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1、Java 性能优化原则：代码运算性能、内存回收、应用配置（影响 Java 程序主要原因是垃圾回收，下面会重点介绍这方面）代码层优化：避免过多循环嵌套、调用和复杂逻辑。Tomcat 调优主要内容如下：1、增加最大连接数2、调整工作模式3、启用 gzip 压缩4、调整 JVM 内存大小5、作为 Web 服务器时，与 Apache 整合或 Nginx6、合理选择垃圾回收算法7、尽量使用较新 JDK 版本生产配置实例：参数说明：org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol：调整工作模式为 NiomaxThreads：最大线程数，默认 150。增大值避免队列请求过
2、多，导致响应缓慢。minSpareThreads：最小空闲线程数。maxSpareThreads：最大空闲线程数，如果超过这个值，会关闭无用的线程。acceptCount：当处理请求超过此值时，将后来请求放到队列中等待。disableUploadTimeout：禁用上传超时时间connectionTimeout：连接超时，单位毫秒，0 代表不限制URIEncoding：URI 地址编码使用 UTF-8enableLookups：关闭 dns 解析，提高响应时间compression：启用压缩功能compressionMinSize：最小压缩大小，单位 BytecompressableMimeT
3、ype：压缩的文件类型Tomcat 有三种工作模式：Bio、Nio 和 Apr，下面简单了解下他们工作原理：Bio(Blocking I/O)：默认工作模式，阻塞式 I/O 操作，没有任何优化技术处理，性能比较低。Nio(New I/O or Non-Blocking)：非阻塞式 I/O 操作，有 Bio 有更好的并发处理性能。Apr(Apache Portable Runtime，Apache 可移植运行库)：首选工作模式，主要为上层的应用程序提供一个可以跨越多操作系统平台使用的底层支持接口库。tomcat 利用基于 Apr 库 tomcat-native 来实现操作系统级别控制，提供一种优
4、化技术和非阻塞式 I/O 操作，大大提高并发处理能力。但是需要安装 apr 和 tomcat-native 库。工作模式原理涉及到了网络 I/O 模型知识：阻塞式 I/O 模型：应用进程调用 recv 函数系统调用时，如果等待要操作的数据没有发送到内核缓冲区，应用进程将阻塞，不能接收其他请求。反之，内核 recv 端缓冲区有数据，内核会把数据复制到用户空间解除阻塞，继续处理下一个请求。（内核空间(缓冲区)-用户空间(系统调用)）非阻塞式 I/O 模型：应用进程设置成非阻塞模式，如果要操作的数据没有发送到内核缓冲区，recv 系统调用返回一个错误，应用进程利用轮询方式不断检查此操作是否就绪，如果
5、缓冲区中有数据则返回，I/O 操作同时不会阻塞应用进程，期间会继续处理新请求。I/O 复用模型：阻塞发生在 select/poll 的系统调用上，而不是阻塞在实际的 I/O 系统调用上。能同时处理多个操作，并检查操作是否就绪，select/epoll 函数发现有数据就绪后，就通过实际的 I/O 操作将数据复制到应用进程的缓冲区中。异步 I/O 模型：应用进程通知内核开始一个异步 I/O 操作，并让内核在整个操作（包括数据复制缓冲区）完成后通知应用进程，期间会继续处理新请求。I/O 操作分为两个阶段：第一个阶段等待数据可用，第二个阶段将数据从内核复制到用户空间。前三种模型的区别：第一阶段阻塞式
6、I/O 阻塞在 I/O 操作上，非阻塞式 I/O 轮询，I/O 复用阻塞在 select/poll或 epoll 上。第二阶段都是一样的。而异步 I/O 的两个阶段都不会阻塞进程。Java 性能问题主要来自于 JVM，JVM GC 也比较复杂，再调优之前了解下相关基础概念是必要的：1）JVM 内存划分分为年轻代（Young Generation）、老年代（Old Generation）、永久代（Permanent Generation）。2）年轻代又分为 Eden 和 Survivor 区。Survivor 区由 FromSpace 和 ToSpace 组成。Eden 区占大容量，Surviv
7、or两个区占小容量，默认比例大概是 8:2。3）堆内存（Heap）=年轻代+老年代。非堆内存=永久代。4）堆内存用途：存放的是对象，垃圾收集器就是收集这些对象，然后根据 GC 算法回收。5）非堆内存用途：JVM 本身使用，存放一些类、方法、常量、属性等。6）年轻代：新生成的对象首先放到年轻代的 Eden 区中，当 Eden 满时，经过 GC 后，还存活的对象被复制到Survivor 区的 FromSpace 中，如果 Survivor 区满时，会再被复制到 Survivor 区的 ToSpace 区。如果还有存活对象，会再被复制到老年代。7）老年代：在年轻代中经过 GC 后还存活的对象会被复制
8、到老年代中。当老年代空间不足时，JVM 会对老年代进行完全的垃圾回收（Full GC）。如果 GC 后，还是无法存放从 Survivor 区复制过来的对象，就会出现 OOM（Out of Memory）。8）永久代：也称为方法区，存放静态类型数据，比如类、方法、属性等。垃圾回收（GC，Garbage Collection）算法：1）标记-清除（Mark-Sweep）GC 分为两个阶段，标记和清除。首先标记所有可回收的对象，在标记完成后统一回收所有被标记的对象。同时会产生不连续的内存碎片。碎片过多会导致以后程序运行时需要分配较大对象时，无法找到足够的连续内存，而不得已再次触发 GC。2）复制（C
