Tomcat的三种运行模式

Tomcat支持三种接收请求的处理方式： BIO, NIO, APR

BIO模式： 阻塞式I/O操做，表示Tomcat使用的是传统Java I/O操做（即：java.io包及其子包）；Tomcat 7如下版本默认状况下是以BIO模式运行的，因为每一个请求的都要建立一个线程来处理，所以 线程的开销较大，不能处理高并的场景，在三种模式中性能也最低效；启动Tomcat看日志以下表示为BIO模式：

NIO模式： 是Java SE 1.4之后续版本提供的一种新的I/O操做方式（即：java.nio包及其子包）；是一个基于 缓存区、并提供非阻塞I/O操做的Java API，它拥有比传统的I/O操做（BIO）更好的并发运行性能；

APR模式： 简单理解就是，从操做系统级别解决异步IO问题，大幅度的提升服务器的处理合相应性能，也是Tomcat运行高并发应用的首选模式；

官方对三种运行模式的区别说明以下：

参数	Java Blocking Connector (BIO模式)	Java Nio Blocking Connector（NIO模式）	APR/native Connector（APR模式）
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

特征 

 

模式	默认运行版本	处理方式
BIO运行模式	Tomcat7或如下版本	一个线程处理一个请求；缺点：并发量高是，线程数较多，浪费资源
NIO运行模式	Tomcat8版本	利用Java的异步IO处理，可经过少许的线程处理大量请求；
APR运行模式	Tomcat7 或 8 在win7或以上系统中默认使用	从操做系统层面解决IO阻塞问题；

Tomcat启动时，能够经过 catalina.out启动日志查看使用的是哪一种运行模式：

Tomcat BIO模式

自Tomcat 8.5 版本开始，Tomcat就移除了对BIO的支持； BIO即阻塞式I/O，是java提供的最基本的I/O方式。在网络通讯（此处主要讨论TCP/IP协议）中，须要经过Socket在客户端与服务端创建双向连接以实现通讯，主要步骤以下：

• （1） 服务端监听某个端口是否有连接请求

• （2） 客户端想服务端发出连接请求

• （3） 服务端想客户端返回Accept（接受）消息，此时连接成功

• （4） 客户端和服务端经过send()、write()等方法与对方通讯

• （5） 关闭连接

Tomcat 7如下版本默认状况下是以BIO模式运行的，因为每一个请求的都要建立一个线程来处理，所以 线程的开销较大，不能处理高并发的场景，在三种模式中性能也最低效；启动Tomcat看日志以下表示为BIO模式：

Tomcat NIO模式

重要提示：使用这些功能须要使用APR或NIO HTTP链接器。传统的java.io HTTP链接器和AJP链接器不支持它们

传统的BIO方式是基于流进行读写的，并且是阻塞的，总体性能比较差； 为了提供I/O性能，JDK自1.4版本引入了NIO模式，它弥补了原来BIO方式的不足，在标准的java代码中提供了 高速、面向块的I/O。 经过定义包含数据的类以及以块的形式处理数据，NIO能够在不编写本地代码的状况下利用底层优化，这是BIO所没法作到的；

NIO模式 是Java SE 1.4及后续版本提供的一种新的I/O操做方式(即java.nio包及其子包)。是一个基于缓冲区、并能提供非阻塞I/O操做的Java API，它拥有比传统I/O操做(bio)更好的并发运行性能。要让Tomcat以nio模式来运行比较简单，只须要在Tomcat安装目录/conf/server.xml文件中将以下配置：

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

 

修改为：

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

 

注意： Tomcat8以上版本，默认使用的就是NIO模式；不须要额外修改

提示： 更改模式时，若是只修改上述文件内容，则只有 ["http-nio-8180"]被修改成NIO模式，若想上图中2处都修改成 NIO模式则还须要修改以下内容：

<Connector port="8109" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

改成：

 <Connector port="8109" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" redirectPort="8443" />

