在上一篇文章 Tomcat——总体架构解析，我们学习了 Tomcat 整体架构，还知道了 Tomcat 是如何启动起来的,以及 Tomcat 的请求处理流程。今天我们来看下，如果优化 Tomcat。

启动优化

   关于如何让Tomcat 启动变快，官方网站有专门的文章来介绍这个话题 ，HowTo FasterStartUp – Apache Tomcat – Apache Software Foundation，推荐大家阅读下，但是其中很多的配置，已经不适用现有的 Spring Boot 内嵌式启动的方式，下面主要是 Spring Boot 使用方式优化启动速度的几条建议。

清理 JAR 文件

   删除所有不需要的 JAR 文件。JVM 的类加载器在加载类时，需要查找每一个JAR 文件，去找到所需要的类。如果删除了不需要的 JAR 文件，查找的速度就会快一些。需要注意的是我们的项目中不应该出现 Servlet API 或者 Tomcat 自身的 JAR，如果使用 Maven 来构建你的应用，对Servlet API 的依赖应该范围是 provided

<dependency>
    <groupId>javax.servlet</groupId>
    <artifactId>servlet-api</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

禁用 WebSocket 、JSP

   Tomcat 7.0.47 之后的版本, 会扫描 WebSocket 注解的API实现. 包括 @ServerEndpoint 注解的类, 以及实现了 ServerApplicationConfig 接口的类。如果项目中不需要使用 WebSockets, 则可以删除 WebSocket 相关的 jar 包 (websocket-api.jar、tomcat-websocket.jar)。或者设置containerSciFilter 属性

   Context 元素有一个 containerSciFilter 属性。 可以禁止 Tomcat 容器提供的插件功能: 如 WebSocket支持(Tomcat 7 及以后的版本可配置), JSP支持等(Tomcat 8 之后可配置)。

• WebSocket 相关的是: org.apache.tomcat.websocket.server.WsSci
• JSP相关的是：org.apache.jasper.servlet.JasperInitializer

@Component


public class MyTomcatCustomizer implements


        WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> {


    @Override


    public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) {


        factory.addContextCustomizers(new TomcatContextCustomizer() {

            @Override

            public void customize(Context context) {

                context.setContainerSciFilter("org.apache.tomcat.websocket.server.WsSci");
            }

        });

        factory.addContextCustomizers(new TomcatContextCustomizer() {
            @Override
            public void customize(Context context) {
                context.setContainerSciFilter("org.apache.jasper.servlet.JasperInitializer");
            }
        });
    }
}

禁止 Tomcat TLD 扫描

   Tomcat 为了支持JSP，在应用启动的时候会扫描JAR里的TLD文件，加载里面定义的tag libraries(标签库)，在 Tomcat 的启动日志里，你可能会碰到这种提示：

org.apache.jasper.servlet.TldScanner.scanJars At least one JAR was scanned for TLDs yet contained no TLDs. Enable debug logging for this logger for a complete list of JARs that were scanned but no TLDs were found in them. Skipping unneeded JARs during scanning can improve startup time and JSP compilation time.

   可以配置 JarScanFilter 在启动中禁止扫描

@Component


public class MyTomcatCustomizer implements


        WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> {


    @Override


    public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) {


        factory.addContextCustomizers(new TomcatContextCustomizer() {

            @Override

            public void customize(Context context) {

                ((StandardJarScanner) context.getJarScanner()).setScanManifest(false);
            }

        });

    }
}

性能优化

Tomcat 的关键指标

   在了解性能优化之前，我们先来看下Tomcat 的关键指标

   Tomcat 的关键指标有：吞吐量、响应时间、错误数、线程池、CPU 以及 JVM 内存 。前三个指标是我们最关心的业务指标 ，后面三个指标是跟系统资源有关的

线程池调优

   线程池的调优就是设置合理的线程池参数。我们先来看看 Tomcat 线程池中有哪些关键参数 ，Apache Tomcat 8 配置参考 – 执行器（线程池）

maxThreads

   每个传入的请求都由 Tomcat 中的一个线程处理。 maxThreads 可以设置最大线程数。如果 maxThreads 属性设置得太低，则请求需要等到线程可用于处理请求。这会增加请求的的响应时间。

