如何在Tomcat中利用Native提升IO的效率

如何在Tomcat中利用Native提升IO的效率？針對這個問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

IO有很多種，從最開始的Block IO，到nonblocking IO，再到IO多路復(fù)用和異步IO，一步一步的將IO的性能提升做到極致。

今Tomcat的連接方式

Tomcat中使用連接器來處理與外部客戶端的通信。Connecter主要用來接受外部客戶端的請求，并轉(zhuǎn)交給處理引擎處理。

在Tomcat中有兩種Connector。一種是 HTTP connector， 一種是AJP connector。

HTTP connector大家應(yīng)該很好理解，它也是tomcat默認(rèn)使用的連接器。

還有一個連接器叫做AJP，AJP主要是用來和web服務(wù)器進行通信用的，因為AJP協(xié)議的速度要比HTTP的快，所以AJP除了用來和其他webserver進行通信之外，還可以通過AJP來構(gòu)建tomcat集群。

這兩種方式都支持4中協(xié)議，分別是BIO，NIO，NIO2和APR。

#以下四種Connector實現(xiàn)都是直接處理來自客戶端Http請求
org.apache.coyote.http11.Http11Protocol : 支持HTTP/1.1 協(xié)議的連接器。

org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol : 支持HTTP/1.1 協(xié)議+New IO的連接器。

org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol : 支持HTTP/1.1 協(xié)議+New IO2的連接器。

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol : 使用APR（Apache portable runtime)技術(shù)的連接器,利用Native


#以下四種實現(xiàn)方法則是與web server打交道
org.apache.coyote.ajp.AjpProtocol：使用AJP協(xié)議的連接器，實現(xiàn)與web server（如Apache httpd）之間的通信

org.apache.coyote.ajp.AjpNioProtocol：SJP協(xié)議+ New IO

org.apache.coyote.ajp.AjpNio2Protocol：SJP協(xié)議+ New IO2

org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol：AJP + APR

講下他們的區(qū)別，BIO就是block IO是最最基礎(chǔ)的IO方式， 我們通過這樣來配置：

<Connector port=”8080” 
protocol=”HTTP/1.1”
 
maxThreads=”150” 
connectionTimeout=”20000” 
redirectPort=”8443” />

Tomcat7以下版本在默認(rèn)情況下是以bio模式運行的。自Tomcat 8.5 版本開始，Tomcat就移除了對BIO的支持。

New IO是基于java.nio包及其子包的一種IO方式。能提供非阻塞IO方式，比傳統(tǒng)的BIO擁有與更加高效的運行效率。

我們這樣配置New IO:

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

New IO和New IO2有什么區(qū)別呢？

New IO2是tomcat8中引入的IO方式，我們可以這樣配置：

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />

apr這種方式就高級了，這個是我們今天要講解的tomcat native的主要作用。

APR和Tomcat Native

apr的全稱是Apache Portable Runtime，它是一個高度可移植的庫，它是Apache HTTP Server 2.x的核心。 APR有許多用途，包括訪問高級IO功能（例如sendfile，epoll和OpenSSL），操作系統(tǒng)級別的功能（生成隨機數(shù)，系統(tǒng)狀態(tài)等）和本機進程處理（共享內(nèi)存，NT管道和Unix套接字）。

Tomcat可以通過JNI的形式調(diào)用Apache HTTP服務(wù)器的核心動態(tài)鏈接庫來處理文件讀取或網(wǎng)絡(luò)傳輸操作，從而大大地提高Tomcat對靜態(tài)文件的處理性能。

通過使用APR我們可以獲得如下的特性：

• Non-blocking I/O和請求連接保持。

• 支持OpenSSL和TLS/SSL。

Tomcat Native是一個庫，通過這個庫，Tomcat可以使用APR。

所以使用Tomcat Native的前提是需要安裝好APR library，OpenSSL和JDK。

我們可以通過下面的方式來安裝apr和openssl：

debian based linux系統(tǒng)：

apt-get install libapr1.0-dev libssl-dev

rpm based Linux 系統(tǒng)：

yum install apr-devel openssl-devel

在windows下面，tcnative是以一個dll的形式來提供的，我們直接下載使用就可以了。

但是在linux下面，因為平臺不同，所以在linux下面tcnative是需要自行編譯的。

一般來說我們可以在 bin/tomcat-native.tar.gz 找到tcnative的源碼包。將其解壓。

先運行configure命令：

./configure --with-apr=/usr/bin/apr-1-config \
  --with-java-home=/home/jfclere/JAVA/jdk1.7.0_80/ \
  --with-ssl=yes \
  --prefix=$CATALINA_HOME

再進行make操作：

make && make install

生成的lib文件將會被放入$CATALINA_HOME/lib中。

在tomcat中使用APR

安裝好tcnative之后，我們就可以在tomcat中使用APR了。

先檢查一下conf/server.xml中是否有下面的配置：

<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />

然后我們需要修改 $CATALINA_HOME/bin/setenv.sh 將tc-native 的lib文件添加到LD_LIBRARY_PATH中。

LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$CATALINA_HOME/lib
export LD_LIBRARY_PATH

最后添加APR的連接：

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

運行即可。

從日志中，我們會發(fā)現(xiàn)下面的內(nèi)容：

org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init

INFO: Loaded APR based Apache Tomcat Native library 1.x.y.

org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init

INFO: APR capabilities: IPv6 [true], sendfile [true], accept filters [false], random [true].

org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol init

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