Tomcat Connector的三种运行模式
Tomcat Connector(Tomcat连接器)有bio、nio、apr三种运行模式。
BIO
bio(blocking I/O)是指阻塞式I/O操作,Tomcat在默认情况下就是以bio模式运行的。这可以从守护线程的信息看出来。
关于”阻塞式”的理解,我们回忆起org.apache.catalina.core.Catalina类中的await()方法,在执行ServerSocket.accept()方法后Tomcat容器会一直阻塞到有客户端连接才会返回。每个客户端连接过来后,服务端都会启动一个线程去处理该客户端的请求。
我先后通过两个不同的浏览器页面输入”localhost:8005/request1”和”localhost:8005/request2”,控制台打出如下信息:
十二月 02, 2016 8:58:57 下午 org.apache.catalina.core.StandardServer await
警告: StandardServer.await: Invalid command 'GET /request1 HTTP/1.1' received
十二月 02, 2016 8:59:17 下午 org.apache.catalina.core.StandardServer await
警告: StandardServer.await: Invalid command '' received
十二月 02, 2016 8:59:33 下午 org.apache.catalina.core.StandardServer await
警告: StandardServer.await: Invalid command 'GET /request2 HTTP/1.1' received
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bio会有如下的缺点:
1.当客户端多时,会创建大量的处理线程。每个线程都要占用栈空间和一些CPU时间。
2.阻塞可能带来频繁的上下文切换,而大部分的上下文切换是无意义的。
就一般而言,bio模式是三种运行模式中性能最低的一种。
NIO
nio(non-blocking I/O)是非阻塞I/O操作。nio是一个基于缓冲区并能提供非阻塞I/O操作的Java API,它拥有比bio更好的并发运行性能。要让Tomcat以nio模式来运行也比较简单,我们只需要修改下server.xml文件:
这时我们再查看下守护线程,Connector运行模式已经从http-bio-8080变成了http-nio-8080。
NIO的工作原理包括:
1.由一个专门的线程来处理所有的 I/O 事件、并负责分发。
2.事件驱动机制,而不再同步地去监视事件。
3.线程之间通过 wait,notify 等方式通讯。保证每次上下文切换都是有意义的,减少无谓的线程切换。
NIO采用了双向通道(channel)进行数据传输,而不是单向的流(stream)。在通道上我们可以注册指定的事件,一共有以下四种事件:
1.服务端接收客户端连接事件OP_ACCEPT(16)
2.客户端连接服务端事件 OP_CONNECT(8)
3.读事件 OP_READ(1)
4.写事件 OP_WRITE(4)
服务端和客户端各自维护一个管理通道的对象,我们称之为selector,该对象能检测一个或多个通道上的事件。以服务端为例,如果服务端的selector上注册了读事件,某时刻客户端给服务端发送了一些数据,BIO这时会调用read()方法阻塞地读取数据,而NIO的服务端会在selector中添加一个读事件。服务端的处理线程会轮询地访问selector,如果访问selector时发现有感兴趣的事件到达则处理这些事件;如果没有感兴趣的事件到达则处理线程会一直阻塞,直到感兴趣的事件到达为止。
APR
apr(Apache portable Run-time libraries/Apache可移植运行库)是Apache HTTP服务器的支持库。在apr模式下,Tomcat将以JNI(Java Native Interface)的形式调用Apache HTTP服务器的核心动态链接库来处理文件读取或网络传输操作,从而大大提高Tomcat对静态文件的处理性能。Tomcat apr是在Tomcat上运行高并发应用的首选模式。
如果Tomcat不在apr模式下运行,在启动Tomcat的时候,我们可以在日志信息中看到类似如下信息:
十二月 02, 2016 8:24:09 下午 org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init
信息: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path:
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而要让Tomcat以apr模式运行,对于Tomcat 7.0.30开始向后的版本,只需要再次修改protocol为”org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol”即可。而对于Tomcat 7.0.30之前的版本,还需要以下三个组件的支持:
1.APR library[APR库]
2.JNI wrappers for APR used by Tomcat (libtcnative)[Windows操作系统上一个名为tcnative-1.dll的动态链接库文件]
3.OpenSSL libraries[OpenSSL库]