風(fēng)之語(yǔ)

一. 引言

性能測(cè)試與分析是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中介于架構(gòu)和調(diào)整的一個(gè)廣泛并比較不容易理解的領(lǐng)域，更是一項(xiàng)較為復(fù)雜的活動(dòng)。就像下棋游戲一樣，有效的性能測(cè)試和分析只能在一個(gè)良好的計(jì)劃策略和具備了對(duì)不可預(yù)料事件的處理能力的條件下順利地完成。一個(gè)下棋高手贏得比賽靠的不僅僅是對(duì)游戲規(guī)則的認(rèn)識(shí)，更是靠他的自己的能力和不斷地專注于分析自己對(duì)手的實(shí)力來(lái)更加有效地利用和發(fā)揮規(guī)則的作用。同樣一個(gè)優(yōu)秀的性能測(cè)試和分析人員將要面對(duì)的是來(lái)自一個(gè)全新的應(yīng)用程序和環(huán)境下帶來(lái)的整個(gè)項(xiàng)目的挑戰(zhàn)。本文中作者結(jié)合自己的使用經(jīng)驗(yàn)和參考文檔，對(duì)Tomcat性能方面的調(diào)整做一簡(jiǎn)要的介紹，并給出Tomcat性能的測(cè)試、分析和調(diào)整優(yōu)化的一些方法。

二. 測(cè)量Web服務(wù)器的性能

測(cè)量web服務(wù)器的性能是一項(xiàng)讓人感到畏縮的任務(wù)，但是我們?cè)谶@里將給出一些需要注意的地方并且指點(diǎn)你了解其中更多的細(xì)節(jié)性的內(nèi)容。它不像一些簡(jiǎn)單的任務(wù)，如測(cè)量CPU的速率或者是測(cè)量程序占用CPU的比例，web服務(wù)器的性能優(yōu)化中包括許調(diào)整許多變量來(lái)達(dá)到目標(biāo)。許多的測(cè)量策略中都包含了一個(gè)看似簡(jiǎn)單的瀏覽實(shí)際上是在向服務(wù)器發(fā)送大量的請(qǐng)求，我們稱之為客戶端的程序，來(lái)測(cè)量響應(yīng)時(shí)間?？蛻舳撕头?wù)器端是在同一臺(tái)機(jī)器上嗎？服務(wù)器在測(cè)試的時(shí)候還運(yùn)行著其它的什么程序嗎？客戶端和服務(wù)器端的通訊是通過(guò)局域網(wǎng)，100baseT，10baseT還是使用調(diào)制解調(diào)器？客戶端是否一直重復(fù)請(qǐng)求相同的頁(yè)面，還是隨機(jī)地訪問(wèn)不同的頁(yè)面？（這些影響到了服務(wù)緩存的性能）客戶端發(fā)送請(qǐng)求的有規(guī)律的還是突發(fā)的？你是在最終的配置環(huán)境下運(yùn)行服務(wù)的還是在調(diào)試的配置環(huán)境下運(yùn)行服務(wù)的？客戶端請(qǐng)求中包含圖片還是只有HTML頁(yè)面？是否有請(qǐng)求是通過(guò)servlets和JSP的，CGI程序，服務(wù)端包含（Server-Side Includes ，SSI是一個(gè)可以讓你使用動(dòng)態(tài)HTML文件的技術(shù)）？所有這些都將是我們要關(guān)心的，并且?guī)缀跷覀儾豢赡芫_地把所有的問(wèn)題都清楚地列出來(lái)。

1.壓力測(cè)試工具

“工欲善其事，必先利其器”，壓力測(cè)試只有借助于一些工具才可得以實(shí)施。

大多數(shù)web壓力測(cè)試工具的實(shí)現(xiàn)原理都是通過(guò)重復(fù)的大量的頁(yè)面請(qǐng)求來(lái)模擬多用戶對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的并發(fā)訪問(wèn)，以此達(dá)到產(chǎn)生壓力的目的。產(chǎn)生壓力的手段都是通過(guò)錄制或者是編寫壓力腳本，這些腳本以多個(gè)進(jìn)程或者線程的形式在客戶端運(yùn)行，這樣通過(guò)人為制造各種類型的壓力，我們可以觀察被測(cè)系統(tǒng)在各種壓力狀況下的表現(xiàn)，從而定位系統(tǒng)瓶頸，作為系統(tǒng)調(diào)優(yōu)的基礎(chǔ)。目前已經(jīng)存在的性能測(cè)試工具林林總總，數(shù)量不下一百種，從單一的開(kāi)放源碼的免費(fèi)小工具如 Aapache 自帶的 web 性能測(cè)試工具 Apache Benchmark、開(kāi)源的Jmeter 到大而全的商業(yè)性能測(cè)試軟件如 Mercury 的 LoadRunner 等等。任何性能測(cè)試工具都有其優(yōu)缺點(diǎn)，我們可以根據(jù)實(shí)際情況挑選用最合適的工具。您可以在這里找到一些web壓力測(cè)試工具h(yuǎn)ttp://www.softwareqatest.com/qatweb1.html#LOAD

