Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器,也是JavaEE开发人员最常用的服务器之一。不过,许多开发人员不知道的是,Tomcat Connector(Tomcat连接器)有bionioapr三种运行模式,那么这三种运行模式有什么区别呢,我们又如何修改Tomcat Connector的运行模式来提高Tomcat的运行性能呢?

        下面,我们先大致了解Tomcat Connector的三种运行模式。

  • bio

            bio(blocking I/O),顾名思义,即阻塞式I/O操作,表示Tomcat使用的是传统的Java I/O操作(即java.io包及其子包)。Tomcat在默认情况下,就是以bio模式运行的。遗憾的是,就一般而言,bio模式是三种运行模式中性能最低的一种。我们可以通过Tomcat Manager来查看服务器的当前状态。

            Tomcat Manager是Tomcat自带的、用于对Tomcat自身以及部署在Tomcat上的应用进行管理的web应用。Tomcat是Java领域使用最广泛的服务器之一,因此Tomcat Manager也成为了使用非常普遍的功能应用。

在 默认情况下,Tomcat Manager是处于禁用状态的。准确地说,Tomcat Manager需要以用户角色进行登录并授权才能使用相应的功能,不过Tomcat并没有配置任何默认的用户,因此需要我们进行相应的用户配置之后才能使 用Tomcat Manager。

Tomcat Manager的用户配置是在Tomcat安装目录/conf/tomcat-users.xml文件中进行管理的。

Tomcat Manager的用户配置非常简单,下面我们以一个具体的配置为例:

<tomcat-users>
<role rolename="manager-gui"/>
<role rolename="manager-script"/>
<user username="tomcat" password="tomcat" roles="manager-gui"/>
<user username="admin" password="123456" roles="manager-script"/>
</tomcat-users>

如上所示,我们只需要在tomcat-users节点中配置相应的role(角色/权限)和user(用户)即可。一个user节点表示单个用户,属性username和password分别表示登录的用户名和密码,属性roles表示该用户所具备的权限。    user节点的roles属性值与role节点的rolename属性值相对应,表示当前用户具备该role节点所表示的角色权限。当然,一个用户可以具备多种权限,因此属性roles的值可以是多个rolename,多个rolename之间以英文逗号隔开即可。

        稍加思考,我们就应该猜测到,rolename的属性值并不是随意的内容,否则Tomcat怎么能够知道我们随便定义的rolename表示什么样的权限呢。实际上,Tomcat已经为我们定义了4种不同的角色——也就是4个rolename,我们只需要使用Tomcat为我们定义的这几种角色就足够满足我们的工作需要了。

         以下是Tomcat Manager 4种角色的大致介绍(下面URL中的*为通配符):

         manager-gui


         允许访问html接口(即URL路径为/manager/html/*)

         manager-script    

         允许访问纯文本接口(即URL路径为/manager/text/*)

         manager-jmx

         允许访问JMX代理接口(即URL路径为/manager/jmxproxy/*)

         manager-status

         允许访问Tomcat只读状态页面(即URL路径为/manager/status/*)

  • nio

         nio(new I/O),是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操作方式(即java.nio包及其子包)。Java nio是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操作的Java API,因此nio也被看成是non-blocking I/O的缩写。它拥有比传统I/O操作(bio)更好的并发运行性能。要让Tomcat以nio模式来运行也比较简单,我们只需要在Tomcat安装目录/conf/server.xml文件中将如下配置:

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

中的protocol属性值改为org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol即可:

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

此时,我们就可以在Tomcat Manager中看到当前服务器状态页面的HTTP协议的Connector运行模式已经从http-bio-8080变成了http-nio-8080

  • 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:

信息: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: xxx/xxx(这里是路径信息)

    Linux如果安装了apr和native,Tomcat直接启动就支持apr。(http://dihaifeng.blog.51cto.com/8814208/1697396  依赖包安装方法 )

                此外,与配置nio运行模式一样,也需要将对应的Connector节点的protocol属性值改为org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol。 不过,上述繁琐的操作都是Tomcat 7.0.30之前的版本才需要这样配置,从Tomcat 7.0.30版本开始,Tomcat已经自带了tcnative-1.dll等文件,并且默认就是在Tomcat apr模式下运行,因此我们只需要下载最新版本的Tomcat直接使用即可。



  • Tomcat Connector的三种不同的运行模式性能相差很大,有人测试过的结果如下:

  • Tomcat Connector三种运行模式(BIO, NIO, APR)的比较和优化

  • BIO:

    一个线程处理一个请求。缺点:并发量高时,线程数较多,浪费资源。Tomcat7或以下,在Linux系统中默认使用这种方式。

  • NIO:

利用Java的异步IO处理,可以通过少量的线程处理大量的请求。Tomcat8在Linux系统中默认使用这种方式。

Tomcat7必须修改Connector配置来启动:

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" 

         connectionTimeout="20000" redirectPort="8443"/> 

  • APR:

    Apache Portable Runtime,从操作系统层面解决io阻塞问题。

    Tomcat7或Tomcat8在Win7或以上的系统中启动默认使用这种方式。



  • 官方对这三种的区别的详细说明:

                      Java Blocking Connector   Java Nio Blocking Connector   APR/native Connector 
                                 BIO                         NIO                       APR 
    Classname                AjpProtocol               AjpNioProtocol           AjpAprProtocol 
    Tomcat Version           3.x onwards                 7.x onwards              5.5.x onwards 
    Support Polling              NO                          YES                       YES 
    Polling Size                 N/A                   maxConnections             maxConnections 
    Read Request Headers      Blocking                  Sim Blocking                   Blocking 
    Read Request Body         Blocking                  Sim Blocking                   Blocking 
    Write Response            Blocking                  Sim Blocking                   Blocking 
    Wait for next Request     Blocking                  Non Blocking               Non Blocking 
    Max Connections        maxConnections              maxConnections             maxConnections