Tomcat 8.5 基于APR库性能优化

简介

Tomcat可以使用Apache Portable Runtime来提供卓越的性能及可扩展性,更好地与本地服务器技术的集成。Apache Portable Runtime是一个高度可移植的库,位于Apache HTTP Server 2.x的核心。APR有许多用途,包括访问高级IO功能(如sendfile,epoll和OpenSSL),操作系统级功能(随机数生成,系统状态等)以及本地进程处理(共享内存,NT管道和Unix套接字)。

BIO | NIO | APR

Tomcat支持三种接收请求的处理方式:BIO、NIO、APR(最优)
在Tomcat 8以上版本,默认使用NIO模式

BIO

阻塞式I/O操作即使用的是传统 I/O操作,Tomcat7以下版本默认情况下是以BIO模式运行的,由于每个请求都要创建一个线程来处理,线程开销较大,不能处理高并发的场景,在三种模式中性能也最低。
配置如下(tomcat安装目录下的/conf/server.xml)

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

NIO

NIO是Java 1.4 及后续版本提供的一种新的I/O操作方式,是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API,它拥有比传统I/O操作(BIO)更好的并发运行性能。tomcat 8版本及以上默认就是在NIO模式下允许。
配置如下(tomcat安装目录下的/conf/server.xml)

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

 

APR

APR(Apache Portable Runtime/Apache可移植运行时),是Apache HTTP服务器的支持库。你可以简单地理解为,Tomcat将以JNI的形式调用Apache HTTP服务器的核心动态链接库来处理文件读取或网络传输操作,从而大大地提高Tomcat对静态文件的处理性能。 Tomcat apr也是在Tomcat上运行高并发应用的首选模式。
如果我们的Tomcat不是在apr模式下运行,在启动Tomcat的时候,我们可以在日志信息中看到类似如下信息:

INFO: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib

 

从Tomcat 7.0.30版本开始,默认就是在Tomcat apr模式下运行。
配置如下(tomcat安装目录下的/conf/server.xml):

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />

 

官方要求

APR 1.2+ development headers (libapr1-dev package)
OpenSSL 1.0.2+ development headers (libssl-dev package)
JNI headers from Java compatible JDK 1.4+
GNU development environment (gcc, make)

生产环境

System: CentOS 7.4
Tomcat: 8.5.32
Java: 1.8.0_171

安装java

java环境在tomcat安装时

yum install -y java-1.8.0-openjdk-devel

 

安装apr

wget http://mirrors.shu.edu.cn/apache//apr/apr-1.6.3.tar.gz 
tar xf apr-1.6.3.tar.gz 
cd apr-1.6.3
./configure --prefix=/usr/local/apr
make && make install

 

安装apr-iconv

wget http://mirrors.shu.edu.cn/apache//apr/apr-iconv-1.2.2.tar.gz
tar xf apr-iconv-1.2.2.tar.gz 
cd apr-iconv-1.2.2
./configure --prefix=/usr/local/apr-iconv --with-apr=/usr/local/apr
make && make install

安装apr-util

wget http://mirrors.shu.edu.cn/apache//apr/apr-util-1.6.1.tar.gz
cd apr-util-1.6.1
./configure ./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr --with-apr-iconv=/usr/local/apr-iconv/bin/apriconv
make && make install

xml/apr_xml.c: In function ‘apr_xml_parser_geterror’:
xml/apr_xml.c:500: error: ‘apr_xml_parser’ has no member named ‘xp_err’
xml/apr_xml.c:500: error: ‘apr_xml_parser’ has no member named ‘xp_err’
make[1]: * [xml/apr_xml.lo] Error 1
make[1]: Leaving directory `/root/Downloads/apache_svn/apr-util-1.6.0′
make: * [all-recursive] Error 1

如报错,需要执行如下命令

yum install expat-devel -y

安装openssl

wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.0h.tar.gz
./config --prefix=/usr/local/openssl
make -j 4 && make install

安装tomcat-native

cd /usr/local/tomcat/bin/
tar xf tomcat-native.tar.gz
cd tomcat-native-1.2.17-src/native
./configure --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.8.0 --with-ssl=/usr/local/openssl 
make && make install

添加环境变量

cat << EOF > /etc/profile.d/jdk.sh 
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/apr/lib:\$LD_LIBRARY_PATH
EOF

 

source /etc/profile.d/jdk.sh
或在 catalina.sh

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS $JSSE_OPTS -Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m" -Djava.library.path=/usr/local/apr/lib

配置server.xml

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
默认值:

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

 

修改为:

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
 connectionTimeout="20000"
 redirectPort="8443" />

 

默认值:

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

 

修改为:

<Connector port="8009" protocol="org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol" redirectPort="8443" />

查看日志验证

tail /var/log/tomcat/catalina.2018-07-11.log
11-Jul-2018 16:30:55.451 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-apr-8080"]
11-Jul-2018 16:30:55.482 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-apr-8009"]
11-Jul-2018 16:30:55.486 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in 4850 ms

 

["http-apr-8080"] ["http-apr-8009"]
可以看到已经以apr协议模式启动成功,经基于APR的技术web压力测试,Tomcat的性能飙升。

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