一、Tomcat概述

1、Tomcat的概念

Tomcat是Java语言开发的，服务器是一个免费的开放源代码的Web应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP程序的首选。一般来说，Tomcat虽然和Apache或者Nginx这些Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，然而由于其处理静态HTML的能力远不及Apache或者Nginx

所以Tomcat通常是作为一个Servlet和JSP容器，单独运行在后端

2、Tomcat的核心组件

Tomcat 由一系列的组件构成，其中核心的组件有三个：

• Web 容器：完成 Web 服务器的功能。
• Servlet 容器：名字为 catalina，用于处理 Servlet 代码。
• JSP 容器：用于将 JSP 动态网页翻译成 Servlet 代码。

3、Java Servlet 的概念

Java Servlet 是运行在 Web 服务器或应用服务器上的程序，它是作为来自 Web 浏览器或其他 HTTP 客户端的请求和 HTTP 服务器上的数据库或应用程序之间的中间层。使用Servlet，可以收集来自网页表单的用户输入，呈现来自数据库或者其他源的记录，还可以动态创建网页。与CGI（公共网关接口）功能相类似。

4、JSP的概念

JSP全称Java Server Pages，是一种动态网页开发技术。它使用JSP标签在HTML网页中插入Java代码。标签通常以<%开头,以%>结束。

JSP是一种Java servlet，主要用于实现Java web应用程序的用户界面部分。

JSP通过网页表单获取用户输入数据、访问数据库及其他数据源，然后动态地创建网页。

5、Tomcat顶层架构

Tomcat中最顶层的容器是Server，代表着整个服务器，一个Server可以包含至少一个Service，用于具体提供服务。
Service主要包含两个部分:Connector和Container。Tomcat的心脏就是这两个组件，这两个组件的作用:Connector用于处理连接相关的事情，并提供Socket与Request和Response相关的转化; Container用于封装和管理Servlet，以及具体处理Request请求。
一个Tomcat中只有一个Server，一个Server可以包含多个Service，一个Service只有一个Container,但是可以有多个Connectors，因为一个服务可以有多个连接，如同时提供Http和Https链接，也可以提供向相同协议不同端口的连接。
多个Connector和一个Container就形成了一个Service，有了Service就可以对外提供服务了，但是Service还要一个生存的环境，必须要有人能够给它生命、掌握其生死大权，那就非Server莫属了!所以整个Tomcat的生命周期由Server控制。另外，上述的包含关系或者说是父子关系，都可以在tomcat的conf目录下的server .xml配置文件中看出。
server.xm1中定义这会让Tomcat6启动一个server实例(即一个JVM)，它监听在8005端口以接收“SHUTDOWN”命令，如果接收到了就会关闭Tomcat。各Server的定义不能使用同一个端口，这意味着如果在同一个物理机上启动了多个Server实例，必须配置它们使用不同的端口。

6、Container 结构分析:

每个 Service 会包含一个 Container 容器。在 Container 内部包含了 4 个子容器：
4个子容器的作用分别是：

(1) Engine: 引擎，用来管理多个站点，一个Service最多只能有一个Engine;

(2) Host:代表一个站点，也可以叫虚拟主机，通过配置Host就可以添加站点;

(3) Context:代表一个应用程序，对应着平时开发的一套程序，或者一个WEB-INF目录以及下面的web.xml文件;

(4) Wrapper: 每一Wrapper封装着 一个Servlet;负责对象实例的创建、执行和销毁功能。

7、Tomcat请求过程

1、用户在浏览器中输入网址，请求被发送到本机端口 8080，被在那里监听的 Connector 获得；
2、Connector 把该请求交给它所在的 Service 的 Engine（Container）来处理，并等待 Engine 的回应；
3、请求在 Engine、Host、Context 和 Wrapper 这四个容器之间层层调用，最后在 Servlet 中执行对应的业务逻辑、数据存储等。
4、执行完之后的请求响应在 Context、Host、Engine 容器之间层层返回，最后返回给 Connector，并通过 Connector 返回给客户端。

二、Tomcat服务部署

1、Tomcat服务部署的步骤

在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境

1.1 关闭防火墙，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

jdk-8u201-linux-x64.rpm
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
 
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

1.2 安装JDK

cd /opt
rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm
java -version  

1.3 设置JDK环境变量

vim /etc/profile.d/java.sh
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar                      
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
 
source /etc/profile.d/java.sh
java -version

补充：
CLASSPATH：编译、运行Java程序时，JRE会去该变量指定的路径中搜索所需的类（.class）文件。
JDK ：java development kit （java开发工具）
JRE ：java runtime environment （java运行时环境）
JVM ：java virtuak machine （java虚拟机），使java程序可以在多种平台上运行class文件

1.4 写一个简单的java程序测试JDK是否搭建成功

先使用文本工具编写java源代码，比如Hello.java

在命令行中，输入命令: javac Hello.java，对源代码进行编译，生成class 字节码文件;

编译完成后，如果没有报错信息，输入命令: java Hello，运行class字节码文件，由JVM 对字节码进行解释和运行，打印"Hello World"

public class hello {
  public static void main(String[] args){
    System.out.println("Hello world!");
  }
}
 
javac hello.java                #对文件进行编译
java hello                      #运行java程序

