Tomcat 5/6/7/8/9 通用效能優化與配置最佳實踐

前言

Tomcat 預設配置面向開發測試，生產環境必須針對 JVM 記憶體、連接器線程池、安全防護、靜態資源處理進行系統化調優。本文整理適用於 Tomcat 5 至 9 的核心優化項目，附參數說明與建議值。

一、 JVM 記憶體優化（核心）

Tomcat 本身不管理堆記憶體，由啟動腳本傳遞 JVM 參數控制。務必在專用腳本或環境變數中設定，勿直接修改 catalina.sh/bat，便於版本升級與多實例管理。

1. 環境變數配置方式（推薦）

建立 setenv.sh (Linux/Unix) 或 setenv.bat (Windows) 放於 $CATALINA_HOME/bin/，Tomcat 啟動時自動讀取。

# setenv.sh (Linux/Unix)
export CATALINA_OPTS="-server -Xms2g -Xmx2g -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=$CATALINA_HOME/logs/heapdump.hprof"

# 如需 JMX 遠程監控（生產環境請加認證與 SSL）
# export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9004 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.100"

rem setenv.bat (Windows)
set CATALINA_OPTS=-server -Xms2g -Xmx2g -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=512m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=%CATALINA_HOME%\logs\heapdump.hprof

2. 關鍵參數解析

二、 連接器線程池優化 (server.xml)

Tomcat 使用 Executor 共享線程池或 Connector 獨立線程池。高並發場景建議顯式配置 Executor。

1. 定義共享執行器

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
    maxThreads="800" minSpareThreads="100" maxIdleTime="60000"
    prestartminSpareThreads="true" />

2. Connector 引用執行器並調優網絡參數

<Connector executor="tomcatThreadPool"
           port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           maxConnections="10000"
           acceptCount="1000"
           enableLookups="false"
           disableUploadTimeout="true"
           compression="on"
           compressableMimeType="text/html,text/xml,text/plain,text/css,text/javascript,application/javascript,application/json"
           compressionMinSize="2048"
           URIEncoding="UTF-8"
           maxHttpHeaderSize="8192"
           maxPostSize="2097152" />

3. 核心參數對照表

三、 禁用目錄瀏覽 (web.xml)

預設 DefaultServlet 的 listings 參數為 true，會洩露目錄結構。修改 $CATALINA_HOME/conf/web.xml：

<servlet>
  <servlet-name>default</servlet-name>
  <servlet-class>org.apache.catalina.servlets.DefaultServlet</servlet-class>
  <init-param>
    <param-name>listings</param-name>
    <param-value>false</param-value>
  </init-param>
  <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>

四、 IP/主機訪問控制 (Valve)

在 server.xml <Host> 或 <Engine> 下添加 RemoteAddrValve / RemoteHostValve：

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
       allow="192\.168\.1\.\d+|10\.0\.0\.\d+|127\.0\.0\.1" />
<!-- 僅允許內網與本機訪問管理介面 -->
<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
       deny=".*" />
<!-- 預設拒絕所有，結合 allow 形成白名單 -->

• allow、deny 支援正則表達式
• 管理介面 (/manager/*, /host-manager/*) 強烈建議配置 Valve 限制存取 IP

五、 靜態資源與緩存優化

• 靜態資源分離： 生產環境由 Nginx/Apache 直接服務靜態檔案 (圖片、CSS、JS)，Tomcat 僅處理動態請求
• 啟用 DefaultServlet 緩存： web.xml 中 DefaultServlet 添加 readonly=true、fileEncoding=UTF-8
• 客戶端緩存頭： 配置 ExpiresFilter (Tomcat 7+) 或 Nginx expires 指令