Tomcat服务器简介

Tomcat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。

概括：
1）免费的、开放源代码的Web应用服务器
2）Apache软件基金会(Apache Software Foundation)Jakarta项目中的一个核心项目
3）由Apache、Sun和一些公司及个人共同开发而成
4）深受Java爱好者的喜爱，并得到部分软件开发商的认可
5）目前比较流行的Web应用服务器

Apache和Tomcat的区别在于

• Apache是一个普通的HTTP服务器，主要用于静态网页的访问和处理。
• Tomcat是一个更强大的应用服务器，主要用于动态网页的访问和处理。
• Apache不能解释java程序（jsp,serverlet）。
• Tomcat支持HTML、JSP、ASP、PHP、CGI等。
• 在独立运行模式下，Tomcat的功能与Apache等效，支持JSP。

核心组件

1.Java Servlet
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。

2.JSP全称Java Server Pages
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。

3.Tomcat三大核心组件
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。

Tomcat 各组件及关系

• Server 和 Service

• Connector 连接器

  • HTTP 1.1
  • SSL https
  • AJP（ Apache JServ Protocol） apache 私有协议，用于apache反向代理Tomcat

• Container

  • Engine 引擎 catalina
  • Host 虚拟机 基于域名 分发请求
  • Context 隔离各个WEB应用 每个Context的 ClassLoader都是独立

• Component

  • Manager （管理器）
  • logger （日志管理）
  • loader （载入器）
  • pipeline (管道)
  • valve （管道中的阀）
    

工作流程

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。
   

Tomcat server.xml 配置详解

server

root元素：server 的顶级配置 主要属性: port：执行关闭命令的端口号 shutdown：关闭命令

演示shutdown的用法 #基于telent 执行SHUTDOWN 命令即可关闭(必须大写) telnet 127.0.0.1 8005 SHUTDOWN

service

服务：将多个connector 与一个Engine组合成一个服务，可以配置多个服务。

Connector

连接器：用于接收 指定协议下的连接 并指定给唯一的Engine 进行处理。 主要属性：

protocol 监听的协议，默认是http/1.1
port 指定服务器端要创建的端口号
minSpareThreads服务器启动时创建的处理请求的线程数
maxThreads 最大可以创建的处理请求的线程数
enableLookups 如果为true，则可以通过调用request.getRemoteHost()进行DNS查询来得到远程客户端的实际主机名，若为false则不进行DNS查询，而是返回其ip地址
redirectPort 指定服务器正在处理http请求时收到了一个SSL传输请求后重定向的端口号
acceptCount指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理
connectionTimeout指定超时的时间数(以毫秒为单位)
SSLEnabled 是否开启 sll 验证，在Https 访问时需要开启。生成证书： keytool -genkey -v -alias testKey -keyalg RSA -validity 3650
-keystore D:\test.keystore
[ ] 演示配置多个Connector

<Connector port="8860" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"connectionTimeout="20000"redirectPort="8862"URIEncoding="UTF-8"useBodyEncodingForURI="true"compression="on" compressionMinSize="2048"
compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/javascript,text/css,application/x-json,application/json,application/x-javascript"maxThreads="1024" minSpareThreads="200"acceptCount="800"maxConnections="10000"enableLookups="false"/>

Engine

引擎：用于处理连接的执行器，默认的引擎是catalina。一个service 中只能配置一个Engine。 主要属性：name 引擎名称 defaultHost 默认host

Host

虚拟机：基于域名匹配至指定虚拟机。类似于nginx 当中的server,默认的虚拟机是localhost.

 <Host name="localhost"  appBase="webapps"unpackWARs="true" autoDeploy="true"></Host>

appBase：Tomcat程序工作目录，即存放web应用程序的目录；相对路径为webapps，绝对路径为/usr/local/tomcat/webapps
unpackWARs：在启用此webapps时是否对WAR格式的归档文件先进行展开；默认为true
autoDeploy：在Tomcat处于运行状态时放置于
appBase目录中的应用程序文件是否自动进行deploy；默认为true
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；也可以使用相对路径，起始路径为此Context所属Host中appBase定义的路径；
path：相对于Web服务器根路径而言的URI；如果为空“”，则表示为此webapp的根路径 / ；
reloadable：是否允许重新加载此context相关的Web应用程序的类；默认为false

