里侦听的Coyote HTTP/1.1 Connector获得
2) Connector把该请求交给它所在的Service的Engine来处理，并等待来自Engine的回应
3) Engine获得请求localhost/ky23/ky23_index.jsp，匹配它所拥有的所有虚拟主机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）
5) localhost Host获得请求/ky23/ky23_index.jsp，匹配它所拥有的所有Context
6) Host匹配到路径为/ky23的Context（如果匹配不到就把该请求交给路径名为""的Context去处理）
7) path="/ky23"的Context获得请求/ky23_index.jsp，在它的mapping table中寻找对应的servlet
8) Context匹配到URL PATTERN为*.jsp的servlet，对应于JspServlet类
9) 构造HttpServletRequest对象和HttpServletResponse对象，作为参数调用JspServlet的doGet或doPost方法
10)Context把执行完了之后的HttpServletResponse对象返回给Host
11)Host把HttpServletResponse对象返回给Engine
12)Engine把HttpServletResponse对象返回给Connector
13)Connector把HttpServletResponse对象返回给客户browser
四、Tomcat的安装部署 JDK java
tomcat官网网站下载：https://tomcat.apache.org/download-90.cgi
JDK官方下载：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java22
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
jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gzsystemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 02.安装JDK
cd /opt
rpm -qpl jdk-8u421-linux-x64.rpm
rpm -ivh jdk-8u421-linux-x64.rpm
java -version3.设置JDK环境变量
vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATHsource /etc/profile.d/java.sh
java -version
/etc/profile
---------------------------------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”。
vim Hello.java
#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；
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）
public class Hello {
public static void main(String[] args){
System.out.println("Hello world!");
}
}javac Hello.java
java Hello4.安装启动Tomcat
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##启动tomcat ##
#后台启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
或
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh start
#前台启动
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh runnetstat -natp | grep 8080
浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.80.100:8080
添加到系统服务来启动
扩展
[root@localhost bin]#useradd -s /sbin/nologin tomcat
#新建用户
[root@localhost local]#chown tomcat:tomcat tomcat/ -R
#修改属主和属组[root@localhost ~]#cat > /usr/lib/systemd/system/tomcat.service <<EOF
[Unit]
Description=Tomcat
After=syslog.target network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
RestartSec=3
PrivateTmp=true
User=tomcat
Group=tomcat[Install]
WantedBy=multi-user.targetEOF
[root@localhost local]#systemctl daemon-reload
[root@localhost local]#systemctl start tomcat
[root@localhost local]#ss -ntap |grep 8080
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。
vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
/dev/urandom是/dev/random的非阻塞版本，/dev/random的 random pool 依赖于系统中断，因此在系统的中断数不足时，/dev/random 设备会一直封锁，尝试读取的进程就会进入等待状态，直到系统的中断数充分够用，/dev/random设备可以保证数据的随机性。 /dev/urandom不依赖系统的中断，也就不会造成进程忙等待，但是数据的随机性也不高，所以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。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.shll /usr/local/tomcat/
五、Tomcat目录的作用
●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。
① server.xml: Tomcat的主配置文件，包含Service，Connector，Engine，Realm，Valve,Hosts主组件的相关配置信息;
② context.xml:所有host的默认配置信息;
③ tomcat-user.xml:Realm认证时用到的相关角色、用户和密码等信息，Tomcat自带的manager默认情况下会用到此文件，在Tomcat中添加/删除用户，为用户指|定角色等将通过编辑此文件实现;
④ web.xml:遵循Servlet规范标准的配置文件，用于配置servlet，并为所有的web应用程序提供包括MIME映射等默认配置信息;
●lib：存放Tomcat运行需要的库文件的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 执行时的日志
●temp：存放 Tomcat 运行时产生的文件
●webapps：存放 Tomcat 默认的 Web 应用部署目录
●work：Tomcat工作日录，存放jsp编译后产生的class文件，一般清除Tomcat缓存的时候会使用到
●src:存放Tomcat 的源代码
●doc:存放Tomcat文档
六、Tomcat配置虚拟主机
很多时候公司会有多个项目需要运行，一般不会是在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过这两个域名访问到不同的项目内容。
www.kgc.com 和 www.benet.com， 希望通
1.创建 kgc 和 benet 项目目录和文件
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/kgc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
echo "This is kgc page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp2.修改 Tomcat 主配置文件 server.xml
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
<Host name="www.kgc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kgc" path="" reloadable="true" />
</Host><Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true" />
</Host>--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
echo "This is kgc page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" > /usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp
appBase：Tomcat程序工作目录，即存放web应用程序的目录；相对路径为webapps，绝对路径为 /usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs：在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true
autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时放置于appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true
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：相应的Web应用程序的存放位置；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：相对于Web服务器根路径而言的URI；如果为空“”，则表示为此webapp的根路径 / ；
reloadable：是否允许重新加载此context相关的Web应用程序的类；默认为false
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 关闭
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 启动3.客户端浏览器访问验证
echo "192.168.10.23 www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts浏览器访问 http://www.kgc.com:8080/ 页面显示This is kgc page\!
