一、Tomcat内存配置：从JVM参数到GC策略

1.1 内存分配的核心参数

Tomcat作为Java Web容器，其内存管理本质是JVM层面的调优。关键参数包括：

• -Xms：初始堆内存（建议设为物理内存的1/4）
• -Xmx：最大堆内存（与-Xms保持一致避免动态扩容）
• -XX:MetaspaceSize：元空间初始大小（JDK8+替代PermGen）
• -XX:MaxMetaspaceSize：元空间最大值

生产环境配置示例：

# catalina.sh中添加JVM参数（单位MB）
JAVA_OPTS="-Xms4096m -Xmx4096m -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m"

1.2 内存泄漏诊断与GC优化

• 内存泄漏排查：通过jmap -histo:live <pid>分析对象分布，重点关注java.lang.ThreadLocal、static Collection等类型
• GC日志配置：

  -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/var/log/tomcat/gc.log

• GC策略选择：
  • 低延迟场景：G1 GC（-XX:+UseG1GC）
  • 高吞吐场景：Parallel GC（默认）

案例分析：某电商系统频繁Full GC，通过分析发现Session对象未及时清理，优化后GC频率降低80%。

二、线程池与连接数配置：平衡资源与性能

2.1 线程池核心参数

Tomcat的线程池配置位于server.xml的Executor元素：

<Executor name="tomcatThreadPool" 
          namePrefix="catalina-exec-"
          maxThreads="200" 
          minSpareThreads="10"
          maxQueueSize="100" 
          prestartminSpareThreads="true"/>

参数	作用	推荐值
maxThreads	最大线程数	CPU核心数×2（IO密集型）
minSpareThreads	初始线程数	5-10
maxQueueSize	任务队列容量	100-500（根据RT调整）

2.2 连接数优化策略

• AJP连接器：禁用未使用的AJP端口（默认8009）
• HTTP连接器：

  <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
             connectionTimeout="20000"
             maxThreads="200"
             acceptCount="100"
             redirectPort="8443" />

  • acceptCount：当所有请求处理线程忙时，TCP连接队列长度
  • connectionTimeout：连接超时时间（毫秒）

性能测试数据：在4核8G服务器上，maxThreads=200时QPS可达3500，超过后延迟显著上升。

三、高级调优技巧与生产实践

3.1 NIO与APR模式选择

• NIO：默认模式，适合大多数场景

  <Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" ... />

• APR：需要安装native库，性能提升15%-30%

  <Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol" ... />

3.2 压缩与缓存配置

<Connector ...
           compression="on"
           compressionMinSize="2048"
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript"
           useSendfile="true"/>

3.3 生产环境监控方案

• JMX监控：通过jconsole或VisualVM连接
• Prometheus+Grafana：部署jolokia暴露JMX指标
• 自定义指标：通过Servlet Filter收集请求处理时间

四、常见问题与解决方案

4.1 “Too many open files”错误

• 原因：Linux系统文件描述符限制
• 解决方案：

  # 临时修改
  ulimit -n 65535
  # 永久修改（/etc/security/limits.conf）
  * soft nofile 65535
  * hard nofile 65535

4.2 线程阻塞排查

• 使用jstack <pid>分析线程状态
• 重点关注BLOCKED和WAITING状态的线程
• 典型场景：数据库连接池耗尽、死锁

4.3 内存溢出分类处理

异常类型	原因	解决方案
OutOfMemoryError: Java heap space	堆内存不足	增大-Xmx，优化对象创建
OutOfMemoryError: Metaspace	元空间不足	增大-XX:MaxMetaspaceSize
OutOfMemoryError: Unable to create new native thread	线程数达到系统限制	降低maxThreads，调整Linux内核参数

五、调优实施路线图

1. 基准测试：使用JMeter或Locust建立性能基线
2. 监控部署：配置GC日志、JMX监控
3. 参数调整：按内存→线程池→连接数的顺序优化
4. 压力测试：逐步增加负载验证调优效果
5. 持续优化：建立性能回归测试机制

某银行系统调优案例：通过将maxThreads从400降至250，同时优化SQL查询，系统吞吐量提升22%，平均响应时间从1.2s降至450ms。

结语

Tomcat性能调优是一个系统工程，需要结合应用特性、硬件资源和业务场景进行综合决策。建议遵循”监控-分析-调优-验证”的闭环方法，避免盲目调整参数。对于关键业务系统，建议建立性能基准库，实现调优效果的量化评估。