這里我們所使用的工具要支持web應(yīng)用服務(wù)認(rèn)證才可以，要支持接收發(fā)送cookies，不僅如此Tomcat支持多種認(rèn)證方式，比如基本認(rèn)證、基于表單的認(rèn)證、相互認(rèn)證和客戶端認(rèn)證，而一些工具僅僅支持HTTP基本認(rèn)證。真實(shí)地模擬用戶認(rèn)證是性能測(cè)試工具的一個(gè)重要的部分，因?yàn)檎J(rèn)證機(jī)制將對(duì)一個(gè)web站點(diǎn)的性能特征產(chǎn)生重要的影響?；谀阍诋a(chǎn)品中使用的不同的認(rèn)證方式，你需要從上面的工具列表中選擇使用這種特性的測(cè)試工具。

Apache Benchmark和http_load是命令行形式的工具，非常易于使用。Apache Benchmark可以模仿單獨(dú)的URL請(qǐng)求并且重復(fù)地執(zhí)行，可以使用不同的命令行參數(shù)來(lái)控制執(zhí)行迭代的次數(shù)，并發(fā)用戶數(shù)等等。它的一個(gè)特點(diǎn)是可以周期性地打印出處理過(guò)程的信息，而其它工具只能給出一個(gè)全局的報(bào)告。

2.壓力測(cè)試工具介紹

三. 外部環(huán)境的調(diào)整

　　在Tomcat和應(yīng)用程序進(jìn)行了壓力測(cè)試后，如果您對(duì)應(yīng)用程序的性能結(jié)果不太滿意，就可以采取一些性能調(diào)整措施了，當(dāng)然了前提是應(yīng)用程序沒(méi)有問(wèn)題，我們這里只講Tomcat的調(diào)整。由于Tomcat的運(yùn)行依賴于JVM，所以在這里我們把Tomcat的調(diào)整可以分為兩類來(lái)詳細(xì)描述：

　　外部環(huán)境調(diào)整

　　調(diào)整非Tomcat組件，例如Tomcat運(yùn)行的操作系統(tǒng)和運(yùn)行Tomcat的java虛擬機(jī)。

　　自身調(diào)整

　　修改Tomcat自身的參數(shù)，調(diào)整Tomcat配置文件中的參數(shù)。

　　下面我們將詳細(xì)講解外部環(huán)境調(diào)整的有關(guān)內(nèi)容，Tomcat自身調(diào)整的內(nèi)容將在第2部分中闡述。

　　1.JAVA虛擬機(jī)性能優(yōu)化

　　Tomcat本身不能直接在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，需要依賴于硬件基礎(chǔ)之上的操作系統(tǒng)和一個(gè)java虛擬機(jī)。您可以選擇自己的需要選擇不同的操作系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的JDK的版本（只要是符合Sun發(fā)布的Java規(guī)范的），但我們推薦您使用Sun公司發(fā)布的JDK。確保您所使用的版本是最新的，因?yàn)镾un公司和其它一些公司一直在為提高性能而對(duì)java虛擬機(jī)做一些升級(jí)改進(jìn)。一些報(bào)告顯示JDK1.4在性能上比JDK1.3提高了將近10%到20%。

　　可以給Java虛擬機(jī)設(shè)置使用的內(nèi)存，但是如果你的選擇不對(duì)的話，虛擬機(jī)不會(huì)補(bǔ)償。可通過(guò)命令行的方式改變虛擬機(jī)使用內(nèi)存的大小。如下表所示有兩個(gè)參數(shù)用來(lái)設(shè)置虛擬機(jī)使用內(nèi)存的大小。

參數(shù)	描述
-Xms<size>	JVM初始化堆的大小
-Xmx<size>	JVM堆的最大值

　　這兩個(gè)值的大小一般根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。初始化堆的大小執(zhí)行了虛擬機(jī)在啟動(dòng)時(shí)向系統(tǒng)申請(qǐng)的內(nèi)存的大小。一般而言，這個(gè)參數(shù)不重要。但是有的應(yīng)用程序在大負(fù)載的情況下會(huì)急劇地占用更多的內(nèi)存，此時(shí)這個(gè)參數(shù)就是顯得非常重要，如果虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)設(shè)置使用的內(nèi)存比較小而在這種情況下有許多對(duì)象進(jìn)行初始化，虛擬機(jī)就必須重復(fù)地增加內(nèi)存來(lái)滿足使用。由于這種原因，我們一般把-Xms和-Xmx設(shè)為一樣大，而堆的最大值受限于系統(tǒng)使用的物理內(nèi)存。一般使用數(shù)據(jù)量較大的應(yīng)用程序會(huì)使用持久對(duì)象，內(nèi)存使用有可能迅速地增長(zhǎng)。當(dāng)應(yīng)用程序需要的內(nèi)存超出堆的最大值時(shí)虛擬機(jī)就會(huì)提示內(nèi)存溢出，并且導(dǎo)致應(yīng)用服務(wù)崩潰。因此一般建議堆的最大值設(shè)置為可用內(nèi)存的最大值的80%。