浏览器访问 http://www.benet.com:8080/ 页面显示This is benet page\!----------------------------------------------------------------------------------------------------------
HTTP 请求过程：
（1）Connector 连接器监听的端口是 8080。由于请求的端口和监听的端口一致，连接器接受了该请求。
（2）因为引擎的默认虚拟主机是 www.kgc.com，并且虚拟主机的目录是webapps。所以请求找到了 tomcat/webapps 目录。
（3）访问的路径为根路径，URI 为空，即空是 Web 程序的应用名，也就是 context。此时请求找到 /usr/local/tomcat/webapps/kgc 目录，解析 index.jsp 并返回。
七、Tomcat进行优化（重点）
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。
##Tomcat 配置文件参数优化##
常用的优化相关参数如下：
【redirectPort】如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS请求时，则转发至此属性定义的端口。【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，即支持的最大并发连接数，默认值是 200。
socket 线程数
【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，这个根据你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。 nginx 502
【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
以上是一些常用的配置参数，还有好多其它的参数设置，还可以继续深入的优化，HTTP Connector 与 AJP Connector 的参数属性值，可以参考官方文档的详细说明进行学习。
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
--71行--插入
minSpareThreads="50"
enableLookups="false"
disableUploadTimeout="true"
acceptCount="300"
maxThreads="500"
processorCache="500"
URIEncoding="UTF-8"
compression="on"
compressionMinSize="2048"
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>
八、Tomcat 多实例化部署
1.安装好 jdk
2.安装 tomcat
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mkdir /usr/local/tomcat
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1
cp -a /usr/local/tomcat/tomcat1 /usr/local/tomcat/tomcat23.配置 tomcat 环境变量
vim /etc/profile.d/tomcat.sh
#tomcat1
export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1#tomcat2
export CATALINA_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export CATALINA_BASE2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export TOMCAT_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
source /etc/profile.d/tomcat.sh4.修改 tomcat2 中的 server.xml 文件，要求各 tomcat 实例配置不能有重复的端口号
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml
<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN"> #22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" #69行，修改Connector port，HTTP/1.1 默认为8080 -> 修改为8081
<Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> #116行，修改Connector port AJP/1.3，默认为8009 -> 修改为8010----------------------------------------------------------------------------------------------------------
第一个连接器默认监听8080端口，负责建立HTTP连接。在通过浏览器访问Tomcat服务器的Web应用时，使用的就是这个连接器。
第二个连接器默认监听8009端口，负责和其他的HTTP服务器建立连接。在把Tomcat与其他HTTP服务器集成时，就需要用到这个连接器。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------5.修改各 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
##添加以下内容
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME26.启动各 tomcat 中的 /bin/startup.sh
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.shnetstat -natp | grep java
7.浏览器访问测试
http://192.168.10.80:8080
http://192.168.10.80:8081
九、jvm拓展优化
/bin/catalina.sh
-server：jvm的server工作模式，对应的有client工作模式。使用“java -version”可以查看当前工作
模式
-Xms1024m：初始Heap大小，使用的最小内存
-Xmx1024m：Java heap最大值，使用的最大内存。经验: 设置Xms大小等于Xmx大小
-XX:NewSize=512m：表示新生代初始内存的大小，应该小于 -Xms的值
-XX:MaxNewSize=1024M：表示新生代可被分配的内存的最大上限，应该小于 -Xmx的值
-XX:PermSize=1024m：设定内存的永久保存区域,内存的永久保存区域，VM 存放Class 和 Meta
信息，JVM在运行期间不会清除该区域
-XX:MaxPermSize=1024m：设定最大内存的永久保存区域。经验: 设置PermSize大小等于
MaxPermSize大小
-XX:+DisableExplicitGC：自动将System.gc() 调用转换成一个空操作，即应用中调用System.gc()
会变成一个空操作，避免程序员在代码里进行System.gc()这种危险操作。System.gc()
除非是到了万不得也的情况下使用，都应该交给 JVM。
十、OOM拓展
OOM（out of memory）内存溢出，内存不够用了。调整应用的内存占用，可能是代码有问题优化代码，Tomcat垃圾回收机制，调整Tomcat配置：-Xms、-Xmn、-Xmx ---- 其内存的配置需要根据服务器（或虚拟机）的实际内存来配置，优化最大工作数、队列数量。
Tomcat垃圾回收机制：垃圾回收机制会不定时的向堆内存中清理不可达（没有被程序引用）的对象。
finalize方法：java虚拟机在垃圾回收之前会先调用垃圾对象的finalize方法。（因为垃圾回收机制只负责回收内存，并不负责资源的回收，资源回收要由程序员完成）。
final方法：用于修饰类、成员变量和成员方法。final修饰的类不能被继承，其中所有的方法都不能被重写所以不能同时使用abstract（抽象类是用于被子类继承的和final起相反的作用）和final修饰类。
**1、内存溢出：**运行一个应用程序需要4g内存，项目只支持3g内存 溢出
**2、内存泄露：**程序中定义很多静态变量，但是垃圾回收机制不会进行回收，这个对象没有被引用，再次申请内存，会报错泄露。