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Java虚拟机详解

什么是JAVA虚拟机

Java虚拟机是一个抽象的计算机，它可以执行Java字节码。Java虚拟机是Java平台的一部分，Java平台由Java语言、Java API和Java虚拟机组成。Java虚拟机的主要作用是将Java字节码转换为机器代码，并执行这些代码。

Java虚拟机的主要组成部分包括：

• 类加载器：负责加载Java类文件，并将其转换为Java虚拟机可以执行的格式。
• 执行引擎：负责执行Java字节码，并将其转换为机器代码。
• 垃圾回收器：负责管理内存，自动回收不再使用的对象。
• 运行时数据区：用于存储Java程序运行时所需的数据，包括方法区、堆、栈、本地方法栈和程序计数器等。

JAVA 如何做到跨平台

Java通过以下方式实现跨平台：

• Java虚拟机：Java程序在Java虚拟机上运行，不同平台的Java虚拟机可以执行相同的Java字节码。
• 一次编写，到处运行：Java程序只需编写一次，即可在任何支持Java虚拟机的平台上运行，无需重新编译。
• 标准库：Java提供了一套标准库，包含了各种常用的功能和API，开发者可以在不同平台上使用相同的代码。

虚拟机基本结构–了解

Java虚拟机的基本结构包括：

• 类加载器：负责加载Java类文件，并将其转换为Java虚拟机可以执行的格式。
• 执行引擎：负责执行Java字节码，并将其转换为机器代码。
• 垃圾回收器：负责管理内存，自动回收不再使用的对象。
• 运行时数据区：用于存储Java程序运行时所需的数据，包括方法区、堆、栈、本地方法栈和程序计数器等。

类加载子系统

• 类加载器是Java虚拟机的一部分，负责加载Java类文件，并将其转换为Java虚拟机可以执行的格式。
• 类加载器的主要任务包括：
• 加载类：从文件系统或网络中加载Java类文件，并将其转换为Java虚拟机可以执行的格式。
• 链接类：将加载的类与其他类进行链接，包括验证、准备和解析等步骤。
• 初始化类：对类进行初始化，包括执行静态变量的初始化和静态代码块的执行等。

Java堆

• Java堆是Java虚拟机的一部分，用于存储Java对象和数组。Java堆是Java虚拟机中最大的一块内存区域，所有的对象和数组都在这里分配内存。
• Java堆的主要特点包括：
• 共享：Java堆是所有线程共享的内存区域，所有线程都可以访问Java堆中的对象和数组。
• 动态分配：Java堆中的内存是动态分配的，当需要创建新的对象或数组时，Java虚拟机会在Java堆中分配内存。
• 垃圾回收：Java堆中的对象和数组会被垃圾回收器自动回收，不再使用的对象和数组会被自动清除。

Java的NIO库(直接内存)

• Java的NIO库（New Input/Output）提供了一种新的文件和网络I/O方式，支持非阻塞I/O操作。
• NIO库的主要特点包括：
• 通道（Channel）：NIO使用通道来读写数据，通道可以与文件、网络等进行交互。
• 缓冲区（Buffer）：NIO使用缓冲区来存储数据，数据在通道和缓冲区之间传输。
• 选择器（Selector）：NIO使用选择器来管理多个通道的I/O操作，支持非阻塞I/O。
• 直接内存：NIO支持直接内存访问，可以在Java堆外分配内存，提高I/O性能。
• 直接内存的主要特点包括：
• 高效：直接内存访问可以减少数据复制，提高I/O性能。
• 直接缓冲区：NIO提供了直接缓冲区，可以在Java堆外分配内存，提高I/O性能。
• 直接内存的使用需要注意内存管理，避免内存泄漏和溢出等问题。

垃圾回收系统

• 垃圾回收器是Java虚拟机的一部分，负责自动回收不再使用的对象和数组，释放内存。
• 垃圾回收的主要特点包括：
• 自动化：垃圾回收器自动检测不再使用的对象，无需手动释放内存。
• 标记-清除算法：垃圾回收器使用标记-清除算法来识别和回收不再使用的对象。
• 分代收集：垃圾回收器将对象分为新生代和老年代，采用不同的回收策略，提高回收效率。
• 垃圾回收的主要算法包括：
  • 标记-清除算法
  • 复制算法
  • 标记-整理算法

