前言：
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Tomcat 是 Java Web 应用服务器中使用最广泛的一个，它支持 Servlet、JSP 等 Java Web 应用的部署和运行。在高并发场景下，Tomcat 的性能表现非常重要。本文将从原理拆解和性能调优两个方面，介绍 Tomcat 的高并发之道。
大家好，这里是互联网技术学堂，如果你有收获，那就点赞、关注、分享吧。原理拆解Tomcat 的处理流程
Tomcat 的请求处理流程可以简单概括为以下几个步骤：
接收请求：Tomcat 通过监听端口接收 HTTP 请求。解析请求：Tomcat 解析 HTTP 请求头和请求体，并将请求封装为 Request 对象。路由匹配：Tomcat 根据请求 URL 的路径信息，匹配对应的 Servlet 或 JSP。执行 Servlet 或 JSP：Tomcat 调用匹配到的 Servlet 或 JSP 的 service() 方法处理请求。生成响应：Servlet 或 JSP 处理完请求后，将响应内容写入 Response 对象。发送响应：Tomcat 将 Response 对象中的响应内容发送回客户端。Tomcat 的线程模型
Tomcat 的线程模型主要由两部分组成：Acceptor 线程和 Worker 线程池。其中，Acceptor 线程用于接收客户端的连接请求，而 Worker 线程池则用于处理客户端请求。
Acceptor 线程和 Worker 线程池的关系可以用一个生产者-消费者模型来描述。Acceptor 线程充当生产者的角色，负责接收客户端连接请求并将连接 Socket 封装为 Request 对象放入队列中；Worker 线程池则充当消费者的角色，从队列中取出 Request 对象并处理请求。
在默认情况下，Tomcat 的 Worker 线程池大小为 200，这意味着 Tomcat 最多可以同时处理 200 个客户端请求。如果需要处理更多的请求，可以通过增加 Worker 线程池的大小来提升并发性能。
Tomcat 的连接器
Tomcat 的连接器用于将 Tomcat 和客户端之间的连接管理起来。在 Tomcat 中，常见的连接器有三种：HTTP 连接器、AJP 连接器和 NIO 连接器。
其中，HTTP 连接器是最常用的连接器，它通过 HTTP 协议与客户端通信，并将客户端的请求转发给对应的 Servlet 或 JSP 处理。AJP 连接器则是用于将 Tomcat 与 Apache Web 服务器进行集成，它可以将客户端请求通过 AJP 协议传递给 Tomcat。NIO 连接器则是基于 Java NIO 技术实现的连接器，它可以提供更好的性能和更高的并发能力。
性能调优增加 Worker增加 Worker 线程池大小
在高并发场景下，Tomcat 可能会出现 Worker 线程池满载的情况，导致请求被阻塞。此时可以通过增加 Worker 线程池的大小来提升 Tomcat 的并发性能。
可以通过修改 Tomcat 的 server.xml 配置文件中的 <Connector> 元素来配置 Worker 线程池大小。例如：
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443"maxThreads="500"/>
在上面的配置中，maxThreads 属性指定了 Worker 线程池的最大线程数为 500。
需要注意的是，过大的 Worker 线程池大小也会导致系统资源的浪费，因此应该根据实际情况进行合理调整。
调整连接器参数
Tomcat 的连接器还可以通过调整参数来提升性能。例如，可以通过增加 acceptCount 参数的值来缓解 Worker 线程池满载的情况。acceptCount 参数用于指定在 Worker 线程池满载时，等待处理的客户端连接请求的最大数量。可以通过修改 server.xml 配置文件中的 <Connector> 元素来配置 acceptCount 参数。例如：
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"connectionTimeout="20000"redirectPort="8443"maxThreads="200"acceptCount="500"/>
在上面的配置中，acceptCount 属性指定了最大等待连接数为 500。
此外，还可以通过调整 Tomcat 连接器的线程模型、超时时间、缓存大小等参数来提升性能。
使用反向代理
反向代理可以将客户端的请求分发到多个 Tomcat 实例中，从而提升并发性能。反向代理还可以缓存静态资源，减轻 Tomcat 的负担。
常见的反向代理工具包括 Apache Web 服务器、Nginx 等。可以通过在反向代理服务器中配置负载均衡算法、连接超时时间等参数来优化性能。
优化 Servlet/JSP
在 Servlet/JSP 的编写中，还可以通过以下方法来提升性能：
尽量避免使用同步方法或同步块。
避免频繁的创建和销毁对象。
尽量使用局部变量代替全局变量。
尽量避免使用大量的 I/O 操作。
使用缓存技术减少对数据库和文件系统的访问。
示例
下面是一个简单的 Tomcat Web 应用程序的示例：
