Apache Tomcat 系统精讲 一课通关（高の青）

Apache Tomcat是一个开源的Java Web应用服务器，它实现了Java Servlet和JavaServer Pages (JSP)规范。Tomcat最初由Sun Microsystems开发，并在2005年被Apache软件基金会接管，成为其下的一个独立项目。Tomcat支持多种功能，包括HTTP/HTTPS服务、AJP连接器、以及对Servlet和JSP的支持，使其成为开发和部署Java Web应用程序的理想选择。

安装 Apache Tomcat

下载 Tomcat

首先，从 Apache Tomcat 的官方网站下载最新版本的 Tomcat：

wget https://archive.apache.org/dist/tomcat/tomcat-9/v9.0.50/bin/apache-tomcat-9.0.50.tar.gz

解压缩

解压下载的文件：

tar -xvf apache-tomcat-9.0.50.tar.gz

移动到目标目录

将解压后的目录移动到目标目录：

sudo mv apache-tomcat-9.0.50 /usr/local/tomcat9

设置环境变量

在 .bashrc 文件中添加以下内容，以便在系统路径中包含 Tomcat：

export CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat9
export PATH=$PATH:$CATALINA_HOME/bin

然后，刷新环境变量：

source ~/.bashrc

配置 Apache Tomcat

修改配置文件

Tomcat 的配置文件位于 conf 目录中，主要的配置文件包括 server.xml, web.xml 和 context.xml。

配置 server.xml

server.xml 是 Tomcat 的主要配置文件，用于定义端口、连接器和其他服务器级别的设置。例如：

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

可以修改 port 属性来更改 Tomcat 的监听端口。

配置 web.xml

web.xml 定义了 Web 应用的全局参数和默认设置。例如，可以在这里配置 MIME 类型和欢迎文件列表：

<welcome-file-list>
    <welcome-file>index.html</welcome-file>
    <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
</welcome-file-list>

设置管理用户

在 tomcat-users.xml 文件中添加用户和角色，以便访问 Tomcat 的管理界面：

<role rolename="manager-gui"/>
<user username="admin" password="admin_password" roles="manager-gui"/>

部署 Web 应用

部署 WAR 文件

将 WAR 文件放置在 webapps 目录中，Tomcat 会自动解压并部署应用：

cp myapp.war $CATALINA_HOME/webapps/

热部署

可以通过 Tomcat 的管理界面进行热部署。在浏览器中访问 http://localhost:8080/manager，使用上一步配置的用户名和密码登录，上传 WAR 文件进行部署。

调试和日志管理

配置日志

Tomcat 使用 log4j 进行日志管理，配置文件位于 conf 目录中。可以在 logging.properties 文件中配置日志级别和输出格式：

handlers = java.util.logging.ConsoleHandler
java.util.logging.ConsoleHandler.level = FINE
org.apache.catalina.core.ContainerBase.[Catalina].[localhost].level = INFO

查看日志

Tomcat 的日志文件位于 logs 目录中，主要的日志文件包括 catalina.out, localhost.log 和 manager.log。可以使用以下命令查看日志文件：

tail -f $CATALINA_HOME/logs/catalina.out

高级配置

配置虚拟主机

在 server.xml 中添加虚拟主机配置，以便托管多个域名：

<Host name="www.example.com" appBase="webapps/example"
      unpackWARs="true" autoDeploy="true">
    <Context path="" docBase="example"/>
</Host>

配置 SSL/TLS

在 server.xml 中添加 SSL 连接器配置：

<Connector port="8443" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           maxThreads="150" SSLEnabled="true">
    <SSLHostConfig>
        <Certificate certificateKeystoreFile="conf/localhost-rsa.jks"
                     type="RSA" />
    </SSLHostConfig>
</Connector>

安全性配置

配置防火墙

使用 iptables 或 ufw 配置防火墙，限制访问 Tomcat 的端口：

sudo ufw allow 8080/tcp
sudo ufw allow 8443/tcp

禁用默认应用

删除或重命名默认的应用程序（如 ROOT, docs, examples 和 host-manager）以减少安全风险：

rm -rf $CATALINA_HOME/webapps/ROOT
rm -rf $CATALINA_HOME/webapps/docs
rm -rf $CATALINA_HOME/webapps/examples
rm -rf $CATALINA_HOME/webapps/host-manager

Apache Tomcat与其他Java Web服务器（如Jetty）的性能比较如何？

在比较Apache Tomcat与其他Java Web服务器（如Jetty）的性能时，我们需要考虑多个方面，包括但不限于架构设计、扩展性、负载处理能力以及实际应用中的表现。