执行引擎

• 执行引擎是Java虚拟机的一部分，负责执行Java字节码，并将其转换为机器代码。
• 执行引擎的主要特点包括：
  • 解释执行：执行引擎可以逐条解释执行Java字节码，将其转换为机器代码。
  • 即时编译（JIT）：执行引擎可以将热点代码编译为机器代码，提高执行效率。
  • 优化：执行引擎可以对Java字节码进行优化，提高执行效率。

虚拟机堆内存结构

Java堆内存结构包括：

• 新生代：用于存储新创建的对象，采用复制算法进行垃圾回收。
• 老年代：用于存储长时间存活的对象，采用标记-清除算法进行垃圾回收。
• 永久代：用于存储类信息和常量池等数据，采用标记-清除算法进行垃圾回收。

Java堆内存结构的主要特点包括：

• 动态分配：Java堆中的内存是动态分配的，当需要创建新的对象或数组时，Java虚拟机会在Java堆中分配内存。
• 垃圾回收：Java堆中的对象和数组会被垃圾回收器自动回收，不再使用的对象和数组会被自动清除。

常用的JVM参数

跟踪JAVA虚拟机的垃圾回收

• -XX:+PrintGC：打印垃圾回收日志。
• -XX:+PrintGCDetails：打印垃圾回收的详细信息。
• -XX:+PrintGCTimeStamps：打印垃圾回收的时间戳。
• -XX:+UseGCLogFileRotation：启用垃圾回收日志文件轮转。
• -XX:NumberOfGCLogFiles：设置垃圾回收日志文件的数量。
• -XX:GCLogFileSize：设置垃圾回收日志文件的大小。
• -Xloggc:filename：设置垃圾回收日志文件的路径和名称。

在这里GC 日志格式支持 %p 和 %t 两个参数:

• %p：表示进程ID
• %t：表示当前时间

开启gc日志

• -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/data0/logs/gc-%t.log

配置JAVA虚拟机的堆空间

• -Xms：设置Java堆的初始大小。
• -Xmx：设置Java堆的最大大小。
• -Xmn：设置新生代的大小。
• -XX:NewRatio：设置新生代和老年代的比例。
• -XX:SurvivorRatio：设置Eden区和Survivor区的比例。
• -XX:MaxTenuringThreshold：设置对象在新生代中存活的最大次数。

实际生产环境中， 我们通常将初始化堆(-Xms) 和 最大堆(-Xmx) 设置为一样大，两个不超过物理内存的一半。以避免程序频繁的申请堆空间。

vim catalina.sh

JAVA_OPTS="-server -Xms2048m -Xmx2048m  -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/data0/logs/gc-%t.log"

创建gc日志存放路径

mkdir /data0/logs/ -p  

安装 Tomcat & JDK

安装JDK

下载安装包

wget https://cdn.azul.com/zulu/bin/zulu11.70.19-ca-jdk11.0.19-linux_x64.tar.gz

解压安装包

tar -zxvf zulu11.70.19-ca-jdk11.0.19-linux_x64.tar.gz -C /usr/local/

配置环境变量

vim /etc/profile

export JAVA_HOME=/usr/local/zulu11.70.19-ca-jdk11.0.19-linux_x64
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
source /etc/profile

验证安装是否成功

java -version

安装Tomcat

下载安装包

wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-9/v9.0.73/apache-tomcat-9.0.73.tar.gz

解压安装包

tar -zxvf apache-tomcat-9.0.73.tar.gz -C /usr/local/

配置环境变量（可选）

vim /etc/profile

export CATALINA_HOME=/usr/local/apache-tomcat-9.0.73
export PATH=$CATALINA_HOME/bin:$PATH