@WebServlet("/hello")public class HelloServlet extends HttpServlet {private static final long serialVersionUID = 1L;protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {response.setContentType("text/html;charset=utf-8");PrintWriter out = response.getWriter();out.println("<html>");out.println("<head>");out.println("<title>Hello World</title>");out.println("</head>");out.println("<body>");out.println("<h1>Hello, World!</h1>");out.println("</body>");out.println("</html>");}}上面的代码定义了一个简单的 Servlet，当客户端请求 "/hello" 路径时，会返回一个 "Hello, World!" 的网页。
如果要部署这个 Web 应用程序到 Tomcat 中，可以按照以下步骤进行：
1. 编译上面的 Java 代码，并将编译后的 class 文件放到 WEB-INF/classes 目录下。
2. 创建一个 web.xml 文件，放到 WEB-INF 目录下，内容如下：
```xml<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><web-app xmlns=";xmlns:xsi=";xsi:schemaLocation=" ;version="3.1"><servlet><servlet-name>HelloServlet</servlet-name><servlet-class>com.example.HelloServlet</servlet-class></servlet><servlet-mapping><servlet-name>HelloServlet</servlet-name><url-pattern>/hello</url-pattern></servlet-mapping></web-app>
上面的 web.xml 文件定义了一个名为 "HelloServlet" 的 Servlet，并将它映射到 "/hello" 路径。
将上面的两个文件打包成一个 WAR 文件，并将 WAR 文件放到 Tomcat 的 webapps 目录下。
启动 Tomcat，访问 即可看到 "Hello, World!" 的网页。
Tomcat 总体架构
Tomcat 是一个基于 Java 的 Web 服务器和 Servlet/JSP 容器，其总体架构包括三个部分：连接器（Connector）、容器（Container）和处理器（Processor）。
连接器（Connector）
连接器是 Tomcat 与外部网络之间的接口，负责接收客户端请求，建立网络连接，并将请求转发给容器进行处理。Tomcat 中有两种类型的连接器：HTTP 连接器和 AJP 连接器。
HTTP 连接器负责处理 HTTP 请求，支持多种协议版本和传输协议，如 HTTP/1.1、HTTP/2、HTTPS 等。在 Tomcat 中，HTTP 连接器通常使用 Apache Portable Runtime（APR）或 Java NIO（New I/O）等技术来实现高性能的网络通信。
AJP 连接器负责处理 AJP（Apache JServ Protocol）协议的请求，主要用于 Tomcat 和 Apache HTTP Server 之间的通信，通过 AJP 协议可以将 Apache HTTP Server 中的请求转发到 Tomcat 中进行处理，实现 Web 服务器与 Servlet 容器的分离。
容器（Container）
容器是 Tomcat 中的核心组件，负责管理 Servlet、JSP、Filter、Listener 等组件的生命周期，以及处理客户端请求并生成响应。Tomcat 中的容器分为两种类型：引擎（Engine）和主机（Host）。
引擎是 Tomcat 的顶层容器，一个 Tomcat 实例中只有一个引擎。引擎通常用于配置全局的服务，如 SSL、JNDI、JMX 等。引擎中包含多个主机（Host）。
主机是 Tomcat 中的二级容器，每个主机都可以包含多个 Web 应用程序，每个应用程序都对应一个 Context 容器。主机可以独立配置，例如设置不同的虚拟主机名、默认的 Web 应用程序等。
处理器（Processor）
处理器是 Tomcat 中的请求处理组件，负责解析请求、调用容器处理请求、生成响应等。Tomcat 中有两种类型的处理器：Coyote 处理器和 JkHandler 处理器。
Coyote 处理器是 Tomcat 中默认的处理器，用于处理 HTTP 请求。Coyote 处理器使用多线程模型处理请求，具有较好的性能和可靠性。Coyote 处理器中的线程池称为 Worker 线程池，用于处理客户端请求。
JkHandler 处理器用于处理 AJP 请求，通常在 Apache HTTP Server 和 Tomcat 之间使用，可以实现 Web 服务器与 Servlet 容器的分离。JkHandler 处理器负责将 AJP 请求转发给 Coyote 处理器进行处理。
总结
以上是一个简单的 Tomcat Web 应用程序的示例，可以通过增加 Worker 线程池大小、调整连接器参数、使用反向代理等方法来提升性能。同时，在 Servlet/JSP 的编写中也可以采用一些优化策略来提升性能。
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