　　Tomcat默認(rèn)可以使用的內(nèi)存為128MB，在較大型的應(yīng)用項(xiàng)目中，這點(diǎn)內(nèi)存是不夠的，需要調(diào)大。

　　Windows下，在文件{tomcat_home}/bin/catalina.bat，Unix下，在文件{tomcat_home}/bin/catalina.sh的前面，增加如下設(shè)置：

　　JAVA_OPTS='-Xms【初始化內(nèi)存大小】 -Xmx【可以使用的最大內(nèi)存】'

　　需要把這個(gè)兩個(gè)參數(shù)值調(diào)大。例如：

　　JAVA_OPTS='-Xms256m -Xmx512m'

　　表示初始化內(nèi)存為256MB，可以使用的最大內(nèi)存為512MB。

　　另外需要考慮的是Java提供的垃圾回收機(jī)制。虛擬機(jī)的堆大小決定了虛擬機(jī)花費(fèi)在收集垃圾上的時(shí)間和頻度。收集垃圾可以接受的速度與應(yīng)用有關(guān)，應(yīng)該通過(guò)分析實(shí)際的垃圾收集的時(shí)間和頻率來(lái)調(diào)整。如果堆的大小很大，那么完全垃圾收集就會(huì)很慢，但是頻度會(huì)降低。如果你把堆的大小和內(nèi)存的需要一致，完全收集就很快，但是會(huì)更加頻繁。調(diào)整堆大小的的目的是最小化垃圾收集的時(shí)間，以在特定的時(shí)間內(nèi)最大化處理客戶的請(qǐng)求。在基準(zhǔn)測(cè)試的時(shí)候，為保證最好的性能，要把堆的大小設(shè)大，保證垃圾收集不在整個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試的過(guò)程中出現(xiàn)。

　　如果系統(tǒng)花費(fèi)很多的時(shí)間收集垃圾，請(qǐng)減小堆大小。一次完全的垃圾收集應(yīng)該不超過(guò) 3-5 秒。如果垃圾收集成為瓶頸，那么需要指定代的大小，檢查垃圾收集的詳細(xì)輸出，研究 垃圾收集參數(shù)對(duì)性能的影響。一般說(shuō)來(lái)，你應(yīng)該使用物理內(nèi)存的 80% 作為堆大小。當(dāng)增加處理器時(shí)，記得增加內(nèi)存，因?yàn)榉峙淇梢圆⑿羞M(jìn)行，而垃圾收集不是并行的。

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　2.操作系統(tǒng)性能優(yōu)化

　　這里說(shuō)的操作系統(tǒng)是指運(yùn)行web服務(wù)器的系統(tǒng)軟件，當(dāng)然，不同的操作系統(tǒng)是為不同的目的而設(shè)計(jì)的。比如OpenBSD是面向安全的，因此在它的內(nèi)核中有許多的限制來(lái)防止不同形式的服務(wù)攻擊（OpenBSD的一句座右銘是“默認(rèn)是最安全的”）。這些限制或許更多地用來(lái)運(yùn)行活躍的web服務(wù)器。

　　而我們常用的Linux操作系統(tǒng)的目標(biāo)是易用使用，因此它有著更高的限制。使用BSD內(nèi)核的系統(tǒng)都帶有一個(gè)名為“Generic”的內(nèi)核，表明所有的驅(qū)動(dòng)器都靜態(tài)地與之相連。這樣就使系統(tǒng)易于使用，但是如果你要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)自定義的內(nèi)核來(lái)加強(qiáng)其中某些限制，那就需要排除不需要的設(shè)備。Linux內(nèi)核中的許多驅(qū)動(dòng)都是動(dòng)態(tài)地加載的。但是換而言之，內(nèi)存現(xiàn)在變得越來(lái)越便宜，所以因?yàn)榧虞d額外的設(shè)備驅(qū)動(dòng)就顯得不是很重要的。重要的是要有更多的內(nèi)存，并且在服務(wù)器上騰出更多的可用內(nèi)存。

　　小提示：雖然現(xiàn)在內(nèi)存已經(jīng)相當(dāng)?shù)谋阋耍€是盡量不要購(gòu)買便宜的內(nèi)存。那些有牌子的內(nèi)存雖然是貴一點(diǎn)，但是從可靠性上來(lái)說(shuō)，性價(jià)比會(huì)更高一些。

　　如果是在Windows操作系統(tǒng)上使用Tomcat，那么最好選擇服務(wù)器版本。因?yàn)樵诜欠?wù)器版本上，最終用戶授權(quán)數(shù)或者操作系統(tǒng)本身所能承受的用戶數(shù)、可用的網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)或其它方面的一些方面都是有限制的。并且基于安全性的考慮，必須經(jīng)常給操作系統(tǒng)打上最新的補(bǔ)丁。

