Tomcat作为Web服务器，它的处理性能直接关系到用户体验。

一、Tomcat固定的目录结构

二、Tomcat的配置

2.1 tomcat端口号的配置
  tomcat端口号的缺省值为8080，如果修改端口号，可以用以下方法：
  找到tomcat目录下的\conf\server.xml文件中下面的代码段，修改其中的port即可。

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" />

server.xml是Tomcat算是最基本的配置文件，WEB容器的基本配置都在这里，包括端口、虚拟机、线程池等配置信息。

2.2 如何加大tomcat内存
  如果tomcat内存不够用，则会造成内存溢出的问题。这时通常会抛出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space异常，是指内存的永久保存区域OutOfMemoryError，解决办法就是加大内存。找到tomcat目录下的/bin/catalina.sh，在文件的前面，增加如下设置：

  JAVA_OPTS='-Xms[初始化内存大小] -Xmx[可以使用的最大内存]'

【参数说明】
-Xms 是指设定程序启动时占用内存大小。一般来讲，大点，程序会启动的 快一点，但是也可能会导致机器暂时间变慢。
-Xmx 是指设定程序运行期间最大可占用的内存大小。如果程序运行需要占 用更多的内存，超出了这个设置值，就会抛出OutOfMemory 异常。

2.3 如何加大tomcat线程连接数
在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和连接数相关的参数有：

<Connector port="9027"
　　protocol="HTTP/1.1"
　　maxHttpHeaderSize="8192"
　　maxThreads="1000"         -- 客户请求最大线程数 
　　minSpareThreads="100"     --Tomcat初始化时创建的 socket 线程数 
　　maxSpareThreads="1000"    --Tomcat连接器的最大空闲 socket 线程数 
　　minProcessors="100"       -- 服务器创建时的最小处理线程数
　　maxProcessors="1000"      --最大连接线程数，即：并发处理的最大请求数，默认值为75
　　enableLookups="false"     --是否反查域名
　　URIEncoding="utf-8"       --URL统一编码
　　acceptCount="1000"        --允许的最大连接数，应大于等于maxProcessors，默认值为100
　　redirectPort="8443"       --在需要基于安全通道的场合，把客户请求转发到基于SSL 的 redirectPort 端口
　　disableUploadTimeout="true"
    connectionTimeout=30000   --网络连接超时，单位：毫秒。设置为0表示永不超时
/>

其中和最大连接数相关的参数为maxProcessors和acceptCount。如果要加大并发连接数，应同时加大这两个参数。web server允许的最大连接数还受制于操作系统的内核参数设置，通常Windows是2000个左右，Linux是1000个左右。

2.4 设置tomcat缓存
在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和缓存相关的参数有：

<Connector port="9027"
　　protocol="HTTP/1.1"
    -- 是否启用压缩 on为启用（文本数据压缩）
　　compression="on"  
    -- 启用压缩的输出内容大小，这里面默认为2KB，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
　　compressionMinSize="2048" 
    -- 配置想压缩的数据类型
   compressableMimeType="text/html,text/xml,text/javascript,text/css,text/plain"
    -- 定义建立客户连接超时的时间
　　connectionTimeout="20000"
　　disableUploadTimeout="true"/>

数据被压缩了，响应速度自然减少了。但是有时候你会发现compressionMinSize这个配置并不起作用，貌似只要客户端加了Accept-Encoding: gzip, deflate，响应就是压缩的，无论响应报文体有多大，这是怎么回事呢？
  Tomcat判断是否压缩的的依据是根据你响应里的Content-length来的，如果没有Content-length或者Content-length大于compressionMinSize就进行压缩。如果你的报文小于compressionMinSize，却被压缩了，那就是你的响应报文中并不含有Content-length。
  如果你的响应无论什么大小都被压缩了，那很有可能就是你在代码中使用了OutputStream.flush(),或者PrintWriter.flush()。使用flush()的意思是响应开始往外写了，Content-length已经来不及写了，tomcat会默认使用Transfer-Encoding: chunked形式帮你返回消息，响应肯定是要被压缩的。
  所以如果你的设置compressionMinSize的没有生效，很有可能是你的设置的compressionMinSize超出了tomcat的缓冲区大小，响应默认是chunked的形式返回的，这种情况是肯定压缩的。

