Tomcat 性能优化与高并发调优

Tomcat 性能优化与高并发调优

1. 引言

经过前几篇文章的学习，我们已经掌握了 Tomcat 的核心原理：

• Connector 连接器
• 容器体系（Engine → Host → Context → Wrapper）
• Servlet 执行链路
• 线程模型（Executor + Worker）
• Session 管理与分布式方案
• ClassLoader 与热部署

在实际生产环境中，Tomcat 的性能调优与高并发支持是部署稳定 Web 应用的关键。本篇文章将系统总结 Tomcat 性能优化策略，从多个模块入手。

2. Connector 调优策略

2.1 I/O 模式选择

• BIO：适合低并发
• NIO：默认模式，适合高并发
• APR：性能最佳，适合超高并发生产环境

2.2 常用参数

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="500" minSpareThreads="50"
           a***eptCount="200" connectionTimeout="20000"
           enableLookups="false"/>

• maxThreads：最大线程数，避免线程过多导致上下文切换
• minSpareThreads：空闲线程数，保证请求响应速度
• a***eptCount：请求队列长度，超过则拒绝连接
• connectionTimeout：连接超时，避免长时间占用线程
• enableLookups：关闭 DNS 反查，提高性能

3. 线程池优化

3.1 Executor 配置

• 使用共享线程池减少资源占用
• 避免每个 Connector 独立线程池
• 示例：

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
          maxThreads="500" minSpareThreads="50" maxIdleTime="60000"/>

3.2 调优策略

• 根据并发请求量合理设置 maxThreads
• 保证 minSpareThreads 足够，应对突发流量
• 监控线程池活跃度，避免队列过长导致请求拒绝

4. Session 管理优化

4.1 单机模式

• StandardManager，合理设置 maxInactiveInterval
• 持久化到磁盘减少内存压力

4.2 集群模式

• DeltaManager：全量复制，网络开销大
• BackupManager：单点备份，减少开销
• 外部存储（推荐）：Redis/数据库统一管理 Session，提高高可用性

5. ClassLoader 与热部署优化

• reloadable=false 在生产环境关闭自动热部署，减少 ClassLoader 频繁创建
• 清理线程、Timer、ThreadLocal、JDBC，避免内存泄漏
• Web 应用隔离，确保不同应用互不影响

6. 容器 Pipeline 与 Valve 调优

• 禁用不必要的 Valve（如访问日志、ErrorReportValve）
• 自定义高效 Filter 替代复杂的拦截逻辑
• 避免在 Valve 中执行耗时操作

7. 性能监控与调优方法

7.1 内置监控

• Tomcat Manager 提供 Session 数量、线程池活跃度
• A***essLog 用于分析访问量和请求响应时间

7.2 外部监控

• Prometheus + Grafana 监控 JVM、线程池、请求延迟
• JVisualVM / Flight Recorder 分析线程、内存、GC

7.3 性能测试

• 使用 JMeter、Locust 或 wrk 模拟高并发请求
• 调整 maxThreads、a***eptCount、Session 配置
• 观察系统吞吐量、响应时间和 CPU/内存占用

8. 高并发优化建议总结

9. 总结

通过系统的优化，Tomcat 可以在高并发场景下稳定运行：

• 网络层优化：NIO / APR + Connector 配置
• 线程管理：Executor 线程池复用 + Worker 线程
• Session 管理：集群复制或外部存储
• 应用隔离：ClassLoader + 热部署防泄漏
• 监控与调优：日志、JVM、线程池、负载测试

结合之前的原理篇、源码篇、实战篇，这篇文章将 Tomcat 的性能优化体系完整闭环。