　　3.Tomcat與其它web服務(wù)器整合使用

　　雖然tomcat也可以作web服務(wù)器,但其處理靜態(tài)html的速度比不上apache,且其作為web服務(wù)器的功能遠(yuǎn)不如apache,因此我們想把a(bǔ)pache和tomcat集成起來(lái)，將html與jsp的功能部分進(jìn)行明確分工，讓tomcat只處理jsp部分，其它的由apache,IIS等這些web服務(wù)器處理，由此大大節(jié)省了tomcat有限的工作“線程”。

　　4.負(fù)載均衡

　　在負(fù)載均衡的思路下，多臺(tái)服務(wù)器為對(duì)稱方式，每臺(tái)服務(wù)器都具有同等的地位，可以單獨(dú)對(duì)外提供服務(wù)而無(wú)須其他服務(wù)器的輔助。通過(guò)負(fù)載分擔(dān)技術(shù)，將外部發(fā)送來(lái)的請(qǐng)求按一定規(guī)則分配到對(duì)稱結(jié)構(gòu)中的某一臺(tái)服務(wù)器上，而接收到請(qǐng)求的服務(wù)器都獨(dú)立回應(yīng)客戶機(jī)的請(qǐng)求。

　　提供服務(wù)的一組服務(wù)器組成了一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器集群(cluster)，并對(duì)外提供一個(gè)統(tǒng)一的地址。當(dāng)一個(gè)服務(wù)請(qǐng)求被發(fā)至該集群時(shí)，根據(jù)一定規(guī)則選擇一臺(tái)服務(wù)器，并將服務(wù)轉(zhuǎn)定向給該服務(wù)器承擔(dān)，即將負(fù)載進(jìn)行均衡分?jǐn)偂?BR>
　　通過(guò)應(yīng)用負(fù)載均衡技術(shù)，使應(yīng)用服務(wù)超過(guò)了一臺(tái)服務(wù)器只能為有限用戶提供服務(wù)的限制，可以利用多臺(tái)服務(wù)器同時(shí)為大量用戶提供服務(wù)。當(dāng)某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，負(fù)載均衡服務(wù)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并停止將服務(wù)請(qǐng)求分發(fā)至該服務(wù)器，而由其他工作正常的服務(wù)器繼續(xù)提供服務(wù)，從而保證了服務(wù)的可靠性。

　　負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)的方式大概有四種：第一是通過(guò)DNS，但只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的輪流分配，不能處理故障，第二如果是基于MS IIS，Windows 2003 server本身就帶了負(fù)載均衡服務(wù)，第三是硬件方式，通過(guò)交換機(jī)的功能或?qū)ｉT的負(fù)載均衡設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)，第四種是軟件方式，通過(guò)一臺(tái)負(fù)載均衡服務(wù)器進(jìn)行，上面安裝軟件。使用Apache Httpd Server做負(fù)載平衡器，Tomcat集群節(jié)點(diǎn)使用Tomcat就可以做到以上第四種方式。這種方式比較靈活，成本相對(duì)也較低。另外一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是可以根據(jù)應(yīng)用的情況和服務(wù)器的情況采取一些策略。

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四. 自身調(diào)整

　　本節(jié)將向您詳細(xì)介紹一些加速可使Tomcat實(shí)例加速運(yùn)行的技巧和方法，無(wú)論是在什么操作系統(tǒng)或者何種Java虛擬機(jī)上。在有些情況下，您可能沒(méi)有控制部署環(huán)境上的操作系統(tǒng)或者Java虛擬機(jī)。在這種情況下，您就需要逐行了解以下的的一些建議，然而你應(yīng)該在修改后使之生效。我認(rèn)為以下方法是Tomcat性能自身調(diào)整的最佳方式。

　　1.禁用DNS查詢

　　當(dāng)web應(yīng)用程序向要記錄客戶端的信息時(shí)，它也會(huì)記錄客戶端的IP地址或者通過(guò)域名服務(wù)器查找機(jī)器名轉(zhuǎn)換為IP地址。DNS查詢需要占用網(wǎng)絡(luò)，并且包括可能從很多很遠(yuǎn)的服務(wù)器或者不起作用的服務(wù)器上去獲取對(duì)應(yīng)的IP的過(guò)程，這樣會(huì)消耗一定的時(shí)間。為了消除DNS查詢對(duì)性能的影響我們可以關(guān)閉DNS查詢，方式是修改server.xml文件中的enableLookups參數(shù)值：

Tomcat4

<Connector className=org.apache.coyote.tomcat4.CoyoteConnector port=80 minProcessors=5 maxProcessors=75 enableLookups=false redirectPort=8443 acceptCount=100 debug=0 connectionTimeout=20000 useURIValidationHack=false disableUploadTimeout=true />

Tomcat5

<Connector port=80 maxThreads=150 minSpareThreads=25 maxSpareThreads=75 enableLookups=false redirectPort=8443 acceptCount=100 debug=0 connectionTimeout=20000 disableUploadTimeout=true/>