从架构设计的角度来看，Apache Tomcat采用了传统的多线程模型来处理请求，这使得它在处理大量并发请求时可能不如基于事件驱动的架构（如SEDA）那样高效。然而，Tomcat通过其集群和负载均衡功能，可以有效地扩展以应对高负载情况。相比之下，Jetty作为一个更轻量级的Web服务器，通常用于较小的应用或作为独立服务运行，它的设计更加注重灵活性和快速部署，而不是像Tomcat那样支持大规模的并发处理。

在实际应用中，Tomcat因其强大的功能和对JSP的支持而被广泛使用，特别是在需要高度可定制性和复杂应用支持的环境中。例如，在海南电网公司的案例中，Tomcat被用于支持关键的WEBSERVICE接口，显示了其在高稳定性和可靠性要求下的优势。

此外，根据2016年的研究，虽然没有直接比较Tomcat和Jetty的性能，但提到了不同Web服务器在支持、成本、能力和活跃站点使用等方面的不同。这暗示了在选择Web服务器时，除了性能外，还需要考虑其他因素，如社区支持、易用性和成本效益。

Apache Tomcat在处理大规模并发请求和提供高可用性方面表现出色，特别适合于需要高度可定制化和复杂应用支持的环境。而Jetty则更适合于小规模应用或需要快速部署的场景。

如何配置Apache Tomcat以优化内存使用和提高性能？

为了优化Apache Tomcat的内存使用和提高性能，可以采取以下几种策略：

1. 调整JVM参数：Tomcat运行在Java虚拟机（JVM）上，因此可以通过调整JVM的启动参数来优化内存使用和性能。这包括设置合适的堆大小（-Xms和-Xmx），以及垃圾回收器的选择和相关参数。例如，可以通过设置-Xms512m -Xmx1024m来指定初始和最大堆大小，同时选择合适的垃圾回收器如CMS或G1。
2. 使用Web应用缓存：对于频繁访问的静态资源或数据，可以在Tomcat中配置缓存以减少数据库查询次数和网络传输，从而提高响应速度和降低内存占用。通过在server.xml 中添加<Valve>元素并设置CacheManager属性，可以启用Web应用缓存。
3. 优化连接池配置：Tomcat默认使用C3P0连接池管理数据库连接。可以通过调整连接池的大小、最大空闲时间等参数来优化性能和内存使用。例如，设置maxIdleTime为合理的值，避免因长时间未使用的连接而浪费资源。
4. 启用内存分析工具：使用如VisualVM、JProfiler等工具进行内存分析，可以帮助识别内存泄漏或过度使用的模式。这些工具可以提供详细的内存使用情况报告，帮助开发者定位问题并进行优化。
5. 定期清理无用对象：确保应用程序中不保留已不再使用的对象，特别是在长时间运行的应用程序中。可以通过编写适当的清理逻辑或使用第三方库如Spring Framework提供的依赖注入功能来管理生命周期。
6. 监控和日志记录：通过配置Tomcat的日志级别和监控工具，可以实时监控应用性能和内存使用情况。这有助于及时发现并解决潜在的性能瓶颈。

Apache Tomcat的安全最佳实践有哪些？

Apache Tomcat的安全最佳实践主要包括以下几个方面：

1. 及时修复安全漏洞：根据《Fixing of Security Vulnerabilities in Open Source Projects: A Case Study of Apache HTTP Server and Apache Tomcat》的研究，软件中的安全漏洞可能会导致攻击者违反软件系统的机密性、完整性和可用性约束。因此，及时修复这些漏洞是至关重要的。此外，发布完整的补丁以确保没有遗漏任何未覆盖的角落情况也是关键。
2. 经验丰富的开发者参与修复：研究发现，修复软件漏洞的开发者通常比平均水平更为经验丰富。这意味着在选择修复人员时，应优先考虑那些具有丰富经验和对系统有深入理解的开发者。
3. 多阶段修复过程：安全漏洞的修复不仅仅是通过一次提交完成的，而是需要经过多个阶段和多次提交来确保问题得到彻底解决。这表明在实施安全措施时，需要有一个明确的流程和步骤。
4. 防止漏洞再次出现：尽管大多数漏洞在首次被发现后都能得到修复，但仍有约3%的案例显示这些漏洞在未来的新版本中再次出现。这表明仅仅修复当前的问题并不足以保证长期的安全，还需要采取额外的措施来防止类似问题的重复发生。
5. 遵循官方安全指南：《Apache Security》提供了关于如何安全地部署应用程序的全面指南，包括安装、服务器共享、日志记录和监控、Web应用程序、PHP和SSL/TLS等主题。这些内容对于管理员和程序员来说都是有益的，可以帮助他们更好地理解和实施安全最佳实践。

Apache Tomcat的安全最佳实践涉及到及时修复漏洞、选择合适的修复人员、遵循多阶段修复流程以及防止漏洞再次出现等多个方面。