Ubuntu Tomcat性能调优实战指南

一、Tomcat自身配置优化

1. 线程池配置（核心优化点）

线程池是Tomcat处理并发请求的关键，合理配置可平衡资源利用率与响应速度。在server.xml中通过<Executor>定义线程池，再由<Connector>引用：

<Executor name="tomcatThreadPool" 
          namePrefix="catalina-exec-" 
          maxThreads="500"       <!-- 最大线程数（根据CPU核心数调整，建议200-1000） -->
          minSpareThreads="50"   <!-- 最小空闲线程数（保持备用线程，避免频繁创建） -->
          maxIdleTime="60000"    <!-- 线程空闲超时（毫秒，默认60s） -->
          maxQueueSize="100"/>   <!-- 等待队列大小（超过则拒绝请求，避免内存溢出）"/>

在<Connector>中引用线程池：

<Connector executor="tomcatThreadPool"
           port="8080"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"  <!-- 使用NIO2提升高并发性能 -->
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"/>

说明：maxThreads需结合服务器CPU核心数（如4核CPU可设为200-400）、应用类型（IO密集型可适当增大）调整；maxQueueSize避免过大导致内存溢出，建议100以内。

2. 连接器协议优化

选择高性能连接器协议可显著提升吞吐量：

NIO协议（默认）：适用于大多数场景，支持非阻塞I/O。
NIO2协议（推荐）：性能优于NIO，支持异步I/O，适合高并发场景。
HTTP/2协议：通过多路复用、头部压缩减少网络延迟（Tomcat 8.5+支持）：

<Connector port="8443" 
           protocol="org.apache.coyote.http2.Http2Protocol"
           SSLEnabled="true"
           maxThreads="500"
           keystoreFile="conf/keystore.jks"
           keystorePass="changeit"/>

说明：NIO2协议在高并发下表现更优，HTTP/2可提升页面加载速度。

二、JVM调优

1. 内存参数配置

合理分配JVM堆内存可减少垃圾回收（GC）频率，避免Full GC导致的停顿。在catalina.sh中设置：

export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms2g -Xmx2g -XX:MaxMetaspaceSize=512m"

-Xms：初始堆大小（建议与-Xmx一致，避免频繁扩容）。
-Xmx：最大堆大小（根据服务器内存调整，建议为物理内存的1/2-2/3）。
-XX:MaxMetaspaceSize：元空间大小（替代Java 7的PermGen，避免元空间溢出）。

2. 垃圾回收器选择

根据应用特点选择合适的GC算法：

G1GC（推荐）：适用于大内存、低延迟场景，自动调整分区大小。
```
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200"
```

ParallelGC：适用于吞吐量优先的场景（如批处理）。

export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=4"

说明：G1GC在大多数生产环境中表现更稳定，ParallelGC适合对吞吐量要求高的场景。

三、Linux内核优化

1. 网络参数调整

修改/etc/sysctl.conf提升网络吞吐量与连接处理能力：

# 增加TCP缓冲区大小
net.core.rmem_max=12582912
net.core.wmem_max=12582912
# 启用TCP快速打开（减少握手延迟）
net.ipv4.tcp_fastopen=3
# 减少TIME_WAIT状态连接（默认60s）
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
# 增加半连接队列大小（避免SYN Flood攻击）
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=8192
# 增加系统最大文件描述符数
fs.file-max=65535

应用更改：

sudo sysctl -p

说明：tcp_fastopen可减少TCP握手时间，tcp_fin_timeout降低TIME_WAIT连接占用，fs.file-max避免文件描述符耗尽。

2. 文件描述符限制

Tomcat处理大量连接时需增加文件描述符限制：

编辑/etc/security/limits.conf：

* soft nofile 65535
* hard nofile 65535

编辑/etc/pam.d/common-session和/etc/pam.d/common-session-noninteractive，添加：
```
session required pam_limits.so
```

说明：nofile限制每个进程可打开的文件数，需与内核参数一致。

四、应用层优化

1. 静态资源分离

将静态资源（图片、CSS、JS）放在Nginx或CDN上，减少Tomcat处理负担：

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location /static/ {
        alias /var/www/static/;
        expires 30d;  # 设置缓存过期时间
    }
    location / {
        proxy_pass http://localhost:8080;  # 转发动态请求到Tomcat
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

说明：静态资源通过Nginx直接返回，Tomcat仅处理动态请求，提升整体吞吐量。

2. 数据库连接池优化

使用连接池（如HikariCP、DBCP）管理数据库连接，减少创建/销毁开销：

<Resource name="jdbc/mydb" 
          auth="Container"
          type="javax.sql.DataSource"
          factory="com.zaxxer.hikari.HikariJNDIFactory"
          minimumIdle="5"
          maximumPoolSize="20"
          idleTimeout="30000"
          connectionTimeout="30000"
          data-source-jndi-name="java:comp/env/jdbc/mydb"/>

说明：minimumIdle保持最小空闲连接，maximumPoolSize限制最大连接数，避免数据库过载。

五、监控与调优

1. 工具选择

JConsole/VisualVM：监控JVM内存、线程池、GC情况。
Prometheus+Grafana：可视化监控Tomcat指标（如QPS、响应时间）。

Access Log分析：通过server.xml开启访问日志，分析慢请求：

<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"
       directory="logs"
       prefix="localhost_access_log"
       suffix=".txt"
       pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b %D"  <!-- %D记录请求处理时间 -->
       resolveHosts="false"/>

2. 关键指标

线程池：maxThreads使用率（避免超过80%）、maxQueueSize是否排队。
JVM：GC频率（如Full GC超过1次/分钟需调整）、堆内存使用率（避免超过80%）。
网络：连接数（netstat -ant | grep 8080 | wc -l）、吞吐量（iftop）。

六、实战注意事项

测试环境验证：所有配置需在测试环境调整并验证，避免直接应用于生产。
逐步调整：每次只调整1-2个参数，观察效果后再继续，避免参数冲突。
备份配置：修改前备份原配置文件（如server.xml、catalina.sh）。
监控持续化：上线后持续监控性能指标，及时应对流量增长。

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