如下属性是特定于NIO链接器 NIO链接器官方详细说明

Tomcat NIO2模式

NIO2是JDK7新增的文件及网络I/O特性，它继承自NIO 同时添加了众多特性及功能改进，其中最重要的便是对异步I/O(AIO）的支持；

•  

  1 . 通道 在AIO中，通道必须实现接口 java.nio.chanels.AsynchronousChannel（继承自java.nio.channels.Channel） JDK7提供了3个通道实现类： java.nio.channels.AsynchronousFileChannel用于文件I/O， java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel 和 java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel用于网络I/O

   

•  

  2 . 缓冲区 AIO仍经过操做缓冲区完成数据的读写操做，这里再也不阐述。

   

•  

  3 . Future 和 CompletionHandler AIO操做存在两种操做方式： Future 和 CompletionHandler ； 咱们可使用其中任何一种来完成I/O操做 首先， AIO使用了java并发包的API，不管接收Socket请求仍是读写操做，都可以返回一个java.util.concurrent.Future对象来表示I/O处于等待状态； 经过Future的方法，咱们能够检测操做是否完成（isDone）、等待完成并取得操做结果（get）等。 当接收请求（accept）结束时，Future.get返回值为AsynchronousSocketChannel； 读写操做时（read/write），Future.get返回值为读写操做结果。

   

•  

  4 . 异步通道组 AIO新引入了异步通道组（Asynchronous Channel Group）的概念，每一个异步通道均属于一个指定的异步通道组，同一个通道组内的通道共享一个线程池； 线程池内的线程接收指令来执行I/O事件并将结果分发到CompletionHandler。 异步通道组包括线程池以及全部通道工做线程共享的资源。通道生命周期受所属通道组影响，当通道组关闭后，通道也随之关闭；

   

Tomcat APR模式

• APR模式：简单来讲，就是从操做系统级别解决异步IP问题，大幅度的提升服务器的处理和响应性能，也是Tomcat运行高并发应用的首选模式；

• 启动这种模式须要安装一些依赖库，下面进行详细说明：

基于Apache Portable Runtime（APR）的Tomcat本地库

安装要求：

• APR 1.2+开发头文件（libapr1-dev包）

• OpenSSL 0.9.7+开发头文件（libssl-dev包）

• 来自Java兼容JDK 1.4+的JNI头文件

• GNU开发环境（gcc，make）

apr的安装

下载apr包地址（http://apache.fayea.com/apr/）

 ## 下载解压wget http://apache.fayea.com/apr/apr-1.6.3.tar.gz
wget http://apache.fayea.com/apr/apr-util-1.6.1.tar.gz
tar fxz apr-1.6.3.tar.gz
tar fxz apr-util-1.6.1.tar.gz
## 安装
cd apr-1.6.3/
./configure --prefix=/usr/local/apr
make && make install
cd apr-util-1.6.1/./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr
make && make install

安装tomcat-native

 cd /usr/local/tomcat/bin tar -zxvf tomcat-native.tar.gz
,cd tomcat-native-1.1.22-src/jni/native
./configure --with-apr=/usr/local/apr
make && make install

 

设置apr环境变量

 # vim /etc/profile

,# vim /etc/profileexport LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/apr/lib# 执行 source /etc/profile 当即生效

修改Tomcat配置文件

修改http协议

 <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" />，

修改AJP协议

<Connector port="8109" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

改成：

 <Connector port="8109" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol" redirectPort="8443" />

总结

对于每种协议，Tomcat都提供了对应的I/O方式的实现，并且Tomcat官方还提供了在每种协议下每种I/O实现方案的差别； HTTP协议下的处理方式以下表：

	NIO	NIO2	APR
引用版本	≥6.0	≥8.0	≥5.5
轮询支持	是	是	是
轮询队列大小	maxConnections	maxConnections	maxConnections
读请求头	非阻塞	非阻塞	非阻塞
读请求体	阻塞	阻塞	阻塞
写响应	阻塞	阻塞	阻塞
等待新请求	非阻塞	非阻塞	非阻塞
SSL支持	Java SSL/Open SSL	Java SSL/Open SSL	Open SSL
SSL握手	非阻塞	非阻塞	阻塞
最大连接数	maxConnections	maxConnections	maxConnections

 

 

参考连接 ：

 

Tomcat的三种运行模式 :   https://mp.weixin.qq.com/s/SI3RlSYxdE12N27sRcnahg