Ubuntu下Tomcat如何进行性能调优

Ubuntu下Tomcat性能调优实战指南

一 基线评估与监控

• 明确业务目标：设定可量化的指标（如P95/P99 延迟、QPS、错误率、Full GC 次数/停顿），每次只变更一个变量并做A/B 对比。
• 监控手段：
  • JVM 层：使用 JConsole/VisualVM 观察堆内存、线程、类加载、GC 次数与停顿；开启 GC 日志用于离线分析。
  • Tomcat 层：关注线程池使用率、连接队列、访问日志状态码分布；必要时增加业务埋点或 MBean 指标。
  • 系统层：监控CPU、负载、内存、网络、文件句柄等，确认瓶颈在 CPU、IO 还是网络。
• 压测工具：使用 JMeter、wrk、k6 进行渐进式加压，复现实测流量特征（并发、RPS、Header、Payload、Keep-Alive 等）。

二 JVM 调优

• 堆与模式：将 -Xms 与 -Xmx 设为相同值以避免运行期扩缩堆带来的抖动；启用服务器模式 -server。示例：-Xms2g -Xmx2g（请结合容器/物理机内存与业务对象生命周期谨慎设置）。
• 垃圾回收器：
  • 大堆与可预测停顿优先：-XX:+UseG1GC（配合 -XX:MaxGCPauseMillis=200 等目标参数，按需微调）。
  • 吞吐优先且 CPU 核数充足：-XX:+UseParallelGC。
• 元空间（JDK 8+）：使用 -XX:MetaspaceSize 与 -XX:MaxMetaspaceSize 替代已废弃的 PermSize/MaxPermSize。
• GC 日志与诊断：开启 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/opt/tomcat/logs/gc.log，便于定位停顿与晋升异常。
• 启动与熵源：为减少阻塞可启用 -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom（仅在熵不足导致启动慢时考虑）。

三 Tomcat 连接器与线程池

• 连接器选择：优先 NIO/NIO2；在 Tomcat 8.5+ 启用 HTTP/2 提升多路复用与头部压缩能力。
• 线程池关键参数（示例为 HTTP/1.1 NIO）：
  • maxThreads：最大工作线程，建议以CPU 核数 × 2 ~ 4为起点，结合压测逐步上调。
  • minSpareThreads：最小空闲线程，保证突发流量有线程可立即处理。
  • acceptCount：当线程耗尽时的连接队列长度，队列过长会增大排队时延，过短易返回连接拒绝。
  • 其他：启用 compression 减少传输体积；设置 URIEncoding=“UTF-8”；关闭 enableLookups 避免 DNS 反查开销。
• 示例片段（server.xml）：

  <Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
             connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"
             maxThreads="400" minSpareThreads="50" acceptCount="200"
             URIEncoding="UTF-8" enableLookups="false"
             compression="on" compressionMinSize="2048"
             compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript,application/json"/>
  

  注：HTTP/2 需 TLS 与合适连接器/协议配置。

四 操作系统与网络栈优化

• 文件描述符限制：提升进程可打开文件数，编辑 /etc/security/limits.conf
  • 示例：* soft nofile 65535、* hard nofile 65535；在 systemd 服务单元中亦需设置 LimitNOFILE=65535。
• 网络参数（/etc/sysctl.conf 或 sysctl -w 临时生效）：
  • 提升半连接与全连接队列：net.core.somaxconn=8192、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192
  • 加速回收 TIME_WAIT：net.ipv4.tcp_tw_reuse=1、net.ipv4.tcp_fin_timeout=60
  • 缓冲区与保活：net.core.rmem_max/wmem_max=12582912、net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200
  • 端口范围与本地端口：net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535
• 生效方式：sudo sysctl -p 或重启；变更后复核 ulimit -n 与 cat /proc/sys/net/core/somaxconn。

五 应用与运维实践

• 应用层优化：
  • 合理使用数据库连接池（如 HikariCP/DBCP），设置连接超时、最大连接数、验证查询，避免连接风暴。
  • SQL 优化（索引、覆盖索引、避免 SELECT *、EXPLAIN 分析执行计划）、减少对象创建、缓存热点数据。
  • 静态资源交由 Nginx/Apache 或 CDN，Tomcat 专注动态请求。
• 日志与启动：
  • 降低日志级别至 WARNING/ERROR，必要时采用异步日志减少同步写开销；配置 logrotate 做按日/按大小轮转。
  • 删除 webapps 下示例应用；按需设置 metadata-complete=true 减少启动扫描；清理历史 journal 日志释放空间。
• 扩展与高可用：单机到瓶颈时引入 Nginx/HAProxy 负载均衡 与多实例集群，分摊并发与故障风险。