　　除非你需要連接到站點(diǎn)的每個(gè)HTTP客戶端的機(jī)器名，否則我們建議在生產(chǎn)環(huán)境上關(guān)閉DNS查詢功能。可以通過(guò)Tomcat以外的方式來(lái)獲取機(jī)器名。這樣不僅節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬、查詢時(shí)間和內(nèi)存，而且更小的流量會(huì)使日志數(shù)據(jù)也會(huì)變得更少，顯而易見(jiàn)也節(jié)省了硬盤空間。對(duì)流量較小的站點(diǎn)來(lái)說(shuō)禁用DNS查詢可能沒(méi)有大流量站點(diǎn)的效果明顯，但是此舉仍不失為一良策。誰(shuí)又見(jiàn)到一個(gè)低流量的網(wǎng)站一夜之間就流量大增呢？

　　2.調(diào)整線程數(shù)

　　另外一個(gè)可通過(guò)應(yīng)用程序的連接器（Connector）進(jìn)行性能控制的的參數(shù)是創(chuàng)建的處理請(qǐng)求的線程數(shù)。Tomcat使用線程池加速響應(yīng)速度來(lái)處理請(qǐng)求。在Java中線程是程序運(yùn)行時(shí)的路徑，是在一個(gè)程序中與其它控制線程無(wú)關(guān)的、能夠獨(dú)立運(yùn)行的代碼段。它們共享相同的地址空間。多線程幫助程序員寫出CPU最大利用率的高效程序，使空閑時(shí)間保持最低，從而接受更多的請(qǐng)求。

　　Tomcat4中可以通過(guò)修改minProcessors和maxProcessors的值來(lái)控制線程數(shù)。這些值在安裝后就已經(jīng)設(shè)定為默認(rèn)值并且是足夠使用的，但是隨著站點(diǎn)的擴(kuò)容而改大這些值。minProcessors服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建的處理請(qǐng)求的線程數(shù)應(yīng)該足夠處理一個(gè)小量的負(fù)載。也就是說(shuō)，如果一天內(nèi)每秒僅發(fā)生5次單擊事件，并且每個(gè)請(qǐng)求任務(wù)處理需要1秒鐘，那么預(yù)先設(shè)置線程數(shù)為5就足夠了。但在你的站點(diǎn)訪問(wèn)量較大時(shí)就需要設(shè)置更大的線程數(shù)，指定為參數(shù)maxProcessors的值。maxProcessors的值也是有上限的，應(yīng)防止流量不可控制（或者惡意的服務(wù)攻擊），從而導(dǎo)致超出了虛擬機(jī)使用內(nèi)存的大小。如果要加大并發(fā)連接數(shù)，應(yīng)同時(shí)加大這兩個(gè)參數(shù)。web server允許的最大連接數(shù)還受制于操作系統(tǒng)的內(nèi)核參數(shù)設(shè)置，通常Windows是2000個(gè)左右，Linux是1000個(gè)左右。

　　在Tomcat5對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，請(qǐng)看下表：

屬性名	描述
maxThreads	Tomcat使用線程來(lái)處理接收的每個(gè)請(qǐng)求。這個(gè)值表示Tomcat可創(chuàng)建的最大的線程數(shù)。
acceptCount	指定當(dāng)所有可以使用的處理請(qǐng)求的線程數(shù)都被使用時(shí)，可以放到處理隊(duì)列中的請(qǐng)求數(shù)，超過(guò)這個(gè)數(shù)的請(qǐng)求將不予處理。
connnectionTimeout	網(wǎng)絡(luò)連接超時(shí)，單位：毫秒。設(shè)置為0表示永不超時(shí)，這樣設(shè)置有隱患的。通?？稍O(shè)置為30000毫秒。
minSpareThreads	Tomcat初始化時(shí)創(chuàng)建的線程數(shù)。
maxSpareThreads	一旦創(chuàng)建的線程超過(guò)這個(gè)值，Tomcat就會(huì)關(guān)閉不再需要的socket線程。

　　最好的方式是多設(shè)置幾次并且進(jìn)行測(cè)試，觀察響應(yīng)時(shí)間和內(nèi)存使用情況。在不同的機(jī)器、操作系統(tǒng)或虛擬機(jī)組合的情況下可能會(huì)不同，而且并不是所有人的web站點(diǎn)的流量都是一樣的，因此沒(méi)有一刀切的方案來(lái)確定線程數(shù)的值。

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3.加速JSP編譯速度

　　當(dāng)?shù)谝淮卧L問(wèn)一個(gè)JSP文件時(shí)，它會(huì)被轉(zhuǎn)換為Java serverlet源碼，接著被編譯成Java字節(jié)碼。你可以控制使用哪個(gè)編譯器，默認(rèn)情況下，Tomcat使用使用命令行javac進(jìn)行使用的編譯器。也可以使用更快的編譯器，但是這里我們將介紹如何優(yōu)化它們。

　　另外一種方法是不要把所有的實(shí)現(xiàn)都使用JSP頁(yè)面，而是使用一些不同的java模板引擎變量。顯然這是一個(gè)跨越很大的決定，但是事實(shí)證明至少這種方法是只得研究的。如果你想了解更多有關(guān)在Tomcat可使用的模板語(yǔ)言，你可以參考Jason Hunter和William Crawford合著的《Java Servlet Programming 》一書（O'Reilly公司出版）。