三、Tomcat是如何加载的

Windows下JAVA用到的环境变量主要有3个，JAVA_HOME、CLASSPATH、PATH。

• JAVA_HOME 指向的是JDK的安装路径。
        JAVA_HOME=C:\jdk1.5.0_06
• PATH 环境变量原来Windows里面就有，你只需修改一下，使他指向JDK的bin目录，这样你在控制台下面编译、执行程序时就不需要再键入一大串路径了。
        PATH=%JAVA_HOME%\bin;%PATH%
  其中%PATH%是引用以前你设置的PATH环境变量
• CLASSPATH 环境变量配置的是java类库的位置以及执行字节码文件时查找文件的路径。
   CLASSPATH=.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar
  要注意的是最前面的".;"，这个是告诉JDK，搜索CLASS时先查找当前目录的CLASS文件。

Tomcat用到的环境变量主要有CATALINA_HOME、CATALINA_BASE

• CATALINA_HOME：Tomcat的安装目录
• CATALINA_BASE：Tomcat的工作目录

JVM类加载

JVM的类加载采用父类委托机制

当JVM运行过程中，用户需要加载某些类时，会按照下面的步骤（父类委托机制）：
1 用户自己的类加载器，把加载请求传给父加载器，父加载器再传给其父加载器，一直到加载器树的顶层。
2 最顶层的类加载器首先针对其特定的位置加载，如果加载不到就转交给子类。
3 如果一直到底层的类加载都没有加载到，那么就会抛出异常。
　　因此，按照这个过程可以想到，假设两个包名和类名完全相同的class文件不再同一个jar包，如果一个class文件已经被加载java虚拟机里了，那么后面的相同的class文件就不会被加载了。

Tomcat类加载

Tomcat类加载

当tomcat启动时，会创建几种类加载器：

1 Bootstrap 引导类加载器
　　是其他类加载器的父类，它用于加载Java核心库，并且是唯一一个用本地代码编写的类加载器（位于jre/lib/ext下）

2 System 系统类加载器
　　加载tomcat启动的类，比如bootstrap.jar，通常在catalina.bat或者catalina.sh中指定。位于CATALINA_HOME/bin下。

• classes文件夹：放置已编译的java类
• config文件夹：放置项目使用的配置文件
• lib文件夹：放置jar库文件(许多class文件的集合)
• web.xml

当应用需要到某个类时，则会按照下面的顺序进行类加载：
　　1 使用bootstrap引导类加载器加载
　　2 使用system系统类加载器加载
　　3 使用应用类加载器在WEB-INF/classes中加载
　　4 使用应用类加载器在WEB-INF/lib中加载
　　5 使用common类加载器在CATALINA_HOME/lib中加载

从上面的加载机制我们就可以知道，src下面的java文件优先于jar包中的class，这是因为src文件夹中的java类以及webContent中的JSP都会在tomcat启动时编译成class文件放置在WEB-INF/classes中；而项目外部引用的jar包则是放置在WEB-INF/lib下。
　　同时要注意，在同一个文件夹下，jar包是按顺序从上到下依次加载，如果已经找到，则不会再后续jar包中进行查找。另外如果在 CATALINA_HOME/lib 以及 WEB-INF/lib 中放置了不同版本的jar包，此时就会导致某些情况下报加载不到类的错误。

四、Tomcat的部署方式

(1)静态部署

• 将web项目文件件拷贝到webapps 目录中
• 在server.xml中指定
  　　在tomcat中的conf目录中，在server.xml中的，<host/>节点中添加：

<Context path="/hello" docBase="D:\ workspace\hello\WebRoot" debug="0" privileged="true"/> 

