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"acceptCount="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
- acceptCount：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
- AccessLog 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、acceptCount、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
| 模块 | 优化策略 |
|---|---|
| Connector | 使用 NIO/APR，调整 maxThreads、acceptCount、connectionTimeout |
| 线程池 | 使用共享 Executor，监控活跃线程，避免队列拥塞 |
| Session | 使用外部存储或 BackupManager，避免 DeltaManager 全量广播 |
| ClassLoader | 生产环境关闭 reloadable，清理资源避免内存泄漏 |
| Pipeline/Valve | 关闭不必要 Valve，优化 Filter 链 |
| JVM/GC | 调整堆内存，选择适合应用的 GC 策略 |
| 日志 | 访问日志异步写入，减少 I/O 阻塞 |
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。