启动Tomcat

启动Tomcat

cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
./startup.sh

访问Tomcat

在浏览器中输入http://localhost:8080， 如果能看到Tomcat的欢迎页面，说明Tomcat安装成功。

JVM 运维实用排障工具

java常用的指令

• jps # 查看当前运行的java进程
• jstat # 查看java进程的内存使用情况
• jmap # 查看java进程的堆内存使用情况
• jstack # 查看java进程的线程堆栈信息
• jinfo # 查看java进程的配置信息
• jcmd # 执行java进程的命令
• jconsole # 监控java进程的内存使用情况
• jvisualvm # 可视化监控java进程的内存使用情况
• jhat # 查看java进程的堆内存使用情况
• jstatd # 远程监控java进程的内存使用情况
• jmap -heap # 查看java进程的堆内存使用情况
• jmap -histo # 查看java进程的堆内存使用情况

jps

jps命令用于查看当前运行的java进程，输出格式如下：

PID   COMMAND             CLASS            JAR
1234  org.apache.catalina.startup.Bootstrap  org.apache.catalina.startup.Bootstrap  /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin/bootstrap.jar

jps命令的常用参数：

• -l：显示完整的类名和JAR包名。
• -m：显示main方法的参数。
• -v：显示JVM参数。
• -q：只显示PID。

jps命令的使用示例：

jps -l 
# 显示完整的类名和JAR包名
jps -m 
# 显示main方法的参数
jps -v 
# 显示JVM参数
jps -q 
# 只显示PID

jstat

jstat命令用于查看java进程的内存使用情况，输出格式如下：

S0C    S1C    S0U    S1U    EC     EU     OC     OU     MC     MU     CCSC   CCSU   YGC   YGCT  FGC   FGCT  GCT
1024   1024   0      0      8192   8192   8192   8192   1024   1024   256    256    1     0.001  0     0.000 0.001

jstat命令的常用参数：

• -gc：查看Java堆的使用情况。
• -gccapacity：查看Java堆的容量。
• -gcnew：查看新生代的使用情况。
• -gcold：查看老年代的使用情况。

jstat命令的使用示例：

jstat -gc <pid> 
# 查看Java堆的使用情况
jstat -gccapacity <pid> 
# 查看Java堆的容量
jstat -gcnew <pid> 
# 查看新生代的使用情况
jstat -gcold <pid> 
# 查看老年代的使用情况
jstat -gcmetacapacity <pid> 
# 查看元空间的容量
jstat -gccapacity <pid> 
# 查看Java堆的容量

jstack

jstack命令用于查看java进程的线程堆栈信息，输出格式如下：

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f8c4c001800 nid=0x1a03 runnable [0x00007f8c4c7ff000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLEat java.base/java.lang.Object.wait(Native Method)at java.base/java.lang.Object.wait(Object.java:328)at java.base/java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:155)at java.base/java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:176)at org.apache.catalina.loader.WebappClassLoaderBase.clearReferences(WebappClassLoaderBase.java:2003)

jstack命令的常用参数：

• -l：显示锁的信息。
• -m：显示本地方法的堆栈信息。
• -h：显示帮助信息。

jstack命令的使用示例：

jstack <pid> 
# 查看java进程的线程堆栈信息
jstack -l <pid> 
# 显示锁的信息
jstack -m <pid> 
# 显示本地方法的堆栈信息
jstack -h 
# 显示帮助信息

jmap

jmap命令用于查看java进程的堆内存使用情况，输出格式如下：

            num     #instances         #bytes  class name1:           1          12345678  com.example.MyClass2:           2          23456789  java.lang.String3:           3          34567890  java.lang.Integer

jmap命令的常用参数：

• -heap：查看Java堆的使用情况。
• -histo：查看Java堆的类实例信息。
• -dump：导出Java堆的快照文件。

jmap命令的使用示例：

jmap -heap <pid> 
# 查看Java堆的使用情况
jmap -histo <pid> 
# 查看Java堆的类实例信息
jmap -dump:live,format=b,file=heapdump.hprof <pid>
# 导出Java堆的快照文件
jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof <pid> 
# 导出Java堆的快照文件

Tomcat 基础 JDK

Tomcat好帮手—JDK

• JDK是 Java 语言的软件开发工具包，JDK是整个java开发的核心，它包含JAVA工具还包括完整的 JRE（Java Runtime Environment）Java运行环境，包括了用于产品环境的各种库类，以及给开发人员使用的补充库。
• JDK是Java开发的基础，Tomcat是Java Web应用程序的服务器，Tomcat依赖于JDK来运行和管理Java Web应用程序。
• Tomcat是一个开源的Java Servlet容器和Web服务器，支持Java EE规范，提供了Servlet、JSP、EL和WebSocket等功能。Tomcat是Java Web应用程序的标准服务器，广泛用于开发和部署Java Web应用程序。

