在目前流行的互联网架构中，Tomcat在目前的网络编程中是举足轻重的，由于Tomcat的运行依赖于JVM，从虚拟机的角度把Tomcat的调整分为外部环境调优 JVM 和 Tomcat 自身调优两部分
一 jvm 组成
（一）JVM组成部分
- 类加载子系统: 使用Java语言编写.java Source Code文件，通过javac编译成.class Byte Code文件。class loader类加载器将所需所有类加载到内存，必要时将类实例化成实例
- 运行时数据区: 最消耗内存的空间,需要优化
- 执行引擎: 包括JIT (JustInTimeCompiler)即时编译器, GC垃圾回收器
- 本地方法接口: 将本地方法栈通过JNI(Java Native Interface)调用Native Method Libraries, 比如:C,C++库等,扩展Java功能,融合不同的编程语言为Java所用
（二） JVM运行时数据区域由下面部分构成
1， 架构图
2， 文字具体解释
- Method Area (线程共享)：方法区是所有线程共享的内存空间，存放已加载的类信息(构造方法,接口定义),常量(final),静态变量(static), 运行时常量池等。但实例变量存放在堆内存中. 从JDK8开始此空间由永久代改名为元空间 （理解为存共享 资源 比如源代码 ）
- heap (线程共享)：堆在虚拟机启动时创建,存放创建的所有对象信息。如果对象无法申请到可用内存将抛出OOM异常.堆是靠GC垃圾回收器管理的,通过-Xmx -Xms 指定最大堆和最小堆空间大小 （理解为堆 理解为图纸 进程如果开启多线程 剩下的线程按照线程1 复制 ）
- Java stack (线程私有)：Java栈是每个线程会分配一个栈，存放java中8大基本数据类型,对象引用,实例的本地变量,方法参数和返回值等,基于FILO()（First In Last Out）,每个方法为一个栈帧 1 50 %
- Program Counter Register (线程私有)：PC寄存器就是一个指针,指向方法区中的方法字节码,每一个线程用于记录当前线程正在执行的字节码指令地址。由执行引擎读取下一条指令.因为线程需要切换，当一个线程被切换回来需要执行的时候，知道执行到哪里了
- Native Method stack (线程私有)：本地方法栈为本地方法执行构建的内存空间，存放本地方法执行时的局部变量、操作数等。 （理解为 存每个线程的 私有的东西 ）
- Program Counter Registers(计数器)： 线程 被使用的次数
(三) 虚拟机
目前Oracle官方使用的是HotSpot， 它最早由一家名为"Longview Technologies"公司设计，使用了很多优秀的设计理念和出色的性能，1997年该公司被SUN公司收购。后来随着JDK一起发布了HotSpot VM。目前HotSpot是最主要的 JVM。
安卓程序需要运行在JVM上，而安卓平台使用了Google自研的Java虚拟机——Dalvid，适合于内存、处理器能力有限系统。
在堆内存中如果创建的对象不再使用,仍占用着内存,此时即为垃圾.需要即使进行垃圾回收,从而释放内存空间给其它对象使用
其实不同的开发语言都有垃圾回收问题,C,C++需要程序员人为回收,造成开发难度大,容易出错等问题,但执行效率高,而JAVA和Python中不需要程序员进行人为的回收垃圾,而由JVM或相关程序自动回收垃圾,减轻程序员的开发难度,但可能会造成执行效率低下
堆内存里面经常创建、销毁对象，内存也是经常被使用、被释放。如果不妥善处理，一个使用频繁的进程，可能会出现虽然有足够的内存容量，但是无法分配出可用内存空间，因为没有连续成片的内存了，内存全是碎片化的空间。
所以需要有合适的垃圾回收机制,确保正常释放不再使用的内存空间,还需要保证内存空间尽可能的保持一定的连续
java 什么是垃圾 没有被使用的进程 线程
二 垃圾回收
（一） 对于垃圾回收,需要解决三个问题
- 哪些是垃圾要回收 A计数法（计数为0 就是垃圾） B根搜索法（具体是谁在用 这个进程）
- 怎么回收垃圾
- 什么时候回收垃圾
（二） 垃圾确定方法
- 引用计数: 每一个堆内对象上都与一个私有引用计数器，记录着被引用的次数，引用计数清零，该对象所占用堆内存就可以被回收。循环引用的对象都无法将引用计数归零，就无法清除。Python中即使用此种方式。 简单来说就是有个笔记本，记录有没有人在用，缺陷，AB 资源互相调用
- 根搜索(可达)算法 Root Searching 找进程/线程 的人为指定的 根
（三） 垃圾回收基本算法
图片示例 蓝色为有用 黄色为垃圾
1, 标记-清除 Mark-Sweep
标记-清除最大的问题会造成内存碎片,但是不浪费空间,效率较高(如果对象较多,逐一删除效率也会影响)
内存 必须要连续的 空间才能用
这样你清楚 50G 但 50G 文件也进不来
2，标记压缩 (压实)Mark-Compact
分垃圾标记阶段和内存整理阶段。标记阶段，找到所有可访问对象打个标记。内存清理阶段时，整理时将对象向内存一端移动，整理后存活对象连续的集中在内存一端。
标记-压缩算法好处是整理后内存空间连续分配，有大段的连续内存可分配，没有内存碎片。缺点是内存整理过程有消耗,效率相对低下
3，复制 Copying
内存分为两个区 from区 to区
名字不一样 其他都一样
好的进程 复制到一边 另一边直接大扫除 下次
好的进程再复制到另一方 再大扫除
缺点是比较浪费内存，只能使用原来一半内存，因为内存对半划分了，复制过程毕竟也是有代价。好处是没有碎片，复制过程中保证对象使用连续空间,且一次性清除所有垃圾,所以效率很高。
4, 多种算法总结
没有最好的算法,在不同场景选择最合适的算法
- 效率: 复制算法>标记清除算法> 标记压缩算法
- 内存整齐度: 复制算法=标记压缩算法> 标记清除算法
- 内存利用率: 标记压缩算法=标记清除算法>复制算法
5, STW
对于大多数垃圾回收算法而言，GC线程工作时，停止所有工作的线程，称为Stop The World。GC 完成时，恢复其他工作线程运行。这也是JVM运行中最头疼的问题。
三 分代堆内存GC策略
（一） 堆内存分代
上述垃圾回收算法都有优缺点，能不能对不同数据进行区分管理，不同分区对数据实施不同回收策略，分而治之
将heap内存空间分为三个不同类别: 年轻代、老年代、持久代
1， 架构图
2， heap 堆
Heap堆内存分为 年轻代Young：Young Generation
老年代Tenured：Old Generation, 长时间存活的对象
2.1 年轻代
伊甸园区eden: 只有一个,刚刚创建的对象
幸存(存活)区Servivor Space：有2个幸存区，一个是from区，一个是to区。大小相等、地位相同、可互换。
from 指的是本次复制数据的源区
to 指的是本次复制数据的目标区
2.2 老年代
长时间存活的对象
3， 规律 比例
默认空间大小比例:
（二） 年轻代回收Minor GC
1， 过程
- 起始时，所有新建对象(特大对象直接进入老年代)都出生在eden，当eden满了，启动**GC。这个称为Young GC 或者 Minor GC。