Context

应用上下文：一个host 下可以配置多个Context ，每个Context 都有其独立的classPath。相互隔离，以免造成ClassPath 冲突。

Valve 阀门

可以理解成过滤器，具体配置要基于具体的Valve 接口的子类。以下即为一个访问日志的Valve

Tomcat部署与安装

部署脚本

#!/bin/bash
# 切换到/opt目录
cd /opt
# 安装Java Development Kit (JDK) 8
rpm -ivh jdk-8u371-linux-x64.rpm
# 向环境变量配置文件中添加Java环境变量
echo "export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0-x64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH" >>etc/profile.d/java.sh
# 使环境变量配置立即生效
sourse /etc/profile.d/java.sh
# 切换到/opt目录，解压Apache Tomcat 9
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.78.tar.gz
# 将解压的Tomcat移动到/usr/local/tomcat下
mv -f apache-tomcat-9.0.78 /usr/local/tomcat
# 启动Tomcat
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
# 检查Tomcat启动是否成功
if [ $? -eq 0 ]; thenecho "tomcat启动成功"
elseecho "tomcat启动失败"
fi# 在Tomcat的webapps目录下创建kgc和benet应用目录
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/kgc
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/benet
# 向kgc和benet应用目录下的index.jsp文件写入内容
echo "This is kgc page\!" >/usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" >/usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp# 更新Tomcat的server.xml配置文件，以添加对kgc和benet域名的配置
# 创建临时文件来存储更新后的配置
temp_file=$(mktemp)
# 使用sed命令将配置插入到临时文件中
sed "160a\\t<Host name="www.kgc.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">\n\t<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/kgc" path="" reloadable="true"\n\t/>\n\t</Host>\n\t<Host name="www.benet.com" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">\n<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/benet" path="" reloadable="true"\n/>\n</Host>" /usr/local/tomcat/conf/server.xml >"$temp_file" &&# 检查是否成功写入临时文件if [ $? -eq 0 ]; then# 在替换原始配置文件之前创建一个备份cp /usr/local/tomcat/conf/server.xml /usr/local/tomcat/conf/server.xml.bak# 替换原始配置文件mv -f "$temp_file" /usr/local/tomcat/conf/server.xml &&echo "Configuration updated successfully."else# 如果写入临时文件失败，记录错误消息并清理临时文件echo "Failed to update configuration."rm "$temp_file"fi
# 重写kgc和benet应用目录下的index.jsp文件内容，确保内容是最新的
echo "This is kgc page\!" >/usr/local/tomcat/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" >/usr/local/tomcat/webapps/benet/index.jsp
# 获取本地eth0网卡的IP地址，并将其与kgc和benet域名一起添加到hosts文件中
local_ip=$(ip addr show eth0 | grep "inet " | awk '{print $2}' | cut -d '/' -f 1)
echo "$local_ip www.kgc.com www.benet.com" >> /etc/hosts
# 停止并重新启动Tomcat，以确保配置和内容更新生效
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
# 验证kgc和benet应用是否可以通过域名访问
curl www.kgc.com:8080/kgc/index.jsp
curl www.benet.com:8080/benet/index.jsp

小知识
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。
dt.jar：是关于运行环境的类库，主要是可视化的 swing 的包。
tools.jar：主要是一些jdk工具的类库，包括javac、java、javap（jdk自带的一个反编译工具）、javadoc等。
JDK ：java development kit （java开发工具）
JRE ：java runtime environment
（java运行时环境）
JVM ：java virtual machine （java虚拟机），使java程序可以在多种平台上运行class文件。

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。
① 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;
② context.xml:所有host的默认配置信息;
③ 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;
④ 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 默认的 Web 应用部署目录
●work：Tomcat工作日录，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