JDK包含了一批用于Java开发的组件，其中包括：

• javac：编译器，将后缀名为.java的源代码编译成后缀名为“.class”的字节码
• java：运行工具，运行.class的字节码
• jar：打包工具，将相关的类文件打包成一个文件
• javadoc：文档生成器，从源码注释中提取文档，注释需匹配规范
• jdb debugger：调试工具
• jps：显示当前java程序运行的进程状态
• extcheck：一个检测jar包冲突的工具
• apt：注释处理工具
• jhat：java堆分析工具
• jstack：栈跟踪程序
• idlj：IDL-to-Java编译器。将IDL语言转化为java文件
• jrunscript：命令行脚本运行
• war–需要使用tomcat jar–代码里面集成了tomcat，部署一个jdk
• war传统的包， jar一般属于微服务系列------ jdk

企业 Tomcat 运维

Tomcat 简介

• Tomcat是一个开源的Java Servlet容器和Web服务器，支持Java EE规范，提供了Servlet、JSP、EL和WebSocket等功能。Tomcat是Java Web应用程序的标准服务器，广泛用于开发和部署Java Web应用程序。
• Tomcat是Apache软件基金会的一个项目，最初由Sun Microsystems开发，后来被Apache软件基金会接管。Tomcat是Java EE的参考实现，支持Servlet、JSP、EL和WebSocket等规范。
• Tomcat是一个轻量级的Web服务器，适合用于开发和测试Java Web应用程序。Tomcat可以与其他Web服务器（如Apache HTTP Server、Nginx等）结合使用，提供更高的性能和可扩展性。
• Tomcat是一个跨平台的Web服务器，可以在Windows、Linux、macOS等操作系统上运行。Tomcat支持多种协议，包括HTTP、HTTPS、AJP等，可以与其他Web服务器和应用程序服务器结合使用。
• Tomcat是一个开源的Web服务器，遵循Apache许可证2.0，允许用户自由使用、修改和分发。Tomcat是一个活跃的开源项目，拥有大量的社区支持和文档资源。
• 解析java代码： JAVA容器，WEB容器，WEB中间件:
  java容器：JVM
  WEB容器：Tomcat
  WEB中间件：Tomcat+JVM
  Tomcat,JBOSS、resin、weblogic等 —解析动态页面/Weblogic —收费。

安装Tomcat & JDK

• 安装时候选择tomcat软件版本要与程序开发使用的版本一致。jdk版本要进行与tomcat保持一致。

Tomcat主目录介绍

• bin：存放Tomcat的启动和关闭脚本
• conf：存放Tomcat的配置文件
• lib：存放Tomcat的核心类库
• logs：存放Tomcat的日志文件
• webapps：存放Web应用程序的目录
• work：存放Tomcat编译后的JSP文件和Servlet类文件
• temp：存放临时文件

webapps目录介绍

• ROOT：默认的Web应用程序，访问http://localhost:8080时显示的页面
• examples：Tomcat自带的示例应用程序
• manager：Tomcat的管理界面，用于管理Web应用程序
• host-manager：Tomcat的虚拟主机管理界面
• docs：Tomcat的文档目录

Tomcat配置文件目录介绍（conf）

• server.xml：Tomcat的主配置文件，配置服务器的基本信息
• web.xml：Tomcat的全局配置文件，配置Web应用程序的基本信息
• context.xml：Tomcat的上下文配置文件，配置Web应用程序的上下文信息
• tomcat-users.xml：Tomcat的用户管理配置文件，配置用户和角色信息
• catalina.policy：Tomcat的安全策略配置文件，配置Java安全策略
• catalina.properties：Tomcat的属性配置文件，配置Tomcat的基本属性

Tomcat的管理

• 启动程序
  cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
  ./startup.sh
• 关闭程序
  cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
  ./shutdown.sh
• 重启程序
  cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
  ./shutdown.sh
  ./startup.sh