　　在Tomcat 4.0中可以使用流行而且免費(fèi)的Jikes編譯器。Jikes編譯器的速度要由于Sun的Java編譯器。首先要安裝Jikes（可訪問(wèn)http://oss.software.ibm.com/pub/jikes 獲得更多的信息），接著需要在環(huán)境變量中設(shè)置JIKESPATH包含系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所需的JAR文件。裝好Jikes以后還需要設(shè)置讓JSP編譯servlet使用Jikes，需要修改web.xml文件中jspCompilerPlugin的值：

<servlet>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<servlet-class>
org.apache.jasper.servlet.JspServlet
</servlet-class>
<init-param>
<param-name>logVerbosityLevel</param-name>
<param-value>WARNING</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>jspCompilerPlugin</param-name>
<param-value>
org.apache.jasper.compiler.JikesJavaCompiler
</param-value>
</init-param>
<init-param>
<!-- <param-name>
org.apache.catalina.jsp_classpath
</param-name> -->
<param-name>classpath</param-name>
<param-value>
/usr/local/jdk1.3.1-linux/jre/lib/rt.jar:
/usr/local/lib/java/servletapi/servlet.ja
r</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>3</load-on-startup>
</servlet>

　　在Tomcat 4.1（或更高版本），JSP的編譯由包含在Tomcat里面的Ant程序控制器直接執(zhí)行。這聽(tīng)起來(lái)有一點(diǎn)點(diǎn)奇怪，但這正是Ant有意為之的一部分，有一個(gè)API文檔指導(dǎo)開(kāi)發(fā)者在沒(méi)有啟動(dòng)一個(gè)新的JVM的情況下，使用Ant。這是使用Ant進(jìn)行Java開(kāi)發(fā)的一大優(yōu)勢(shì)。另外，這也意味著你現(xiàn)在能夠在Ant中使用任何javac支持的編譯方式，這里有一個(gè)關(guān)于Apache Ant使用手冊(cè)的javac page列表。使用起來(lái)是容易的，因?yàn)槟阒恍枰?元素中定義一個(gè)名字叫“compiler”，并且在value中有一個(gè)支持編譯的編譯器名字，示例如下：

<servlet>
<servlet-name>jsp</servlet-name>
<servlet-class>
org.apache.jasper.servlet.JspServlet
</servlet-class>
<init-param>
<param-name>logVerbosityLevel</param-name>
<param-value>WARNING</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>compiler</param-name>
<param-value>jikes</param-value>
</init-param>
<load-on-startup>3</load-on-startup>
</servlet>

Ant可用的編譯器

名稱	別名	調(diào)用的編譯器
classic	javac1.1, javac1.2	Standard JDK 1.1/1.2 compiler
modern	javac1.3, javac1.4	Standard JDK 1.3/1.4 compiler
jikes		The Jikes compiler
JVC	Microsoft	Microsoft command-line compiler from the Microsoft SDK for Java/Visual J++
KJC		The kopi compiler
GCJ		The gcj compiler (included as part of gcc)
SJ	Symantec	Symantec's Java compiler
extJavac		Runs either the modern or classic compiler in a JVM of its own

　　由于JSP頁(yè)面在第一次使用時(shí)已經(jīng)被編譯，那么你可能希望在更新新的jsp頁(yè)面后馬上對(duì)它進(jìn)行編譯。實(shí)際上，這個(gè)過(guò)程完全可以自動(dòng)化，因?yàn)榭梢源_認(rèn)的是新的JSP頁(yè)面在生產(chǎn)服務(wù)器和在測(cè)試服務(wù)器上的運(yùn)行效果是一樣的。

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在Tomcat4的bin目錄下有一個(gè)名為jspc的腳本。它僅僅是運(yùn)行翻譯階段，而不是編譯階段，使用它可以在當(dāng)前目錄生成Java源文件。它是調(diào)試JSP頁(yè)面的一種有力的手段。

　　可以通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)再確認(rèn)一下編譯的結(jié)果。這樣就確保了文件被轉(zhuǎn)換成serverlet，被編譯了可直接執(zhí)行。這樣也準(zhǔn)確地模仿了真實(shí)用戶訪問(wèn)JSP頁(yè)面，可以看到給用戶提供的功能。也抓緊這最后一刻修改出現(xiàn)的bug并且修改它J

　　Tomcat提供了一種通過(guò)請(qǐng)求來(lái)編譯JSP頁(yè)面的功能。例如，你可以在瀏覽器地址欄中輸入http://localhost:8080/examples/jsp/dates/date.jsp?jsp_precompile=true，這樣Tomcat就會(huì)編譯data.jsp而不是執(zhí)行它。此舉唾手可得，不失為一種檢驗(yàn)頁(yè)面正確性的捷徑。

　　4. 其它

　　前面我們提到過(guò)操作系統(tǒng)通過(guò)一些限制手段來(lái)防止惡意的服務(wù)攻擊，同樣Tomcat也提供了防止惡意攻擊或禁止某些機(jī)器訪問(wèn)的設(shè)置。

