Tomcat在Linux下的性能调优技巧

Tomcat在Linux下的性能调优技巧
Tomcat在Linux环境中的性能调优需从系统底层优化、Tomcat配置调整、JVM内存与垃圾回收优化、线程池优化及监控与持续改进五大维度综合实施，以下是具体技巧：

一、系统底层优化：为Tomcat提供高效运行环境

1. 调整文件描述符限制

Tomcat处理高并发连接时，可能因文件描述符（FD）数量不足导致请求被拒绝。需通过以下命令调整系统级FD限制：

# 查看当前FD限制
ulimit -n  
# 临时设置为65535（仅当前会话有效）
ulimit -n 65535  
# 永久生效：编辑/etc/security/limits.conf，添加
* soft nofile 65535  
* hard nofile 65535

2. 优化TCP栈参数

调整TCP缓冲区大小和连接超时设置，提升网络吞吐量与连接复用率：

# 编辑/etc/sysctl.conf，添加以下参数
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216  # 接收缓冲区最小/默认/最大值（字节）
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 87380 16777216  # 发送缓冲区最小/默认/最大值
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30            # TIME_WAIT状态超时时间（秒）
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1                # 允许复用TIME_WAIT状态的连接
net.core.rmem_max = 16777216             # 接收缓冲区最大值
net.core.wmem_max = 16777216             # 发送缓冲区最大值
# 应用配置
sysctl -p

3. 调整Swappiness参数

降低vm.swappiness（默认60）可减少系统使用交换空间的频率，优先使用物理内存，提升I/O性能：

# 查看当前值
cat /proc/sys/vm/swappiness  
# 临时设置为10（0-100，值越低越倾向于使用物理内存）
echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness  
# 永久生效：编辑/etc/sysctl.conf
vm.swappiness = 10

二、Tomcat配置优化：提升请求处理效率

1. 选择高性能连接器（Connector）

优先使用NIO（非阻塞IO）或HTTP/2协议替代传统HTTP/1.1，提升高并发下的吞吐量。在server.xml中配置：

<!-- NIO连接器（Tomcat默认） -->
<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
           connectionTimeout="20000" 
           redirectPort="8443" />  
<!-- HTTP/2协议（需Tomcat 9+，并配置SSL） -->
<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
           sslEnabled="true"
           keystoreFile="/path/to/keystore.jks"
           keystorePass="changeit"
           maxThreads="200" />

2. 优化连接器参数

调整maxThreads（最大线程数）、minSpareThreads（最小空闲线程数）、acceptCount（排队请求数）等参数，平衡并发处理能力与资源消耗：

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           maxThreads="200"       <!-- 最大线程数（根据CPU核心数调整，建议2*CPU核心数~4*CPU核心数） -->
           minSpareThreads="50"   <!-- 最小空闲线程数（避免频繁创建线程） -->
           maxSpareThreads="100"  <!-- 最大空闲线程数（避免过多闲置线程消耗资源） -->
           acceptCount="1000"     <!-- 排队请求数（当所有线程忙碌时，允许排队的请求数，超过则拒绝） -->
           enableLookups="false"  <!-- 禁用DNS查询（加快请求处理） -->
           compression="on"       <!-- 开启GZIP压缩（减少传输数据量） -->
           compressionMinSize="1024" 
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/css,text/javascript,application/json" />

3. 禁用不必要功能

关闭Tomcat中不必要的功能，减少资源消耗：

禁用AJP协议（若无需与Apache/Nginx集成）：删除或注释server.xml中的AJP Connector；
关闭目录列表：在web.xml中添加<init-param><param-name>listings</param-name><param-value>false</param-value></init-param>；
关闭不必要的Valve组件（如AccessLogValve，若无需访问日志）。

三、JVM内存与垃圾回收优化：减少GC停顿

1. 合理设置堆内存大小

根据应用内存需求调整JVM堆内存，避免频繁GC。建议将-Xms（初始堆）与-Xmx（最大堆）设置为相同值，减少堆扩容带来的性能波动：

# 编辑Tomcat的bin/catalina.sh（Linux）或bin/catalina.bat（Windows）
JAVA_OPTS="-Xms2G -Xmx2G"  # 初始堆2GB，最大堆2GB（根据服务器物理内存调整，建议不超过物理内存的80%）

2. 选择合适的垃圾回收器

G1GC（Garbage-First）：适用于大内存（>4GB）、低延迟场景，是Tomcat 9+的默认GC；
CMS（Concurrent Mark Sweep）：适用于低延迟场景，但已停止维护（JDK 14+移除）。
配置示例：

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseG1GC"  # 启用G1GC
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:MaxGCPauseMillis=200"  # 设置最大GC停顿时间（毫秒）
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45"  # 触发并发GC的堆占用率阈值

3. 调整元空间大小（JDK 8+）

JDK 8及以上版本使用元空间（Metaspace）替代永久代（PermGen），需调整其大小以避免OutOfMemoryError: Metaspace：

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m"

四、线程池优化：提升并发处理能力

1. 配置线程池参数

通过Executor元素定义自定义线程池，并在Connector中引用，实现更灵活的线程管理：

<!-- 定义线程池 -->
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
          maxThreads="500"       <!-- 最大线程数（根据服务器硬件调整） -->
          minSpareThreads="50"   <!-- 最小空闲线程数 -->
          maxIdleTime="60000"    <!-- 线程空闲时间（毫秒，超过则销毁） -->
          prestartMinSpareThreads="true"/>  <!-- 启动时预创建最小空闲线程 -->

<!-- 在Connector中引用线程池 -->
<Connector executor="tomcatThreadPool"
           port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443" />

2. 监控线程池状态

通过JMX或VisualVM监控线程池的运行情况（如活跃线程数、队列大小、拒绝请求数），根据监控结果调整maxThreads和acceptCount：

若activeThreads长期接近maxThreads，说明线程池容量不足，需增加maxThreads；
若queueSize经常满，说明队列容量不足，需增加maxQueueSize（默认无界，建议设置上限）。

五、监控与持续改进：确保优化效果

1. 使用监控工具

基础命令：top（查看CPU/内存使用率）、free -h（查看内存使用情况）、netstat -tulnp | grep java（查看网络连接）；
可视化工具：Prometheus（采集指标）+ Grafana（展示监控面板）、VisualVM（监控JVM与线程）、JConsole（监控MBeans）；
APM工具：Arthas（线上诊断）、SkyWalking（分布式追踪）。

2. 定期性能测试

使用压力测试工具（如ab、wrk、JMeter）模拟高并发场景，评估优化效果：

# 使用ab测试8080端口的并发性能
ab -n 10000 -c 100 http://localhost:8080/  # 发送10000个请求，并发100

根据测试结果（如QPS、响应时间、错误率）调整线程池、JVM或系统参数。

3. 持续优化

性能优化是持续过程，需根据应用负载变化（如用户量增长、业务逻辑变更）定期复查配置，调整参数。例如：

业务高峰期增加maxThreads和Xmx；
新增功能后监控内存使用，调整MaxMetaspaceSize；
升级Tomcat版本后，参考官方文档调整新版本的默认参数。