系统优化怎么做-Tomcat优化

大家好,这里是「聊聊系统优化 」,并在下列地址同步更新

在这里我会从基于J2EE系统及互联网架构方面,来谈谈系统优化的各个方面,干货满满,欢迎订阅及关注!

 

前言

Tomcat作为Web应用的服务器,目前绝大多数公司都是用其作为应用服务器的,应用服务器的执行效率会影响系统执行,这里会讲Tomcat怎样进行配置能提高处理性能。另外必须提到对应的JVM参数的优化的一些经验。

Tomcat运行模式

分3种模式: bio,nio,apr 一般使用nio模式

bio效率低,apr对系统配置有一些比较高的要求

确认Tomcat的运行模式

配置文件 server.xml

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="1024" minSpareThreads="512" prestartminSpareThreads="true" /> 

关键配置

maxThreads

最大线程数, 默认是200

minSpareThread

最小活跃线程数, 默认是25

maxQueueSize

最大的等待队列个数,超过则请求拒绝默认值是Integer.MAX_VALUE ,一般不改变。在某些紧急状态修复问题需要调整

连接器(Connector)优化

Connector是连接器,负责接收客户的请求,以及向客户端回送响应的消息。所以Connector的优化是重要部分。默认情况下 Tomcat只支持200线程访问,超过这个数量的连接将被等待甚至超时放弃,所以我们需要提高这方面的处理能力。

nio配置- server.xml

<Connector port="14081" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" connectionTimeout="20000" executor="tomcatThreadPool" URIEncoding="UTF-8" compression="on" useBodyEncodingForURI="true" enableLookups="false" redirectPort="14443" /> 

影响性能配置

  • protocol

org.apache.coyote.http11.Http11Protocol – 阻塞式的Java连接器

org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol – 不阻塞Java连接器

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol – APR / native 连接器

选择不阻塞ava连接器

  • enableLookups

若是你想request.getRemoteHost()的调用履行,以便返回的长途客户端的实际主机名的DNS查询,则设置为true。设置为false时跳过DNS查找,并返回字符串的IP地址(从而提高性能)。默认场景下,禁用DNS查找

  • compression

设置成on,开启压缩

禁用AJP链接器

使用Nginx+tomcat的架构,用不着AJP协议,所以把AJP连接器禁用

server.xml注释掉一下配置

  <Connector port="8019" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> 

优化JVM

/bin/catalina.sh

修改JAVA_OPTS参数

这里需要参照机器配置,对JVM进行参数优化

JDK1.7

JAVA_OPTS=”-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms512m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -XX:+DisableExplicitGC”

JDK1.8

JAVA_OPTS=”-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:+DisableExplicitGC”

1.8 版本中已经没有PermSize、MaxPermSize

JAVA8里对metaspace可以在小范围自动扩展永生代避免溢出。

参数说明

  • -Djava.awt.headless

没有设备、键盘或鼠标的模式。

  • -Dfile.encoding

设置字符集

  • -server

vm的server工作模式,对应的有client工作模式。使用“java -version”可以查看当前工作模式

  • -Xms1024m

初始Heap大小,使用的最小内存

  • -Xmx1024m

Java heap最大值,使用的最大内存

经验: 设置Xms大小等于Xmx大小

  • -XX:NewSize=512m

表示新生代初始内存的大小,应该小于 -Xms的值

  • -XX:MaxNewSize=1024M

表示新生代可被分配的内存的最大上限,应该小于 -Xmx的值

  • -XX:PermSize=1024m

设定内存的永久保存区域,内存的永久保存区域,VM 存放Class 和 Meta 信息,JVM在运行期间不会清除该区域

程序加载很多class情况下,超出PermSize情况下

JDK1.7会抛出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space异常

JDK1.8下会抛出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 异常

  • -XX:MaxPermSize=1024m

设定最大内存的永久保存区域

经验: 设置PermSize大小等于MaxPermSize大小

  • -XX:+DisableExplicitGC

自动将System.gc()调用转换成一个空操作,即应用中调用System.gc()会变成一个空操作,避免程序员在代码里进行System.gc()这种危险操作。System.gc() 除非是到了万不得也的情况下不使用,都交给JVM吧