- 先标记eden存活对象，然后将存活对象复制到s0（假设本次是s0，也可以是s1，它们可以调换），eden剩余所有空间都清空。GC完成。
- 继续新建对象，当eden再次满了，启动GC。
- 先同时标记eden和s0中存活对象，然后将存活对象复制到s1。将eden和s0清空,此次GC完成
- 继续新建对象，当eden满了，启动GC。
- 先标记eden和s1中存活对象，然后将存活对象复制到s0。将eden和s1清空,此次GC完成以后就重复上面的步骤。
2， 注意事项
通常场景下,大多数对象都不会存活很久，而且创建活动非常多，新生代就需要频繁垃圾回收。但是，如果一个对象一直存活，它最后就在from、to来回复制，如果from区中对象复制次数达到阈值(默认15次,CMS为6次,可通过java的选项 -XX:MaxTenuringThreshold=N 指定)，就直接复制到老年代。
（三） 老年代回收 Major GC
进入老年代的数据较少，所以老年代区被占满的速度较慢，所以垃圾回收也不频繁。如果老年代也满了,会触发老年代GC,称为Old GC或者 Major GC。
由于老年代对象一般来说存活次数较长，所以较常采用标记-压缩算法。
当老年代满时,会触发 Full GC,即对所有"代"的内存进行垃圾回收
Minor GC比较频繁，Major GC较少。但一般Major GC时，由于老年代对象也可以引用新生代对象，所以先进行一次Minor GC，然后在Major GC会提高效率。可以认为回收老年代的时候完成了一次Full GC。所以可以认为 MajorGC = FullGC
四 java 内存调整相关参数
（一） JVM 内存常用相关参数
1， 官方文档 帮助
Java 命令行参考文档: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
帮助：man java
2， 选项分类
- -选项名称 此为标准选项,所有HotSpot都支持
- -X选项名称 为稳定的非标准选项
- -XX:选项名称 非标准的不稳定选项，下一个版本可能会取消
2.1 常用选项
建议把 Xms Xmx 调成一样 初始值和最大值
| 参数 | 说明 | 举例 |
| -Xms | 设置应用程序初始使用的堆内存大小（年轻代+老年代） | -Xms2g |
| -Xmx | 设置应用程序能获得的最大堆内存早期JVM不建议超过32G，内存管理效率下降 | -Xms4g |
| -XX:NewSize | 设置初始新生代大小 | -XX:NewSize=128m |
| -XX:MaxNewSize | 设置最大新生代内存空间 | -XX:MaxNewSize=256m |
| -Xmnsize | 同时设置-XX:NewSize 和 -XX:MaxNewSize，代 | -Xmn1g |
| -XX:NewRatio | 以比例方式设置新生代和老年代 | -XX:NewRatio=2new/old=1/2 |
| -XX:SurvivorRatio | 以比例方式设置eden和survivor(S0或S1） | -XX:SurvivorRatio=6eden/survivor=6/1new/survivor=8/1 |
| -Xss | 设置每个线程私有的栈空间大小,依据具体线程 | -Xss256k |
2.2 标准选项
[root@localhost ~]#java 用法: java [-options] class [args...] (执行类) 或 java [-options] -jar jarfile [args...] (执行 jar 文件) 其中选项包括: -d32 使用 32 位数据模型 (如果可用) -d64 使用 64 位数据模型 (如果可用) -server 选择 "server" VM 默认 VM 是 server, 因为您是在服务器类计算机上运行。 -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径> -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径> 用 : 分隔的目录, JAR 档案 和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。 -D<名称>=<值> 设置系统属性 -verbose:[class|gc|jni] 启用详细输出 -version 输出产品版本并退出 -version:<值> 警告: 此功能已过时, 将在 未来发行版中删除。 需要指定的版本才能运行 -showversion 输出产品版本并继续 -jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search 警告: 此功能已过时, 将在 未来发行版中删除。 在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE -? -help 输出此帮助消息 -X 输出非标准选项的帮助 -ea[:<packagename>...|:<classname>] -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>] 按指定的粒度启用断言 -da[:<packagename>...|:<classname>] -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>] 禁用具有指定粒度的断言 -esa | -enablesystemassertions 启用系统断言 -dsa | -disablesystemassertions 禁用系统断言 -agentlib:<libname>[=<选项>] 加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof 另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help -agentpath:<pathname>[=<选项>] 按完整路径名加载本机代理库 -javaagent:<jarpath>[=<选项>] 加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument -splash:<imagepath> 使用指定的图像显示启动屏幕 有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。
2.3 非标准的稳定选项