9、opy）将内存按容量划分为两块，每次只使用其中一块。当这一块内存用完了，就将存活的对象复制到另一块上，然后再把已使用的内存空间一次清理掉。这样使得每次都是对半个内存区回收，也不用考虑内存碎片问题，简单高效。缺点需要两倍的内存空间。3）标记-整理（Mark-Compact）也分为两个阶段，首先标记可回收的对象，再将存活的对象都向一端移动，然后清理掉边界以外的内存。此方法避免标记-清除算法的碎片问题，同时也避免了复制算法的空间问题。一般年轻代中执行 GC 后，会有少量的对象存活，就会选用复制算法，只要付出少量的存活对象复制成本就可以完成收集。而老年代中因为对象存活率高，没有额外过多内存空间分配，就
10、需要使用标记-清理或者标记-整理算法来进行回收。垃圾收集器：1）串行收集器（Serial）比较老的收集器，单线程。收集时，必须暂停应用的工作线程，直到收集结束。2）并行收集器（Parallel）多条垃圾收集线程并行工作，在多核 CPU 下效率更高，应用线程仍然处于等待状态。3）CMS 收集器（Concurrent Mark Sweep）CMS 收集器是缩短暂停应用时间为目标而设计的，是基于标记-清除算法实现，整个过程分为 4 个步骤，包括： 初始标记（Initial Mark） 并发标记（Concurrent Mark） 重新标记（Remark） 并发清除（Concurrent Sweep）其
11、中，初始标记、重新标记这两个步骤仍然需要暂停应用线程。初始标记只是标记一下 GC Roots 能直接关联到的对象，速度很快，并发标记阶段是标记可回收对象，而重新标记阶段则是为了修正并发标记期间因用户程序继续运作导致标记产生变动的那一部分对象的标记记录，这个阶段暂停时间比初始标记阶段稍长一点，但远比并发标记时间段。由于整个过程中消耗最长的并发标记和并发清除过程收集器线程都可以与用户线程一起工作，所以，CMS 收集器内存回收与用户一起并发执行的，大大减少了暂停时间。4）G1 收集器（Garbage First）G1 收集器将堆内存划分多个大小相等的独立区域（Region），并且能预测暂停时间，能预
12、测原因它能避免对整个堆进行全区收集。G1 跟踪各个 Region 里的垃圾堆积价值大小（所获得空间大小以及回收所需时间），在后台维护一个优先列表，每次根据允许的收集时间，优先回收价值最大的 Region，从而保证了再有限时间内获得更高的收集效率。G1 收集器工作工程分为 4 个步骤，包括： 初始标记（Initial Mark） 并发标记（Concurrent Mark） 最终标记（Final Mark） 筛选回收（Live Data Counting and Evacuation）初始标记与 CMS 一样，标记一下 GC Roots 能直接关联到的对象。并发标记从 GC Root 开始标记存活
13、对象，这个阶段耗时比较长，但也可以与应用线程并发执行。而最终标记也是为了修正在并发标记期间因用户程序继续运作而导致标记产生变化的那一部分标记记录。最后在筛选回收阶段对各个 Region 回收价值和成本进行排序，根据用户所期望的 GC 暂停时间来执行回收。了解了 JVM 基础知识，下面配置下相关 Java 参数，将下面一段放到 catalina.sh 里面：JAVA_OPTS=-server -Xms1024m -Xmx1536m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParallelGCTh
14、reads=8 XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:-PrintGC -XX:-PrintGCDetails -XX:-PrintGCTimeStamps -Xloggc:./logs/gc.log参数 描述-Xms 堆内存初始大小，单位 m、g-Xmx 堆内存最大允许大小，一般不要大于物理内存的 80%-XX:PermSize 非堆内存初始大小，一般应用设置初始化 200m，最大 1024m 就够了-XX:Max
15、PermSize 非堆内存最大允许大小-XX:+UseParallelGCThreads=8 并行收集器线程数，同时有多少个线程进行垃圾回收，一般与CPU 数量相等-XX:+UseParallelOldGC 指定老年代为并行收集-XX:+UseConcMarkSweepGC CMS 收集器（并发收集器）-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 开启内存空间压缩和整理，防止过多内存碎片-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 表示多少次 Full GC 后开始压缩和整理，0 表示每次 Full GC 后立即执行压缩和整理-XX:CMSIniti
16、atingOccupancyFraction=80% 表示老年代内存空间使用 80%时开始执行 CMS 收集，防止过多的Full GC注意：不是 JVM 内存设置越大越好，具体还是根据项目对象实际占用内存大小而定，可以通过 Java 自带的分析工具来查看。如果设置过大，会增加回收时间，从而增加暂停应用时间。gzip 压缩作用：节省服务器流量和提高网站访问速度。客户端请求服务器资源后，服务器将资源文件压缩，再返回给客户端，由客户端的浏览器负责解压缩并浏览。使用 Apache 与 Tomcat 整合，因为 Tomcat 处理静态文件能力远不足 Apache，因此让 Apache 来处理静态文件，Tomcat 处理动态 jsp 文件，可以有效提高处理速度。在集群架构下，会涉及到一个问题，怎么保存 Session？TomcatSessionID 持久化三种方法：Session 粘性：通过浏览器 Cookie 绑定 SessionID，通过 sticky 模式将同一 Session 请求分配到同一 Tomcat上。Session 复