　　Tomcat提供了兩個(gè)參數(shù)供你配置：RemoteHostValve 和RemoteAddrValve。

　　通過(guò)配置這兩個(gè)參數(shù)，可以讓你過(guò)濾來(lái)自請(qǐng)求的主機(jī)或IP地址，并允許或拒絕哪些主機(jī)/IP。與之類似的，在Apache的httpd文件里有對(duì)每個(gè)目錄的允許/拒絕指定。

　　例如你可以把Admin Web application設(shè)置成只允許本地訪問(wèn)，設(shè)置如下：

<Context path=/path/to/secret_files ...>
<Valve className=org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve

allow=127.0.0.1 deny=/>
</Context>

　　如果沒(méi)有給出允許主機(jī)的指定，那么與拒絕主機(jī)匹配的主機(jī)就會(huì)被拒絕，除此之外的都是允許的。與之類似，如果沒(méi)有給出拒絕主機(jī)的指定，那么與允許主機(jī)匹配的主機(jī)就會(huì)被允許，除此之外的都是拒絕的。


五. 容量計(jì)劃

　　容量計(jì)劃是在生產(chǎn)環(huán)境中使用Tomcat不得不提的提高性能的另一個(gè)重要的話題。如果你沒(méi)有對(duì)預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)流量下的硬件和帶寬做考慮的話那么無(wú)論你如何做配置修改和測(cè)試都無(wú)濟(jì)于事。

　　這里先對(duì)提及的容量計(jì)劃作一個(gè)簡(jiǎn)要的定義：容量計(jì)劃是指評(píng)估硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶寬，確定應(yīng)用服務(wù)的服務(wù)范圍，尋求適合需求和軟件特性的軟硬件的一項(xiàng)活動(dòng)。因此這里所說(shuō)的軟件不僅包括Tomcat，也包括與Tomcat結(jié)合使用的任何第三方web服務(wù)器軟件。

　　如果在購(gòu)買軟硬件或部署系統(tǒng)前你對(duì)容量計(jì)劃一無(wú)所知，不知道現(xiàn)有的軟硬件環(huán)境能夠支撐多少的訪問(wèn)量，甚至更糟直到你已經(jīng)交付并且在生產(chǎn)環(huán)境上部署產(chǎn)品后才意識(shí)到配置有問(wèn)題時(shí)再進(jìn)行變更可能為時(shí)已晚。此時(shí)只能增加硬件投入，增加硬盤容量甚至購(gòu)買更好的服務(wù)器。如果事先做了容量計(jì)劃那么就不會(huì)搞的如此焦頭爛額了。

　　我們這里只介紹與Tomcat相關(guān)的內(nèi)容。

　　首先為了確定Tomcat使用機(jī)器的容量計(jì)劃，你應(yīng)該從一下列表項(xiàng)目種著手研究和計(jì)劃：

　　1. 硬件

　　采用什么樣的硬件體系？需要多少臺(tái)計(jì)算機(jī)？使用一個(gè)大型的，還是使用多臺(tái)小型機(jī)？每個(gè)計(jì)算機(jī)上使用幾個(gè)CPU？使用多少內(nèi)存？使用什么樣的存儲(chǔ)設(shè)備，I/O的處理速度有什么要求？怎樣維護(hù)這些計(jì)算機(jī)？不同的JVM在這些硬件上運(yùn)行的效果如何（比如IBM AIX系統(tǒng)只能在其設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)上運(yùn)行）？

　　2. 網(wǎng)絡(luò)帶寬

　　帶寬的使用極限是多少？web應(yīng)用程序如何處理過(guò)多的請(qǐng)求？

　　3. 服務(wù)端操作系統(tǒng)

　　采用哪種操作系統(tǒng)作為站點(diǎn)服務(wù)器最好？在確定的操作系統(tǒng)上使用哪個(gè)JVM最好？例如，JVM在這種系統(tǒng)上是否支持本地多線程，對(duì)稱多處理？哪種系統(tǒng)可使web服務(wù)器更快、更穩(wěn)定，并且更便宜。是否支持多CPU？

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4. Tomcat容量計(jì)劃

　　以下介紹針對(duì)Tomcat做容量計(jì)劃的步驟：

　　1） 量化負(fù)載。如果站點(diǎn)已經(jīng)建立并運(yùn)行，可以使用前面介紹的工具模仿用戶訪問(wèn)，確定資源的需求量。

　　2） 針對(duì)測(cè)試結(jié)果或測(cè)試過(guò)程中進(jìn)行分析。需要知道那些請(qǐng)求造成了負(fù)載過(guò)重或者使用過(guò)多的資源，并與其它請(qǐng)求做比較，這樣就確定了系統(tǒng)的瓶頸所在。例如：如果servlet在查詢數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟上耗用較長(zhǎng)的時(shí)間，那么就需要考慮使用緩沖池來(lái)降低響應(yīng)時(shí)間。

