tomcat 线程池的使用

1，应用背景：项目压力测试，要求同时支持并发数量8000（一秒钟1到2个请求，一直加到8000），5台tomcat配置（apache-tomcat-7.0.72）

线程池配置：

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" 
        maxThreads="800" minSpareThreads="100" maxSpareThreads="500"  maxQueueSize="100"  prestartminSpareThreads="true" maxIdleTime="60000" />

 connector 配置：

   <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />   -->
        <Connector port="8080"     executor="tomcatThreadPool"
              protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
                  connectionTimeout="40000"  
                  redirectPort="8443" 
                  enableLookups="false"
                  maxPostSize="10485760"
                  URIEncoding="UTF-8"
          acceptCount="1000"
              maxKeepAliveRequests="1"  
                  acceptorThreadCount="2"
          disableUploadTimeout="true" 
          maxConnections="10000"                  
          tcpNoDelay="true"       
           />

 2，概念知识

    1）connector对象

 

        tomcat 中Connector是用来创建request和response对象，并用于处理请求和处理交换数据的；然后将请求发送给Engine(servlet 容器)，Engine处理完成之后再通过Connector 返回给客户端，这也是一个MVC的处理过程。其中Connector可以分为HTTP Connector，AJP Connector等。

 不同版本的tomcat支持不同的Connector，Tomcat 7 支持BIO，NIO和APR

Tomcat 8 支持BIO，NIO，APR和NIO2

Tomcat 9 支持NIO，APR和NIO2

其中APR 是Apache Portable Runtime,是Apache可移植运行库，利用本地库可以实现高可用性，是高并发模式下的首选模式，但是需要安装apr，apri-utils，tomcat-native等包。

tomcat 中的connector可以通过protocol属性来制定使用不同的协议，默认为HTTP/1.1

HTTP/1.1：默认值，使用的协议与Tomcat版本有关

org.apache.coyote.http11.Http11Protocol：BIO

org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol：NIO

org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol：NIO2

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol：APR

在Tomcat7中，自动选取使用BIO或APR（如果找到APR需要的本地库，则使用APR，否则使用BIO）；

在Tomcat8中，自动选取使用NIO或APR（如果找到APR需要的本地库，则使用APR，否则使用NIO）。

 

    2）tomcat 处理请求的过程

 

在accept队列中接收连接（当客户端向服务器发送请求时，如果客户端与OS完成三次握手建立了连接，则OS将该连接放入accept队列）；

在连接中获取请求的数据，生成request；调用servlet容器处理请求；返回response。

其中：连接是TCP层面的（传输层），对应socket；

请求是HTTP层面的（应用层），必须依赖于TCP的连接实现；一个TCP连接中可能传输多个HTTP请求。

 

   3）socket数量和连接之间的关系

 

目前大多数HTTP请求使用的是长连接（HTTP/1.1默认keep-alive为true），而长连接意味着，一个TCP的socket在当前请求结束后，如果没有新的请求到来，socket不会立马释放，而是等timeout后再释放。

如果使用BIO，“读取socket并交给Worker中的线程”这个过程是阻塞的，也就意味着在socket等待下一个请求或等待释放的过程中，处理这个socket的工作线程会一直被占用，无法释放；因此Tomcat可以同时处理的socket数目不能超过最大线程数，性能受到了极大限制。

而使用NIO，“读取socket并交给Worker中的线程”这个过程是非阻塞的，当socket在等待下一个请求或等待释放时，并不会占用工作线程，因此Tomcat可以同时处理的socket数目远大于最大线程数，并发性能大大提高。

3  参数含义

   1）acceptCount

accept队列的长度；当accept队列中连接的个数达到acceptCount时，队列满，进来的请求一律被拒绝。默认值是100。

 

   2) maxConnections

Tomcat在任意时刻接收和处理的最大连接数。当Tomcat接收的连接数达到maxConnections时，Acceptor线程不会读取accept队列中的连接；这时accept队列中的线程会一直阻塞着，直到Tomcat接收的连接数小于maxConnections。如果设置为-1，则连接数不受限制。

 

默认值与连接器使用的协议有关：NIO的默认值是10000，APR/native的默认值是8192，而BIO的默认值为maxThreads（如果配置了Executor，则默认值是Executor的maxThreads）。

 

在windows下，APR/native的maxConnections值会自动调整为设置值以下最大的1024的整数倍；如设置为2000，则最大值实际是1024。

 

   3) maxThreads

请求处理线程的最大数量。默认值是200（Tomcat7和8都是的）。如果该Connector绑定了Executor，这个值会被忽略，因为该Connector将使用绑定的Executor，而不是内置的线程池来执行任务。

 

maxThreads规定的是最大的线程数目，并不是实际running的CPU数量；实际上，maxThreads的大小比CPU核心数量要大得多。这是因为，处理请求的线程真正用于计算的时间可能很少，大多数时间可能在阻塞，如等待数据库返回数据、等待硬盘读写数据等。因此，在某一时刻，只有少数的线程真正的在使用物理CPU，大多数线程都在等待；因此线程数远大于物理核心数才是合理的。

 

换句话说，Tomcat通过使用比CPU核心数量多得多的线程数，可以使CPU忙碌起来，大大提高CPU的利用率。

 

   4)  参数设置

 

（1）maxThreads的设置既与应用的特点有关，也与服务器的CPU核心数量有关。通过前面介绍可以知道，maxThreads数量应该远大于CPU核心数量；而且CPU核心数越大，maxThreads应该越大；应用中CPU越不密集（IO越密集），maxThreads应该越大，以便能够充分利用CPU。当然，maxThreads的值并不是越大越好，如果maxThreads过大，那么CPU会花费大量的时间用于线程的切换，整体效率会降低。

 

（2）maxConnections的设置与Tomcat的运行模式有关。如果tomcat使用的是BIO，那么maxConnections的值应该与maxThreads一致；如果tomcat使用的是NIO，那么类似于Tomcat的默认值，maxConnections值应该远大于maxThreads。

 

（3）通过前面的介绍可以知道，虽然tomcat同时可以处理的连接数目是maxConnections，但服务器中可以同时接收的连接数为maxConnections+acceptCount 。acceptCount的设置，与应用在连接过高情况下希望做出什么反应有关系。如果设置过大，后面进入的请求等待时间会很长；如果设置过小，后面进入的请求立马返回connection refused。

  

4  Executor 参数

 

name：该线程池的标记

 

maxThreads：线程池中最大活跃线程数，默认值200（Tomcat7和8都是）

 

minSpareThreads：线程池中保持的最小线程数，最小值是25

 

maxIdleTime：线程空闲的最大时间，当空闲超过该值时关闭线程（除非线程数小于minSpareThreads），单

位是ms，默认值60000（1分钟）

daemon：是否后台线程，默认值true

 

threadPriority：线程优先级，默认值5

 

namePrefix：线程名字的前缀，线程池中线程名字为：namePrefix+线程编号

 

参考文档：http://www.cnblogs.com/kismetv/p/7806063.html