1.5 安装启动Tomcat

cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
##启动tomcat ##
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -natp | grep 8080
 
浏览器访问Tomcat的默认主页 http://192.168.30.100:8080

启动tomcat：

后台启动

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
或
/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh start

前台启动

/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run

netstat -natp | grep 8080                           #查看8080端口是否开启　　　　　

1.6 优化tomcat启动速度

第一次启动查看日志会发现 Tomcat 启动很慢，默认情况下可能会需要几十秒，可以修改jdk参数进行修改。

vim /usr/java/jdk1.8.0_201-amd64/jre/lib/security/java.security
--117行--修改
securerandom.source=file:/dev/urandom
 
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
 
ll /usr/local/tomcat/

主要目录说明

• bin: 存放启动和关闭 Tomcat 的脚本文件，比较常用的是catalina.sh、 startup.sh、shutdown.sh三个文件
• conf: 存放Tomcat服务器的各种配置文件，比较常用的是server.xml、 context.xml、 tomcat-users.xml、 web.xml 四个文件。

server.xml: Tomcat的主配置文件，包含Service, Connector, Engine, Realm, Valve, Hosts主组 件的相关配置信息;

context.xml:所有host的默认配置信息;

tomcat-user.xml : Realm认证时用到的相关角色、用户和密码等信息; Tomcat自带的manager默认情况下会用到此文件;在Tomcat中 添加/删除用户，为用户指定角色等将通过编辑此文件实现;

web.xml:遵循Servlet规范标准的配置文件，用于配置servlet，并为所有的Web应用程序提供包括MIME映射等默认配置信息;

• lib:存放Tomcat运行需要的库文件的jar包，一般不作任何改动，除非连接第三方服务，比如redis，那就需要添加相对应的jar包
• logs:存放Tomcat 执行时的日志
• temp: 存放Tomcat运行时产生的文件
• webapps:存放Tomcat的主要Web项目资源的目录
• work: Tomcat 工作目录，存放jsp编译后产生的class文件，一般清除Tomcat缓存的时候会使用到
• src: 存放Tomcat 的源代码
• doc: 存放Tomcat 文档

2、实例操作：Tomcat服务部署

2.1、关闭防火墙，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

2.2、安装JDK

2.3、设置JDK环境变量

2.6、安装启动Tomcat

2.6.1 解压tomcat压缩包并移动到/usr/local/目录下重命名

2.6.2 启动以及关闭Tomcat

三、Tomcat 虚拟主机配置

1、Tomcat 虚拟主机配置的步骤

使用环境：很多时候公司会有多个项目需要运行，那么肯定不可能是一台服务器上运行多个Tomcat服务，这样会消耗太多的系统资源。此时，就需要使用到 Tomcat 虚拟主机。例如现在新增两个域名 www.xkq.com 和 www.wy.com，希望通过这两个域名访问到不同的项目内容。

1.1 创建 www.xkq.com和 www.wy.com项目目录和文件

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/xkq
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/wy
echo "This is xkq web!" > /usr/local/tomcat/webapps/xkq/index.jsp
echo "This is wy web!" > /usr/local/tomcat/webapps/wy/index.jsp

1.2 修改 Tomcat 主配置文件

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
--165行前--插入
<Host name="www.xkq.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
    <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/xkq" path="" reloadable="true" />
</Host>
 
<Host name="www.wy.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
    <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/wy" path="" reloadable="true" />
</Host>
 
 
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Host name ：主机名
appBase ：Tomcat程序工作目录，相对路径为webapps，绝对路径为/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs ：是否解压war包
autoDeploy ：指示Tomcat运行时，如有新的WEB应用是否允许自动部署
xmlValidation ：是否验证xml文件执行有效性检验的标志
xmlNamespaceAware ：是否启用xml命名空间，设置该值与xmlValidation为true，表示对web.xml文件执行有效性检验

docBase ：相应的Web应用程序的存放位置
path ：设置访问的URI为WEB应用的根目录
reloadable ：是否在程序有改动时重新载入

1.3 客户端浏览器访问验证

echo "192.168.30.100 www.xkq.com www.wy.com" >> /etc/hosts

浏览器访问 http://www.xqk.com:8080 页面显示This is xkq web!
浏览器访问 http://www.wy.com:8080 页面显示This is wy web!

2、实例操作：Tomcat 虚拟主机配置

2.1 创建 www.xkq.com和 www.wy.com项目目录和文件

2.2 修改 Tomcat 主配置文件

2.3 重启后并添加映射关系

2.4 浏览器访问测试

四、Tomcat 配置参数优化

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：

参数	解释
【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，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。
【URIEncoding】	指定 Tomcat 容器的 URL 编码格式，语言编码格式这块倒不如其它 Web服务器软件配置方便，需要分别指定。
【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。
【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

以上是一些常用的配置参数，还有好多其它的参数设置，还可以继续深入的优化，HTTP Connector 与 AJP Connector 的参数属性值，可以参考官方文档的详细说明进行学习

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
......
<Connector port="8080" protocol="HTTP/11.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443"
--71行--插入
minSpareThreads="50"
enableLookups="false"
disableUploadTimeout="true"
acceptCount="300"
maxThreads="500"
processorCache="500"
URIEncoding="UTF-8"
compression="on"
compressionMinSize="2048"
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain,image/gif,image /jpg,image/png"/>