　　3） 確定性能最低標(biāo)準(zhǔn)。例如，你不想讓用戶花20秒來(lái)等待結(jié)果頁(yè)面的返回，也就是說(shuō)甚至在達(dá)到訪問(wèn)量的極限時(shí)，用戶等待的時(shí)間也不能超過(guò)20秒種（從點(diǎn)擊鏈接到看到返第一條返回?cái)?shù)據(jù)）。這個(gè)時(shí)間中包含了數(shù)據(jù)庫(kù)查詢時(shí)間和文件訪問(wèn)時(shí)間。同類產(chǎn)品性能在不同的公司可能有不同的標(biāo)準(zhǔn)，一般最好采取同行中的最低標(biāo)準(zhǔn)或?qū)@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做出評(píng)估。

　　4） 確定如何合理使用底層資源，并逐一進(jìn)行測(cè)試。底層資源包括CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)器、帶寬、操作系統(tǒng)、JVM等等。在各種生產(chǎn)環(huán)境上都按順序進(jìn)行部署和測(cè)試，觀察是否符合需求。在測(cè)試Tomcat時(shí)盡量多采用幾種JVM，并且調(diào)整JVM使用內(nèi)存和Tomcat線程池的大小進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)為了達(dá)到資源充分合理穩(wěn)定地使用的效果，還需針對(duì)測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的硬件系統(tǒng)瓶頸進(jìn)行處理確定合理的資源配置。這個(gè)過(guò)程最為復(fù)雜，而且一般由于沒(méi)有可參考的值所以只能靠理論推斷和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

　　5） 如果通過(guò)第4步的反復(fù)測(cè)試如果達(dá)到了最優(yōu)的組合，就可以在相同的生產(chǎn)環(huán)境上部署產(chǎn)品了。

　　此外應(yīng)牢記一定要文檔化你的測(cè)試過(guò)程和結(jié)果，因?yàn)榇撕罂赡苓€會(huì)進(jìn)行測(cè)試，這樣就可以拿以前的測(cè)試結(jié)果做為參考。另外測(cè)試過(guò)程要反復(fù)多次進(jìn)行，每次的條件可能都不一樣，因此只有記錄下來(lái)才能進(jìn)行結(jié)果比較和最佳條件的選擇。

　　這樣我們通過(guò)測(cè)試找到了最好的組合方式，各種資源得到了合理的配置，系統(tǒng)的性能得到了極大的提升。


六. 附加資料

　　很顯然本文也很難全面而詳盡地闡述性能優(yōu)化過(guò)程。如果你進(jìn)行更多研究的話可能會(huì)把性能調(diào)優(yōu)做的更好，比如Java程序的性能調(diào)整、操作系統(tǒng)的調(diào)整、各種復(fù)雜環(huán)境與應(yīng)用系統(tǒng)和其它所有與應(yīng)用程序相關(guān)的東西。在這里提供一些文中提到的一些資源、文中提到的相關(guān)內(nèi)容的鏈接以及本文的一些參考資料。

　　1. Web性能測(cè)試資料及工具

　　1） Jmeter Wiki首頁(yè)，Jmeter為一個(gè)開(kāi)源的100%Java開(kāi)發(fā)的性能測(cè)試工具
　　http://wiki.apache.org/jakarta-jmeter/

　　2） Apache Benchmark使用說(shuō)明
　　http://httpd.apache.org/docs-2.0/programs/ab.html

　　3） 一些Java相關(guān)測(cè)試工具的介紹，包含可以與Tomcat集成進(jìn)行測(cè)試的工具
　　http://blog.csdn.net/wyingquan/

　　4） LoadRunner? 是一種預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為和性能的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)負(fù)載測(cè)試工具。它通過(guò)模擬數(shù)據(jù)以千萬(wàn)計(jì)用戶來(lái)實(shí)施并發(fā)負(fù)載來(lái)對(duì)整個(gè)企業(yè)架構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，來(lái)幫助您更快的查找和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
　　http://www.mercury.com/us/products/performance-center/loadrunner/


　　2. 文中介紹的相關(guān)內(nèi)容的介紹

　　1） Apache 2.x + Tomcat 4.x做負(fù)載均衡，描述了如何利用jk配置集群的負(fù)載均衡。
　　http://raibledesigns.com/tomcat/index.html

　　2） 容量計(jì)劃的制定，收集了許多有關(guān)制定web站點(diǎn)容量計(jì)劃的例子：
　　http://www.capacityplanning.com/

　　3） 評(píng)測(cè)Tomcat5負(fù)載平衡與集群，
　　http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=556&thread=19777

　　4） Apache與Tomcat的安裝與整合之整合篇
　　http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=23&thread=18139

　　5） 性能測(cè)試工具之研究，介紹了性能測(cè)試工具的原理與思路
　　http://www.51testing.com/emagzine/No2_2.htm

　　6） Java的內(nèi)存泄漏
　　http://www.matrix.org.cn/resource/article/409.html

　　7） Web服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器有什么區(qū)別？
　　http://www.matrix.org.cn/resource/article/1429.html

　　8） 詳細(xì)講解性能中數(shù)據(jù)庫(kù)集群的問(wèn)題
　　http://www.theserverside.com/articles/article.tss?l=DB_Break