如何排查Ubuntu Tomcat性能问题 - 问答

Ubuntu Tomcat性能问题排查与优化

一、快速定位流程

明确症状：是响应变慢、吞吐下降、偶发超时/报错，还是频繁重启/宕机。
资源先行：用系统工具查看CPU、内存、磁盘I/O、网络是否存在瓶颈。
线程与队列：确认Tomcat线程池是否打满、队列是否积压。
JVM与GC：检查堆内存、GC暂停是否异常。
外部依赖：数据库、缓存、消息队列、外部API是否变慢或超时。
日志与访问轨迹：核对catalina.out、localhost_access_log的时间点与错误堆栈，定位慢请求与异常来源。

二、关键指标与定位方法

系统资源
- CPU/内存/负载：top/htop、free -h、vmstat 1、iostat -x 1、sar -n DEV 1。关注load average与CPU iowait。
Tomcat线程与连接器
- 线程池是否耗尽：ps -Lf | wc -l 查看线程数；对比 server.xml 中 maxThreads/acceptCount。
- 访问日志定位慢请求：tail -f /var/log/tomcat/localhost_access_log* 或 /opt/tomcat/logs/localhost_access_log，按时间过滤并分析耗时与返回码。
JVM与GC
- 打开GC日志（在 catalina.sh 的 JAVA_OPTS 中增加 -Xlog:gc,gc+heap=debug:file=/opt/tomcat/logs/gc.log:time,tags*），观察Full GC频率与停顿。
- 用 jstat -gc 1s 观察年轻代/老年代使用与GC次数。
文件句柄与连接
- 句柄泄漏：lsof -p | wc -l；对比 ulimit -n。
- 连接数：ss -tan | grep :8080 | wc -l；netstat -anp | grep :8080。
外部依赖
- 数据库慢查询、连接池耗尽；Redis/消息队列超时；第三方API延迟上升。

三、常见症状与处理要点

线程池耗尽与排队
- 现象：大量请求排队、响应时间飙升、catalina.out 出现线程创建受限提示。
- 处理：在 server.xml 调整 maxThreads（如200–500视硬件而定）、acceptCount（队列长度）、minSpareThreads；或定义共享并在 Connector 上引用，提高可维护性。
连接超时与网关超时
- 现象：前端/网关报504/超时，Tomcat日志出现connectionTimeout。
- 处理：合理设置 Connector 的 connectionTimeout（如20000 ms）；若经 Nginx/Apache 反向代理，同步调大 proxy_connect_timeout / proxy_read_timeout / proxy_send_timeout（如60s）。
内存不足与频繁GC
- 现象：GC日志中Full GC频繁、应用停顿明显。
- 处理：在 catalina.sh 设置 -Xms/-Xmx（如 -Xms2g -Xmx2g）、-XX:MaxMetaspaceSize=…，选择合适的GC（如 -XX:+UseG1GC），并分析对象生命周期与缓存使用。
文件句柄耗尽
- 现象：出现 “Too many open files”，新连接失败。
- 处理：提升进程句柄上限（如 ulimit -n 65536），并在系统级（/etc/security/limits.conf）与 systemd 服务单元中设置；排查连接泄漏与未关闭资源。
访问日志揭示慢请求
- 现象：个别接口/资源耗时远高于均值。
- 处理：基于 localhost_access_log 的时间戳与URL筛选慢请求，结合代码与依赖逐项优化（SQL索引、缓存、批处理、异步化）。

四、配置与优化示例

连接器与线程池（server.xml）

共享线程池：

<Executor name="tomcatThreadPool"
        namePrefix="catalina-exec-"
        maxThreads="500" minSpareThreads="20" maxIdleTime="60000"/>
<Connector executor="tomcatThreadPool"
           port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           maxKeepAliveRequests="100"
           acceptCount="100"
           redirectPort="8443"/>

反向代理超时对齐（Nginx）：

location / {
  proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
  proxy_connect_timeout 60s;
  proxy_send_timeout 60s;
  proxy_read_timeout 60s;
  send_timeout 60s;
  proxy_set_header Host $host;
  proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}

JVM与GC（catalina.sh 的 JAVA_OPTS）

建议固定堆并启用G1（示例值，按内存与负载调整）：

-Xms2g -Xmx2g
-XX:MaxMetaspaceSize=512m
-XX:+UseG1GC
-Xlog:gc*,gc+heap=debug:file=/opt/tomcat/logs/gc.log:time,tags

JMX远程监控（便于用 JConsole/VisualVM 实时观测）
- 方式一（JMX Remote）：
```
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote
  -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9090
  -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
  -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"
```
- 方式二（JmxRemoteLifecycleListener，需 server.xml 中 Listener 配置）。
- 重启 Tomcat 后用 JConsole 连接 :9090 查看线程、内存、类加载、MBean 等指标。

五、持续监控与可视化

日志与可视化
- 实时查看：tail -f /var/log/tomcat/catalina.out*；按关键字过滤（如 grep -i “ERROR”）。
- 集中化：用 ELK（Elasticsearch/Logstash/Kibana） 或 Grafana+Prometheus 收集并展示访问日志、JVM指标与应用指标。
监控工具链
- JMX + VisualVM 做本地/远程诊断；
- Zabbix + Java Gateway 做企业级监控告警；
- Prometheus + Grafana 做时序可视化与容量规划。

提示

任何参数调整都应基于基线数据（当前吞吐、P95/P99时延、GC停顿、CPU/内存/IO）进行，先小步变更、A/B验证，再推广到生产。
若使用容器/云环境，还需核对容器配额（CPU/内存）与宿主机资源，避免因限额导致性能异常。

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