[root@localhost ~]#java -X -Xmixed 混合模式执行 (默认) -Xint 仅解释模式执行 -Xbootclasspath:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件> 设置搜索路径以引导类和资源 -Xbootclasspath/a:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件> 附加在引导类路径末尾 -Xbootclasspath/p:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件> 置于引导类路径之前 -Xdiag 显示附加诊断消息 -Xnoclassgc 禁用类垃圾收集 -Xincgc 启用增量垃圾收集 -Xloggc:<file> 将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳) -Xbatch 禁用后台编译 -Xms<size> 设置初始 Java 堆大小 -Xmx<size> 设置最大 Java 堆大小 -Xss<size> 设置 Java 线程堆栈大小 -Xprof 输出 cpu 配置文件数据 -Xfuture 启用最严格的检查, 预期将来的默认值 -Xrs 减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档) -Xcheck:jni 对 JNI 函数执行其他检查 -Xshare:off 不尝试使用共享类数据 -Xshare:auto 在可能的情况下使用共享类数据 (默认) -Xshare:on 要求使用共享类数据, 否则将失败。 -XshowSettings 显示所有设置并继续 -XshowSettings:all 显示所有设置并继续 -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续 -XshowSettings:properties 显示所有属性设置并继续 -XshowSettings:locale 显示所有与区域设置相关的设置并继续 -X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。
有不稳定选项的当前生效值
[root@centos7 ~]#java -XX:+PrintFlagsFinal
查看所有不稳定选项的默认值
[root@centos7 ~]#java -XX:+PrintFlagsInitial
3， 示例
3.1 指定jvm 内存空间
这是当前 环境变量
3.2 查看 oom
JDK工具监控使用情况
把 图形界面 利用真机调出来
五 Tomcat的JVM参数设置
1. 代码
默认不指定，-Xmx大约使用了1/4的内存，当前本机内存指定约为1G。
在bin/catalina.sh中增加一行
...... 118行 # OS specific support. $var _must_ be set to either true or false. #添加下面一行 JAVA_OPTS="-server -Xms128m -Xmx512m -XX:NewSize=100m -XX:MaxNewSize=200m" cygwin=false darwin=false JAVA_OPTS="-server -Xms4g -Xmx4g -XX:NewSize= -XX:MaxNewSize= " -server：服务器模式 -Xms：堆内存初始化大小 -Xmx：堆内存空间上限 -XX:NewSize=：新生代空间初始化大小 -XX:MaxNewSize=：新生代空间最大值
2， 示例
效果：
六 Tomcat 配置文件参数优化
Tomcat默认安装下的缺省配置并不适合生产环境，它可能会频繁出现假死现象需要重启，只有通过不断压测优化才能让它最高效率稳定的运行。优化主要包括三方面，分别为操作系统优化（内核参数优化），Tomcat配置文件参数优化，Java虚拟机（JVM）调优。
常用的优化相关参数如下：
【redirectPort】如果某连接器支持的协议是HTTP，当接收客户端发来的HTTPS 443 请求时，则转发至此属性定义的 8443 端口。
【maxThreads】Tomcat使用线程来处理接收的每个请求，这个值表示Tomcat可创建的最大的线程数，即支持的最大并发连接数，默认值是 200。
【minSpareThreads】最小空闲线程数，Tomcat 启动时的初始化的线程数，表示即使没有人使用也开这么多空线程等待，默认值是 10。
【maxSpareThreads】最大备用线程数，一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。默认值是-1（无限制）。一般不需要指定。
【processorCache】进程缓冲器，可以提升并发请求。默认值是200，如果不做限制的话可以设置为-1，一般采用maxThreads的值或者-1。
【URIEncoding】指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，网站一般采用UTF-8作为默认编码。
【connnectionTimeout】网络连接超时，单位：毫秒，设置为 0 表示永不超时，这样设置有隐患的。通常默认 20000 毫秒就可以。
【enableLookups】是否反查域名，以返回远程主机的主机名，取值为：true 或 false，如果设置为 false，则直接返回 IP 地址，为了提高处理能力，应设置为 false。
【disableUploadTimeout】上传时是否使用超时机制。应设置为 true。
【connectionUploadTimeout】上传超时时间，毕竟文件上传可能需要消耗更多的时间，这个根据你自己的业务需要自己调，以使Servlet有较长的时间来完成它的执行，需要与上一个参数一起配合使用才会生效。
【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。
【maxKeepAliveRequests】指定一个长连接的最大请求数。默认长连接是打开的，设置为1时，代表关闭长连接；为-1时，代表请求数无限制
【compression】是否对响应的数据进行GZIP压缩，off：表示禁止压缩；on：表示允许压缩（文本将被压缩）、force：表示所有情况下都进行压缩，默认值为 off，压缩数据后可以有效的减少页面的大小，一般可以减小 1/3 左右，节省带宽。
【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 2048。
【compressableMimeType】压缩类型，指定对哪些类型的文件进行数据压缩。
【noCompressionUserAgents="gozilla, traviata"】对于以下的浏览器，不启用压缩
#如果已经进行了动静分离处理，静态页面和图片等数据就不需做 Tomcat 处理，也就不要在 Tomcat 中配置压缩了。
七 tomcat多实例
