一、线程池参数调优

线程池是Tomcat处理请求的核心组件，其配置直接影响并发处理能力。在server.xml中，Executor配置项的优化至关重要。

1.1 核心线程数（maxThreads）

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

• maxThreads：建议设置为CPU核心数×2 + 平均并发数。对于4核服务器，初始值可设为200（4×2×25，假设平均并发25）
• maxQueueSize：队列长度需平衡响应延迟和资源利用率，建议值=maxThreads×0.5
• prestartminSpareThreads：设置为true可消除冷启动延迟，特别适用于突发流量场景

1.2 线程生命周期控制

• connectionTimeout：建议设为20000ms（20秒），避免长连接占用资源
• keepAliveTimeout：应小于connectionTimeout的80%，防止连接耗尽
• acceptCount：当所有处理线程忙时，最大等待连接数，建议值=maxThreads×0.3

二、连接器优化策略

连接器（Connector）配置直接影响网络层性能，NIO和NIO2是当前推荐模式。

2.1 协议选择与配置

<Connector executor="tomcatThreadPool"
           port="8080"
           protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           enableLookups="false"
           compression="on"
           compressionMinSize="2048"
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript"/>

• protocol选择：
  • BIO模式：仅适用于极低并发场景（<50连接/秒）
  • NIO模式：推荐大多数场景，支持非阻塞IO
  • NIO2模式：Java 7+环境首选，性能优于NIO约15%
  • APR模式：需要本地库支持，性能最佳但部署复杂

2.2 压缩优化

• compression：必须开启，可减少30-70%传输量
• compressableMimeType：建议包含JSON、XML等API响应
• noCompressionUserAgents：排除旧版IE等不支持压缩的客户端

三、JVM调优实践

JVM参数对Tomcat稳定性影响显著，需根据内存大小合理配置。

3.1 堆内存设置

• Xms/Xmx：建议设置为物理内存的50-70%，且Xms=Xmx避免动态调整
• Metaspace：Java 8+环境需设置-XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m
• 案例：16G内存服务器推荐配置：

  -Xms10g -Xmx10g -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m

3.2 GC策略选择

• CMS收集器：适用于低延迟需求（<500ms停顿）

  -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75

• G1收集器：Java 7u4+推荐，适合大堆内存（>4G）

  -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35

四、高级优化技术

4.1 本地库加速

• 启用APR：安装tomcat-native库后配置：

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

  实测性能提升20-30%，特别在SSL加密场景效果显著

4.2 请求处理优化

• disableUploadTimeout：文件上传场景建议设为true
• maxSwallowSize：防止大文件上传DoS攻击，建议值=2MB×maxThreads
• socket缓冲：

  <Connector socket.appReadBufSize="8192"
             socket.appWriteBufSize="8192"
             socket.bufferPool="1024" ... />

五、监控与调优闭环

5.1 关键指标监控

• 线程池指标：
  • 当前线程数（应<maxThreads×80%）
  • 队列等待数（应<maxQueueSize×50%）
• JVM指标：
  • GC停顿时间（应<200ms）
  • 堆内存使用率（应<70%）

5.2 动态调优方法

1. 使用JConsole或VisualVM监控初始配置
2. 通过<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"记录请求处理时间
3. 每24小时分析日志，调整maxThreads和队列参数
4. 每月进行压力测试验证配置有效性

六、典型场景配置方案

6.1 高并发API服务

<Executor name="apiThreadPool" 
          maxThreads="400"
          minSpareThreads="50"
          maxQueueSize="200"/>
<Connector executor="apiThreadPool"
           protocol="HTTP/1.1"
           compression="on"
           compressionMinSize="1024"/>

JVM参数：

-Xms8g -Xmx8g -XX:+UseG1GC -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=30

6.2 静态资源服务

<Connector protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
           socket.directBuffer="true"
           socket.bufferPool="2048"/>

关键优化点：

• 启用直接缓冲区减少内存拷贝
• 增大socket缓冲区提升大文件传输效率

七、常见误区与解决方案

1. 误区：盲目增大maxThreads

   • 后果：上下文切换开销激增，性能下降
   • 解决方案：通过压测确定最佳值，建议逐步增加（每次+20%）

2. 误区：忽略压缩配置

   • 后果：网络带宽浪费，响应时间延长
   • 解决方案：至少启用GZIP压缩，测试不同压缩级别效果

3. 误区：JVM堆设置过大

   • 后果：GC停顿时间过长，系统不稳定
   • 解决方案：遵循”宁小勿大”原则，配合GC日志分析

通过系统化的参数调优，Tomcat可轻松支撑万级并发连接。实际案例显示，某电商平台经过上述优化后，QPS从3500提升至8200，平均响应时间从420ms降至180ms。建议每季度进行性能复审，持续优化配置参数。