   最大线程数取决于硬件及其拥有的 CPU 数量。硬件越好，处理器数量越多，Tomcat 需要支持的并发性就越大。一般建议在 500 ~ 800 ，最好的是根据自己的业务与配置反复压测调整，从而选择适合自己的以达到最优。

maxQueueSize

   建议使用默认值，除非在压测的过程发现了瓶颈。如果大量任务来不及处理都堆积在maxQueueSize 中，会导致内存耗尽，这个时候就需要设置一个限制。

minSpareThreads

   默认是 25 个线程，这个可以根据自己系统空闲度去适当的增加或者减少，从而减少线程池反复地创建和销毁线程的时间。

小结

   线程池的各种参数，其中最重要的参数是最大线程数 maxThreads。实际场景中，我们需要在理想值的基础上进行压测，来获得最佳线程数

IO 调优

   Tomcat 支持的 I/O 模型有：

• BIO: 阻塞IO，Java 提供的最基本的 IO 方式
• NIO：非阻塞 I/O，采用 Java NIO 类库实现。
• NIO2：异步 I/O，采用 JDK7 最新的 NIO2 类库实现。
• APR：采用 Apache 可移植运行库实现，是 C/C++ 编写的本地库

   我们通过官网的表格对比看下：The HTTP Connector

   在 Tomcat 8.0之前, 默认采用的I/O方式为BIO,之后改为NIO。无论NIO、NIO2还是APR,在性能方面均优于以往的BIO。如果采用APR,甚至可以达到接近于Apache HTTP Server的响应性能。

@Component


public class MyTomcatCustomizer implements


        WebServerFactoryCustomizer<TomcatServletWebServerFactory> {


    @Override


    public void customize(TomcatServletWebServerFactory factory) {


        //设置使用协议
        factory.setProtocol("org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol");
    }
}

内存调优

   Tomcat运行在Java虚拟机（JVM）之上。因此，内存调优就是 JVM 配置调优了。最常用的 JVM调优配置 ：

# 使用 server 编译器
-server 
# 将堆的初始值和最大值直接设置成对应的数值避免频繁GC
-Xms2048m -Xmx2048m

  其他的配置建议使用默认值，在实际工作中要根据具体的错误信息去分析背后的原因，尤其是内存不够时，需要生成 Heap Dump 来分析，看再去调整各种 JVM 参数。

网络优化

  先看下 Tomcat 几个比较关键的参数：Apache Tomcat 9 配置参考

DNS查找设置

  enableLookups： 是否反查域名，以返回远程主机的主机名，默认为 false。

  DNS 查找的成本很高，如果此值设置为 true，可能会使 Tomcat 看起来很慢。为了获得最佳性能，请将正在使用的所有连接器的 enableLookups 设置为 false

连接数设置

  maxConnections ：服务器将接受的最大连接数。当Tomcat 接收的连接数达到 maxConnections 时不会再从 队列中取走连接。

  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。

  Tomcat 的最大并发连接数等于maxConnections + acceptCount。为了获得最佳性能，请将 acceptCount 设置为足够大，以可以接收突发连接。如果值过低，客户端会触发 Connection reset 。如果该值过高，队列将占用额外的服务器内存。

缓冲区设置

  rxBufSize：套接字接收缓冲区

  txBufSize : 套接字接收缓冲区

  使用 NIO 和 NIO2 连接器时，您可以配置 Tomcat 使用的套接字读取缓冲区和写入缓冲区的大小。socket.rxBufSize 和 socket.txBufSize 的值越大，支持的吞吐量就越高

响应压缩

  ompression：是否对响应的数据进行 GZIP 压缩，off：禁止压缩；on：允许压缩；force：都进行压缩，默认值为off。

  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2048KB。

  compressableMimeType：压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩。

  通过在 SpringBoot 配置文件，配置可以开启压缩。压缩数据后可以有效的减少数据的大小，一般可以减小1/3左右，提升网络传输速度

# 开启Gzip压缩，默认只压缩超过2048字节的数据
server:
  compression:
    enabled: true
    mime-types: application/json

总结

  最后的话，本篇文章介绍的仅仅是性能优化很少的一部分。本质上性能优化的范围涵盖非常广，而且也是一个非常复杂的过程，除了应用服务器优化，还包缓存优化、操作系统优化、前端页面优化、网络优化等。针对具体的应用场景，其优化方式也会多种多样，这并不是一些通用的规则可以概括的。这里仅仅起到一个启发和引导的作用。

参考

• HowTo FasterStartUp – Apache Tomcat – Apache Software Foundation

• Apache Tomcat 9 Configuration Reference (9.0.76) – The HTTP Connector

• Tomcat架构解析