---------------------Tomcat多实例部署--------------------- 1.安装好 jdk 2.安装 tomcat cd /opt tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz mkdir /usr/local/tomcat mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1 cp -a /usr/local/tomcat/tomcat1 /usr/local/tomcat/tomcat2 3.配置 tomcat 环境变量 vim /etc/profile.d/tomcat.sh #tomcat1 export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1 export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1 export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1 #tomcat2 export CATALINA_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2 export CATALINA_BASE2=/usr/local/tomcat/tomcat2 export TOMCAT_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2 source /etc/profile.d/tomcat.sh 4.修改 tomcat2 中的 server.xml 文件，要求各 tomcat 实例配置不能有重复的端口号 vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml <Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN"> #22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006 <Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" #69行，修改Connector port，HTTP/1.1 默认为8080 -> 修改为8081 <Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> #116行，修改Connector port AJP/1.3，默认为8009 -> 修改为8010 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 第一个连接器默认监听8080端口，负责建立HTTP连接。在通过浏览器访问Tomcat服务器的Web应用时，使用的就是这个连接器。 第二个连接器默认监听8009端口，AJP端口，即容器使用，如Apache能通过AJP协议访问Tomcat的8009端口。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5.修改各 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量 vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh # ----------------------------------------------------------------------------- # Start Script for the CATALINA Server # ----------------------------------------------------------------------------- ##添加以下内容 export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1 export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1 export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1 vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh # ----------------------------------------------------------------------------- # Stop script for the CATALINA Server # ----------------------------------------------------------------------------- export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1 export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1 export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1 vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh # ----------------------------------------------------------------------------- # Start Script for the CATALINA Server # ----------------------------------------------------------------------------- export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2 export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2 export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2 vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh # ----------------------------------------------------------------------------- # Stop script for the CATALINA Server # ----------------------------------------------------------------------------- export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2 export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2 export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2 6.启动各 tomcat 中的 /bin/startup.sh /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh netstat -natp | grep java 7.浏览器访问测试 http://192.168.80.101:8080 http://192.168.80.101:8081