端口:8080

• Tomcat默认使用8080端口，可以通过修改server.xml文件中的Connector元素来更改端口号。

server.xml配置文件

• server.xml是Tomcat的主配置文件，位于conf目录下。该文件主要用于配置Tomcat的基本信息，包括端口、连接器、虚拟主机等信息。以下是server.xml文件中一些重要元素的说明：
• ：配置Tomcat的连接器，包括协议、端口、最大线程数等信息。
• ：配置虚拟主机，包括主机名、应用程序目录等信息。
• ：配置Web应用程序的上下文信息，包括路径、文档根目录等信息。
• ：配置Tomcat的引擎，包括名称、默认虚拟主机等信息。
• ：配置Tomcat的安全域，包括用户和角色信息。

WEB站点部署

上线的代码有两种方式：

            - 第一种方式是直接将程序目录放在webapps目录下面- 第二种方式是将程序打包成WAR包，放在webapps目录下面

使用war包部署web站点

• 将war包放在webapps目录下面，Tomcat会自动解压缩war包，并将其部署为Web应用程序。
• 访问http://localhost:8080/yourapp即可访问Web应用程序。

手动解压war包

• 将war包放在webapps目录下面，使用unzip命令解压缩war包。
• 访问http://localhost:8080/yourapp即可访问Web应用程序。

自定义默认网站目录

修改server.xml文件

• 找到元素，修改appBase属性为自定义的目录。
• 修改元素，修改path属性为自定义的路径。

修改web.xml文件

• 找到元素，修改url-pattern属性为自定义的路径。

重启Tomcat

cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
./shutdown.sh
./startup.sh

Tomcat多实例配置

多实例（多进程）：同一个程序启动多次，分为两种情况:

• 第一种情况是使用不同的配置文件启动多个Tomcat实例。
• 第二种情况是使用相同的配置文件，但指定不同的端口号启动多个Tomcat实例。

多实例配置

• 复制Tomcat目录，修改目录名称。
• 例如，将/usr/local/apache-tomcat-9.0.73复制为/usr/local/apache-tomcat-9.0.73-1。
• 修改conf/server.xml文件中的端口号。
• 修改Connector元素中的port属性为不同的端口号。
• 修改元素中的appBase属性为不同的目录。
• 修改conf/web.xml文件中的上下文路径。
• 修改元素中的url-pattern属性为不同的路径。
• 修改conf/context.xml文件中的上下文路径。
• 修改元素中的path属性为不同的路径。
• 修改bin/catalina.sh文件中的JAVA_HOME和CATALINA_HOME变量。
• 修改JAVA_HOME变量为JDK的安装路径。
• 修改CATALINA_HOME变量为Tomcat的安装路径。
• 启动多个Tomcat实例。

cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin
./startup.sh
cd /usr/local/apache-tomcat-9.0.73-1/bin
./startup.sh

tomcat反向代理集群

反向代理集群

• 反向代理集群是指将多个Tomcat实例通过反向代理服务器（如Nginx、Apache HTTP Server等）进行负载均衡和高可用性配置。
• 反向代理集群的主要优点包括：
• 提高性能：通过负载均衡，将请求分发到多个Tomcat实例，提高系统性能。
• 提高可用性：通过高可用性配置，当一个Tomcat实例出现故障时，其他实例可以继续提供服务。
• 提高安全性：通过反向代理服务器，可以隐藏Tomcat实例的真实地址，提高系统安全性。

Nginx反向代理集群配置

安装Nginx

yum install nginx -y

创建upstream配置文件:

vim /etc/nginx/conf.d/upstream.conf

upstream tomcat {server 192.168.233.129:8080;server 192.168.233.129:8081;}

创建nginx配置文件:

vim /etc/nginx/conf.d/tomcat.conf

server {listen 80;server_name localhost;location / {proxy_pass http://tomcat;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;}
}

Tomcat安全优化

telnet 管理端口保护（强制）

类别

• telnet管理端口保护

配置内容及说明

• 修改默认的8005管理端口为不易猜测的端口（大于1024）；
• 修改SHUTDOWN指令为其他字符串；
• 修改CATALINA_HOME/bin/catalina.sh文件中的JAVA_OPTS变量，添加-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom参数。
• 修改CATALINA_HOME/conf/server.xml文件中的元素，添加address属性，限制访问IP地址。