其他优化参数

  • -XX:SurvivorRatio=2

年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值

  • -XX:ReservedCodeCacheSize=256m

保留代码占用的内存容量,无大的影响

  • -Xss1024k

单个线程堆栈大小值,减少这个值可以生成更多线程,操作系统对于一个进程内的线程数是有限制的,经验值在3000-5000左右

  • -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

CMS 垃圾回收算法,对响应时间的重要性需求 大于 对吞吐量的要求,能够承受垃圾回收线程和应用线程共享处理器资源,并且应用中存在比较多的长生命周期的对象的应用

  • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在使用concurrent gc 的情况下, 防止 memoryfragmention, 对live object 进行整理, 使 memory 碎片减少。

  • -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

在FULL GC的时候, 对年老代的压缩。CMS是不会移动内存的, 因此这个非常容易产生碎片, 导致内存不够用, 因此, 内存的压缩这个时候就会被启用。 增加这个参数是个好习惯。可能会影响性能,但是可以消除碎片。

  • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60

使用cms作为垃圾回收, 使用60%后开始CMS收集

  • -XX:+UseGCOverheadLimit

用来限制使用内存,如果不做控制,可能会报出

java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded

  • -XX:+UseConcMarkSweepGC

使用CMS内存收集

  • -XX:+UseParNewGC

设置年轻代为并行收集

  • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
  • -XX:HeapDumpPath=/x/dump_tomcat.hprof

JVM会在遇到OutOfMemoryError时拍摄一个“堆转储快照”,并将其保存在一个文件中。

  • -Xloggc:/xx/gc_tomcat.log

gc的日志,如果该日志中出现频繁的Full GC就是有相关的系统问题,如果很少,说明暂时还算正常

  • -XX:+PrintGCDateStamps

输出GC的时间戳(以基准时间的形式)

  • -XX:+PrintGCDetails

输出GC的日志格式

  • -Dnetworkaddress.cache.ttl=60
  • -Dsun.net.inetaddr.ttl=60

设置DNS缓存时间

  • -DautoStartup=false
  • -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000

连接建立超时时间

  • -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000

内容获取超时设置

  • -Djmagick.systemclassloader=no

是否生成缩略图的一个框架的配置

  • -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom

最佳实践

export JAVA_OPTS="-server -showversion -Xms2000m -Xmx2000m -Xmn500m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m -XX:SurvivorRatio=2 -XX:ReservedCodeCacheSize=256m -Xss1024k -Djava.awt.headless=true -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60 -XX:+UseGCOverheadLimit -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tomcat_path/logs/dump_tomcat.hprof -Xloggc:/tomcat_path/logs/gc_tomcat.log -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDetails -Dnetworkaddress.cache.ttl=60 -Dsun.net.inetaddr.ttl=60 -DautoStartup=false -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000 -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000 -Djmagick.systemclassloader=no -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -Dfile.encoding=UTF-8" 

常见JVM异常

  • java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space —-JVM Heap(堆)溢出

JVM 在启动的时候会自动设置 JVM Heap 的值,其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64,最大空间(-Xmx)不可超过物理内存。可以利用 JVM提供的 -Xmn -Xms -Xmx 等选项可进行设置。Heap 的大小是 Young Generation 和 Tenured Generaion 之和。在 JVM 中如果 98% 的时间是用于 GC,且可用的 Heap size 不足 2% 的时候将抛出此异常信息。

解决方法:手动设置 JVM Heap(堆)的大小。

  • java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space —- PermGen space溢出。

jdk1.8 抛出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 异常

PermGen space 的全称是 Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域。为什么会内存溢出,这是由于这块内存主要是被 JVM 存放Class 和 Meta 信息的,Class 在被 Load 的时候被放入 PermGen space 区域,它和存放 Instance 的 Heap 区域不同,sun 的 GC 不会在主程序运行期对 PermGen space 进行清理,所以如果你的 APP 会载入很多 CLASS 的话,就很可能出现 PermGen space 溢出。

解决方法: 手动设置 MaxPermSize 大小

  • java.lang.StackOverflowError —- 栈溢出

栈溢出了,JVM 依然是采用栈式的虚拟机。函数的调用过程都体现在堆栈和退栈上了。调用构造函数的 “层”太多了,以致于把栈区溢出了。通常来讲,一般栈区远远小于堆区的,因为函数调用过程往往不会多于上千层,而即便每个函数调用需要 1K 的空间(这个大约相当于在一个 C 函数内声明了 256 个 int 类型的变量),那么栈区也不过是需要 1MB 的空间。通常栈的大小是 1-2MB 的。
通常递归也不要递归的层次过多,很容易溢出。

思考题

1. 线上应用系统出现问题,怎么快速定位系统哪块资源问题