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# 12 | 实战：优化并提高Tomcat启动速度
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到目前为止，我们学习了Tomcat和Jetty的整体架构，还知道了Tomcat是如何启动起来的，今天我们来聊一个比较轻松的话题：如何优化并提高Tomcat的启动速度。
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我们在使用Tomcat时可能会碰到启动比较慢的问题，比如我们的系统发布新版本上线时，可能需要重启服务，这个时候我们希望Tomcat能快速启动起来提供服务。其实关于如何让Tomcat启动变快，官方网站有专门的[文章](https://wiki.apache.org/tomcat/HowTo/FasterStartUp)来介绍这个话题。下面我也针对Tomcat 8.5和9.0版本，给出几条非常明确的建议，可以现学现用。
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## 清理你的Tomcat
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**1\. 清理不必要的Web应用**
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首先我们要做的是删除掉webapps文件夹下不需要的工程，一般是host-manager、example、doc等这些默认的工程，可能还有以前添加的但现在用不着的工程，最好把这些全都删除掉。如果你看过Tomcat的启动日志，可以发现每次启动Tomcat，都会重新布署这些工程。
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**2\. 清理XML配置文件**
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我们知道Tomcat在启动的时候会解析所有的XML配置文件，但XML解析的代价可不小，因此我们要尽量保持配置文件的简洁，需要解析的东西越少，速度自然就会越快。
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**3\. 清理JAR文件**
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我们还可以删除所有不需要的JAR文件。JVM的类加载器在加载类时，需要查找每一个JAR文件，去找到所需要的类。如果删除了不需要的JAR文件，查找的速度就会快一些。这里请注意：**Web应用中的lib目录下不应该出现Servlet API或者Tomcat自身的JAR**，这些JAR由Tomcat负责提供。如果你是使用Maven来构建你的应用，对Servlet API的依赖应该指定为`<scope>provided</scope>`。
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**4\. 清理其他文件**
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及时清理日志，删除logs文件夹下不需要的日志文件。同样还有work文件夹下的catalina文件夹，它其实是Tomcat把JSP转换为Class文件的工作目录。有时候我们也许会遇到修改了代码，重启了Tomcat，但是仍没效果，这时候便可以删除掉这个文件夹，Tomcat下次启动的时候会重新生成。
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## 禁止Tomcat TLD扫描
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Tomcat为了支持JSP，在应用启动的时候会扫描JAR包里面的TLD文件，加载里面定义的标签库，所以在Tomcat的启动日志里，你可能会碰到这种提示：
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> At least one JAR was scanned for TLDs yet contained no TLDs. Enable debug logging for this logger for a complete list of JARs that were scanned but no TLDs were found in them. Skipping unneeded JARs during scanning can improve startup time and JSP compilation time.
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Tomcat的意思是，我扫描了你Web应用下的JAR包，发现JAR包里没有TLD文件。我建议配置一下Tomcat不要去扫描这些JAR包，这样可以提高Tomcat的启动速度，并节省JSP编译时间。
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那如何配置不去扫描这些JAR包呢，这里分两种情况：
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* 如果你的项目没有使用JSP作为Web页面模板，而是使用Velocity之类的模板引擎，你完全可以把TLD扫描禁止掉。方法是，找到Tomcat的`conf/`目录下的`context.xml`文件，在这个文件里Context标签下，加上**JarScanner**和**JarScanFilter**子标签，像下面这样。
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* 如果你的项目使用了JSP作为Web页面模块，意味着TLD扫描无法避免，但是我们可以通过配置来告诉Tomcat，只扫描那些包含TLD文件的JAR包。方法是，找到Tomcat的`conf/`目录下的`catalina.properties`文件，在这个文件里的jarsToSkip配置项中，加上你的JAR包。
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tomcat.util.scan.StandardJarScanFilter.jarsToSkip=xxx.jar
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## 关闭WebSocket支持
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Tomcat会扫描WebSocket注解的API实现，比如`@ServerEndpoint`注解的类。我们知道，注解扫描一般是比较慢的，如果不需要使用WebSocket就可以关闭它。具体方法是，找到Tomcat的`conf/`目录下的`context.xml`文件，给Context标签加一个**containerSciFilter**的属性，像下面这样。
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更进一步，如果你不需要WebSocket这个功能，你可以把Tomcat lib目录下的`websocket-api.jar`和`tomcat-websocket.jar`这两个JAR文件删除掉，进一步提高性能。
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## 关闭JSP支持
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跟关闭WebSocket一样，如果你不需要使用JSP，可以通过类似方法关闭JSP功能，像下面这样。