Tomcat多实例部署

#!/bin/bash# 定义软件包名称和版本
jdk_package="jdk-8u371-linux-x64.rpm"
tomcat_package="apache-tomcat-9.0.78.tar.gz"
tomcat_version="9.0.78"
tomcat_base_dir="/usr/local/tomcat"# 检查是否以root身份运行
if [ "$(id -u)" != "0" ]; thenecho "Please run as root."exit 1
fi# 检查软件包是否存在
if [ ! -f "/opt/${jdk_package}" ] || [ ! -f "/opt/${tomcat_package}" ]; thenecho "JDK or Tomcat package not found. Please make sure ${jdk_package} and ${tomcat_package} are in /opt."exit 1
fi# 安装JDK
rpm -ivh /opt/${jdk_package}# 解压Tomcat
tar -xf /opt/${tomcat_package} -C /opt || { echo "Tomcat extraction failed."; exit 1; }# 创建Tomcat目录并移动Tomcat
mkdir -p ${tomcat_base_dir} && mv -f /opt/apache-tomcat-${tomcat_version} ${tomcat_base_dir}/tomcat1 # 复制Tomcat实例
cp -a ${tomcat_base_dir}/tomcat1 ${tomcat_base_dir}/tomcat2 || { echo "Tomcat copy failed."; exit 1; }# 编辑环境变量文件
echo "export CATALINA_HOME1=${tomcat_base_dir}/tomcat1
export CATALINA_BASE1=${tomcat_base_dir}/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=${tomcat_base_dir}/tomcat1
#tomcat2
export CATALINA_HOME2=${tomcat_base_dir}/tomcat2
export CATALINA_BASE2=${tomcat_base_dir}/tomcat2
export TOMCAT_HOME2=${tomcat_base_dir}/tomcat2" | tee -a /etc/profile.d/tomcat.sh && source /etc/profile.d/tomcat.sh || { echo "Environment variables configuration failed."; exit 1; }# 修改Tomcat配置文件
sed -i.bak -e '22s/<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">/<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">/g' \-e 's/ port="8080" protocol="HTTP\/1.1">/ port="8080" protocol="HTTP\/1.1"/g' \-e 's/ port="8009"/ port="8010" /g' \$CATALINA_HOME2/conf/server.xml || { echo "Tomcat configuration failed."; exit 1; }# 更新start.sh和shutdown.sh文件
for tomcat_instance in 1 2; docat <<EOF > ${tomcat_base_dir}/tomcat${tomcat_instance}/bin/start.sh
export CATALINA_BASE=\${CATALINA_BASE${tomcat_instance}}
export CATALINA_HOME=\${CATALINA_HOME${tomcat_instance}}
export TOMCAT_HOME=\${TOMCAT_HOME${tomcat_instance}}
EOFcat <<EOF > ${tomcat_base_dir}/tomcat${tomcat_instance}/bin/shutdown.sh
export CATALINA_BASE=\${CATALINA_BASE${tomcat_instance}}
export CATALINA_HOME=\${CATALINA_HOME${tomcat_instance}}
export TOMCAT_HOME=\${TOMCAT_HOME${tomcat_instance}}
EOF
done
mkdir -p $CATALINA_HOME1/webapps/kgc
mkdir -p $CATALINA_HOME2/webapps/benet
echo "This is kgc page\!" >$CATALINA_HOME1/webapps/kgc/index.jsp
echo "This is benet page\!" >$CATALINA_HOME2/webapps/benet/index.jsp# 启动Tomcat实例
${tomcat_base_dir}/tomcat1/bin/startup.sh || { echo "Tomcat 1 startup failed."; exit 1; }
${tomcat_base_dir}/tomcat2/bin/startup.sh || { echo "Tomcat 2 startup failed."; exit 1; }echo "Tomcat 1 and Tomcat 2 started successfully."

扩展和优化 Tomcat 的 catalina.sh 文件以调整 JVM 参数

通常情况下，catalina.sh 位于 Tomcat 安装目录的 bin 子目录下，如 /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/catalina.sh

CATALINA_OPTS="-server \-Xms2048m -Xmx2048m \-Xmn512m \-XX:MetaspaceSize=128m -XX:MaxMetaspaceSize=128m \-XX:NewRatio=3 \-XX:SurvivorRatio=8 \-XX:+UseG1GC \-XX:MaxGCPauseMillis=200 \-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=70 \-XX:+PrintGCDetails \-XX:+PrintGCDateStamps \-XX:+PrintGCCause \-Xloggc:/var/log/tomcat/tomcat_gc.log \-Djava.awt.headless=true \-Dcom.sun.management.jmxremote.port=10086 \-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

-server: 启用服务器模式的 JVM。
-Xms 和 -Xmx: 分别设置堆的初始大小和最大大小，保持一致可以减少堆大小调整带来的开销。
-Xmn: 设置年轻代（Young Generation）大小。
-XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize: 设置元空间（MetaSpace，取代了 PermGen）的初始和最大大小。
-XX:NewRatio: 设置老年代与年轻代的大小比例。
-XX:SurvivorRatio: 设置 Eden 区与 Survivor 区的大小比例。
-XX:+UseG1GC: 使用 G1 垃圾收集器，根据实际需求可选用其他适合的 GC 策略。
-XX:MaxGCPauseMillis: 设置期望的最大 GC 停顿时间。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent: 设置触发并发标记周期的堆占用百分比。
-XX:+PrintGCDetails 等：开启详细的 GC 日志记录，便于分析和调优。
# 禁用显式gc
-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
非是到了万不得已的情况下使用，都应该交给JVM。
-Xloggc: 设置 GC 日志文件路径。
-Djava.awt.headless=true: 防止在无图形界面环境中出现相关异常。
-Dcom.sun.management.jmxremote.*: 开启 JMX 远程监控，便于通过 JConsole 或其他工具监控 JVM 状态。

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