标准配置

vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/conf/server.xml

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN" >

备注

• 8005端口是Tomcat的管理端口，默认情况下是可以被外部访问的，建议修改为不易猜测的端口。
• SHUTDOWN指令是Tomcat的关闭指令，默认情况下是可以被外部访问的，建议修改为其他字符串。
• Djava.security.egd=file:/dev/./urandom参数是为了提高随机数生成器的性能，避免阻塞。
• address属性限制访问IP地址，可以设置为本地IP地址或内网IP地址，避免外部访问。
• 以上配置项的配置内容只是建议配置，可以按照服务实际情况进行合理配置，但要求端口配置在8000~8999之间；

ajp 连接端口保护（推荐）

类别

• ajp连接端口保护

配置内容及说明

• 修改默认的8009连接端口为不易猜测的端口（大于1024）；2.修改CATALINA_HOME/conf/server.xml文件中的元素，添加secret属性，限制访问IP地址。

标准配置

vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/conf/server.xml

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" secret="123456" />

备注

• 8009端口是Tomcat的ajp连接端口，默认情况下是可以被外部访问的，建议修改为不易猜测的端口。
• secret属性是Tomcat的ajp连接密码，默认情况下是可以被外部访问的，建议修改为其他字符串。
• address属性限制访问IP地址，可以设置为本地IP地址或内网IP地址，避免外部访问。
• 以上配置项的配置内容仅为建议配置，请按照服务实际情况进行合理配置，但要求端口配置在8000~8999之间；；保护此端口的目的在于防止线下的测试流量被mod_jk转发至线上tomcat服务器；

禁用管理端（强制）

类别

• 禁用管理端

配置内容及说明

• 删除默认的{Tomcat安装目录}/conf/tomcat-users.xml文件，重启tomcat后将会自动生成新的文件；2. 删除{Tomcat安装目录}/webapps下默认的所有目录和文件；3.将tomcat 应用根目录配置为tomcat安装目录以外的目录；

标准配置

vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/conf/web.xml

<Context antiResourceLocking="false" privileged="true"><WatchedResource>WEB-INF/web.xml</WatchedResource><Parameter name="org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE" value="false" override="false"/><Parameter name="org.apache.catalina.startup.EXIT_ON_INIT_FAILURE" value="false" override="false"/>
</Context>

备注

• 禁用Tomcat的管理端口，防止外部访问。
• 以上配置项的配置内容仅为建议配置，请按照服务实际情况进行合理配置；
• 对于前段web模块，Tomcat管理端属于tomcat的高危安全隐患，一旦被攻破，黑客通过上传web shell的方式将会直接取得服务器的控制权，后果极其严重；

降权启动（强制）

类别

• 降权启动

配置内容及说明

• 修改Tomcat的启动用户为非root用户；2.修改Tomcat的安装目录和工作目录的权限为非root用户；

标准配置

vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/bin/catalina.sh

#!/bin/sh
export CATALINA_HOME=/usr/local/apache-tomcat-9.0.73
export CATALINA_BASE=/usr/local/apache-tomcat-9.0.73

备注

• Tomcat的默认启动用户是root，建议修改为非root用户。
• Tomcat的安装目录和工作目录的权限是root，建议修改为非root用户。
• 以上配置项的配置内容仅为建议配置，请按照服务实际情况进行合理配置；
• 对于前段web模块，Tomcat管理端属于tomcat的高危安全隐患，一旦被攻破，黑客通过上传web shell的方式将会直接取得服务器的控制权，后果极其严重；

访问日志格式规范（推荐）

类别

• 访问日志格式规范

配置内容及说明

• 修改CATALINA_HOME/conf/server.xml文件中的元素，添加Valve元素，配置访问日志格式。

标准配置

vim /usr/local/apache-tomcat-9.0.73/conf/server.xml

<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true"><Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"directory="logs"prefix="localhost_access_log."suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
</Host>

备注

• 访问日志格式规范，建议使用Common Log Format（CLF）或Combined Log Format（CLF）。
• 以上配置项的配置内容仅为建议配置，请按照服务实际情况进行合理配置；