【参数说明】
path：虚拟路径
docBase ：应用程序的物理路径
debug ：设定debug level, 0表示提供最少的信息，9表示提供最多的信息
privileged：设置为true的时候，才允许Tomcat的Web应用使用容器内的Servlet

• 创建一个Context文件
  　　在conf目录中，新建 Catalina＼localhost目录，在该目录中新建一个xml文件，名字不可以随意取，要和path后的那个名字一致，按照下边这个path的配置，xml的名字应该就应该是hello（hello.xml），该xml文件的内容为：

<Context path="/hello" docBase="D:\ workspace\hello\WebRoot" debug="0" privileged="true"/> 

这个方法有个优点，可以定义别名。服务器端运行的项目名称为path，外部访问的URL则使用XML的文件名。这个方法很方便的隐藏了项目的名称，对一些项目名称被固定不能更换，但外部访问时又想换个路径，非常有效。

(2)动态部署
　　可以用tomcat在线后台管理器,一般tomcat都打开了,直接上传war就可以。

五、Tomcat的运行模式

Tomcat如何处理多个用户同时请求的问题呢？有以下三种方式：
(1)BIO：默认的模式,性能非常低下,没有经过任何优化处理和支持。bio模式同步并阻塞，服务器实现模式为一个连接一个线程，即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理，如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销。

(2)NIO：同步非阻塞，服务器实现模式为一个请求一个线程，即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上，多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。
想运行在该模式下，直接修改server.xml里的Connector节点,修改protocol为nio：

<Connector port=”80″ protocol=”org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol” 
    connectionTimeout=”20000″ 
    URIEncoding=”UTF-8″ 
    useBodyEncodingForURI=”true” 
    enableLookups=”false” 
    redirectPort=”8443″ />

(3)APR：异步非阻塞，服务器实现模式为一个有效请求一个线程，客户端的I/O请求都是由OS先完成了再通知服务器应用去启动线程进行处理。安装起来最困难,但是从操作系统级别来解决异步的IO问题,大幅度的提高性能。

BIO、NIO、AIO适用场景分析:
BIO方式适用于连接数目比较小且固定的架构，这种方式对服务器资源要求比较高，并发局限于应用中，JDK1.4以前的唯一选择，但程序直观简单易理解。
NIO方式适用于连接数目多且连接比较短（轻操作）的架构，比如聊天服务器，并发局限于应用中，编程比较复杂，JDK1.4开始支持。
AIO方式使用于连接数目多且连接比较长（重操作）的架构，比如相册服务器，充分调用OS参与并发操作，编程比较复杂，JDK7开始支持。

六、Tomcat的优化

(1)内存优化
　　默认情况下Tomcat的相关内存配置较低，这对于一些大型项目显然是不够用的，这些项目运行就已经耗费了大部分内存空间，何况大规模访问的情况。可以用-Xmx -Xms -XX:MaxPermSize等参数对内存不同功能块进行划分。内存分配不足，就导致虚拟机一直处于full GC，从而导致处理能力严重下降。

(2)线程优化
　　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，优化Connector(连接器)。

(3)IO优化
在server.xml中

<Connector port="80" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 
    connectionTimeout="20000" 
    URIEncoding="UTF-8" 
    useBodyEncodingForURI="true" 
    enableLookups="false" 
    redirectPort="8443" />

实现对Tomcat的IO切换.

(4)利用缓存和压缩
　　硬盘主要问题就是读写性能，当大量文件进行读写时，磁盘极容易成为性能瓶颈。最好的办法还是利用下面提到的缓存。
　　对于静态页面最好是能够缓存起来，这样就不必每次从磁盘上读。这里我们采用了Nginx作为缓存服务器，将图片、css、js文件都进行了缓存，有效的减少了后端tomcat的访问。
　　另外，为了能加快网络传输速度，开启gzip压缩也是必不可少的。但考虑到tomcat已经需要处理很多东西了，所以把这个压缩的工作就交给前端的Nginx来完成。

(5)采用集群
　　单个服务器性能总是有限的，最好的办法自然是实现横向扩展，那么组建tomcat集群是有效提升性能的手段。