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我们发现关闭JSP用的也是**containerSciFilter**属性，如果你想把WebSocket和JSP都关闭，那就这样配置：
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## 禁止Servlet注解扫描
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Servlet 3.0引入了注解Servlet，Tomcat为了支持这个特性，会在Web应用启动时扫描你的类文件，因此如果你没有使用Servlet注解这个功能，可以告诉Tomcat不要去扫描Servlet注解。具体配置方法是，在你的Web应用的`web.xml`文件中，设置`<web-app>`元素的属性`metadata-complete="true"`，像下面这样。
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`metadata-complete`的意思是，`web.xml`里配置的Servlet是完整的，不需要再去库类中找Servlet的定义。
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## 配置Web-Fragment扫描
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Servlet 3.0还引入了“Web模块部署描述符片段”的`web-fragment.xml`，这是一个部署描述文件，可以完成`web.xml`的配置功能。而这个`web-fragment.xml`文件必须存放在JAR文件的`META-INF`目录下，而JAR包通常放在`WEB-INF/lib`目录下，因此Tomcat需要对JAR文件进行扫描才能支持这个功能。
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你可以通过配置`web.xml`里面的`<absolute-ordering>`元素直接指定了哪些JAR包需要扫描`web fragment`，如果`<absolute-ordering/>`元素是空的， 则表示不需要扫描，像下面这样。
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## 随机数熵源优化
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这是一个比较有名的问题。Tomcat 7以上的版本依赖Java的SecureRandom类来生成随机数，比如Session ID。而JVM 默认使用阻塞式熵源（`/dev/random`）， 在某些情况下就会导致Tomcat启动变慢。当阻塞时间较长时， 你会看到这样一条警告日志：
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> `<DATE>` org.apache.catalina.util.SessionIdGenerator createSecureRandom
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> INFO: Creation of SecureRandom instance for session ID generation using \[SHA1PRNG\] took \[8152\] milliseconds.
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这其中的原理我就不展开了，你可以阅读[资料](https://stackoverflow.com/questions/28201794/slow-startup-on-tomcat-7-0-57-because-of-securerandom)获得更多信息。解决方案是通过设置，让JVM使用非阻塞式的熵源。
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我们可以设置JVM的参数：
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-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
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或者是设置`java.security`文件，位于`$JAVA_HOME/jre/lib/security`目录之下： `securerandom.source=file:/dev/./urandom`
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这里请你注意，`/dev/./urandom`中间有个`./`的原因是Oracle JRE中的Bug，Java 8里面的 SecureRandom类已经修正这个Bug。 阻塞式的熵源（`/dev/random`）安全性较高， 非阻塞式的熵源（`/dev/./urandom`）安全性会低一些，因为如果你对随机数的要求比较高， 可以考虑使用硬件方式生成熵源。
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## 并行启动多个Web应用
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Tomcat启动的时候，默认情况下Web应用都是一个一个启动的，等所有Web应用全部启动完成，Tomcat才算启动完毕。如果在一个Tomcat下你有多个Web应用，为了优化启动速度，你可以配置多个应用程序并行启动，可以通过修改`server.xml`中Host元素的startStopThreads属性来完成。startStopThreads的值表示你想用多少个线程来启动你的Web应用，如果设成0表示你要并行启动Web应用，像下面这样的配置。
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这里需要注意的是，Engine元素里也配置了这个参数，这意味着如果你的Tomcat配置了多个Host（虚拟主机），Tomcat会以并行的方式启动多个Host。
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## 本期精华
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今天我讲了不少提高优化Tomcat启动速度的小贴士，现在你就可以把它们用在项目中了。不管是在开发环境还是生产环境，你都可以打开Tomcat的启动日志，看看目前你们的应用启动需要多长时间，然后尝试去调优，再看看Tomcat的启动速度快了多少。
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如果你是用嵌入式的方式运行Tomcat，比如Spring Boot，你也可以通过Spring Boot的方式去修改Tomcat的参数，调优的原理都是一样的。
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## 课后思考
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在Tomcat启动速度优化上，你都遇到了哪些问题，或者你还有自己的“独门秘籍”，欢迎把它们分享给我和其他同学。
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不知道今天的内容你消化得如何？如果还有疑问，请大胆的在留言区提问，也欢迎你把你的课后思考和心得记录下来，与我和其他同学一起讨论。如果你觉得今天有所收获，欢迎你把它分享给你的朋友。
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