隐藏版本号

类别

• 隐藏版本号

配置内容及说明

1.修改CATALINA_HOME/conf/web.xml文件中的<servlet>元素，添加init-param元素，配置隐藏版本号。

标准配置

 <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve" directory="logs"prefix="localhost_access_log" suffix=".txt"pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b" />
<Valve className="org.apache.catalina.valves.ErrorReportValve" showReport="false" showServerInfo="false" />

备注

• 隐藏Tomcat的版本号，防止外部攻击。
• 以上配置项的配置内容仅为建议配置，请按照服务实际情况进行合理配置；

Tomcat性能优化

Tomcat性能优化

• Tomcat的性能优化主要包括以下几个方面：
• JVM参数优化：根据实际情况调整JVM参数，提高Java虚拟机的性能。
• Tomcat参数优化：根据实际情况调整Tomcat的参数，提高Tomcat的性能。
• Web应用程序优化：根据实际情况优化Web应用程序，提高Web应用程序的性能。
• 数据库连接池优化：根据实际情况调整数据库连接池的参数，提高数据库连接池的性能。
• 缓存优化：根据实际情况调整缓存的参数，提高缓存的性能。

上策：优化代码

• 该项需要开发经验足够丰富，对开发人员要求较高。

中策：jvm优化机制 垃圾回收机制把不需要的内存回收

• 垃圾回收机制：Java虚拟机自动管理内存，定期回收不再使用的对象和数组。
• 垃圾回收算法：Java虚拟机使用多种垃圾回收算法，包括标记-清除算法、复制算法、标记-整理算法等。
• 垃圾回收器：Java虚拟机使用多种垃圾回收器，包括串行垃圾回收器、并行垃圾回收器、CMS垃圾回收器等。

内存配置优化

• -Xms：设置Java堆的初始大小。# 初始堆和最大堆设为相同值，避免动态调整开销
• -Xmx：设置Java堆的最大大小。# 初始堆和最大堆设为相同值，避免动态调整开销
• -Xmn：设置新生代的大小。 # 年轻代大小（建议占堆的 1/3 到 1/2）
• -XX:NewRatio：设置新生代和老年代的比例。
• -XX:SurvivorRatio：设置Eden区和Survivor区的比例。
• -XX:MaxTenuringThreshold：设置对象在新生代中存活的最大次数。
  堆总大小不超过物理内存的 60%~70%（预留内存给其他进程和堆外内存）。
  年轻代大小根据对象存活率调整：短生命周期对象多则增大年轻代。

堆外内存管理

• 设置 -XX:MaxDirectMemorySize 的原则
• 默认值
• 如果不显式设置 -XX:MaxDirectMemorySize，默认值为 -Xmx（最大堆内存）减去一个 JVM 内部开销。
• 例如，-Xmx4g 时，默认直接内存约为 4GB
• 建议值
• 一般场景：设置为堆内存的 1/4 到 1/2
• 例如，堆内存为 4GB 时，直接内存可设置为 1GB 到 2GB。
• 高 I/O 场景：如果应用大量使用 NIO 或 Netty，可适当增大直接内存。
• 例如，堆内存为 8GB 时，直接内存可设置为 2GB 到 4GB。
• 低内存场景：如果物理内存有限，需严格控制直接内存大小。
• 例如，堆内存为 2GB 时，直接内存可设置为 512MB。

容器环境优化

• 适配容器内存限制
• 参数
• -XX:+UseContainerSupport # 启用容器支持（JDK 8u191+）
• -XX:MaxRAMPercentage=75.0 # 限制 JVM 使用容器内存的 75%
• 避免 OOM Killer：在 Docker 中设置内存限制略大于 JVM 堆（如 -m 5g 对应 -Xmx4g）

下策：加足够大的内存

• 物理内存：根据实际情况增加物理内存，提高系统性能。
• 虚拟内存：根据实际情况增加虚拟内存，提高系统性能。
• 硬盘：根据实际情况增加硬盘，提高系统性能。
• CPU：根据实际情况增加CPU，提高系统性能。
• 网络：根据实际情况增加网络带宽，提高系统性能。