Spring Boot中内置Tomcat最大连接数、线程数与等待数实践调优

た入场券 2024-03-25 22:15 46阅读 0赞

在 Spring Boot 框架中，我们使用最多的是Tomcat，这是 Spring Boot 默认的容器技术，而且是内嵌式的 Tomcat。Tomcat 是 Apache 基金下的一个轻量级的Servlet 容 器 ， 支 持 Servlet 和 JSP 。Tomcat服务器本身具有Web服务器的功能，可以作为独立的Web服务器来使用。

### 一、Spring Boot应用中Tomcat建议配置 ###

Spring Boot 能支持的最大并发量主要看其对Tomcat的设置，可以在配置文件中对其进行更改。要了解具体参数的默认值，一个简单的方法是在application.properties 配置文件中输入配置项，默认值就会显示出来。

默认配置：
    最大工作线程数，默认200。
    server.tomcat.max-threads=200
     
    最大连接数默认是10000
    server.tomcat.max-connections=10000
     
    等待队列长度，默认100。
    server.tomcat.accept-count=100
     
    最小工作空闲线程数，默认10。
    server.tomcat.min-spare-threads=10

对应application.yml 配置文件如下所示：

server:
      port: 9000
      tomcat:
        uri-encoding: UTF-8
        max-threads: 800 #最大工作线程数量
        min-spare-threads: 20 #最小工作线程数量
        #max-connections: 10000 #一瞬间最大支持的并发的连接数
        accept-count: 200 #等待队列长度

### 参数解释 ###

线程数的经验值为：1核2G内存，线程数经验值200；4核8G内存， 线程数经验值800。  
（4核8G内存单进程调度线程数800-1000，超过这个并发数之后，将会花费巨大的时间在CPU调度上）

等待队列长度：队列做缓冲池用，但也不能无限长，消耗内存，出入队列也耗CPU。

maxThreads规定的是最大的线程数目，并不是实际running的CPU数量；实际上，maxThreads的大小比CPU核心数量要大得多。这是因为，处理请求的线程真正用于计算的时间可能很少，大多数时间可能在阻塞，如等待数据库返回数据、等待硬盘读写数据等。因此，在某一时刻，只有少数的线程真正的在使用物理CPU，大多数线程都在等待；因此线程数远大于物理核心数才是合理的。也就是说，Tomcat通过使用比CPU核心数量多得多的线程数，可以使CPU忙碌起来，大大提高CPU的利用率。

### 二、最大并发量-maxThreads和maxConnections参数 ###

比较容易弄混的是maxThreads和maxConnections这两个参数:

maxThreads是指Tomcat线程池最多能起的线程数  
maxConnections则是Tomcat一瞬间最多能够处理的并发连接数。  
比如 maxThreads=1000,maxConnections=800，  
假设某一瞬间的并发是1000，那么最终Tomcat的线程数将会是800，即同时处理800个请求，剩余200进入队列“排队”，如果acceptCount=100 (100个请求进入排队），另外100个请求会被拒掉。

并发量指的是连接数,还是线程数?当然是连接数(maxConnections) 。

200个线程如何处理10000条连接?  
Tomcat有两种处理连接的模式

一种是BIO，一个线程只处理一个Socket连接;  
另一种就是NIO,一个线程处理多个Socket连接。  
由于HTTP请求不会太耗时,而且多个连接一般不会同时来消息，所以一个线程处理多个连接没有太大问题。

Tomcat的最大连接数参数是maxConnections,这个值表示最多可以有多少个Socket 连接到Tomcat上。  
BIO模式下默认最大连接数是它的最大线程数(缺省是200)，  
NIO模式下默认是10000 ,APR模式则是8192。

为什么不开更多线程?  
多开线程的代价就是增加上下文切换的时间，浪费CPU时间。另外还有就是线程数增多，每个线程分配到的时间片就变少。多开线程并不等于提高处理效率。  
那增加最大连接数(maxConnections)呢?  
增加最大连接数,支持的并发量确实可以上去。但是在没有改变硬件条件的情况下，这种并发量的提升必定以牺牲响应时间为代价。

### 三、maxConnections和acceptCount参数 ###

maxConnections 和acceptCount的关系为:当连接数达到最大值maxConnections后,系统会继续接收连接,进行排队，但不会超过acceptCount的值。  
Tomcat最大连接数取决于maxConnections这个值加上acceptCount这个值,在连接数达到了maxConenctions之后,Tomcat仍会保持住连接,但是不处理，等待其它请求处理完毕之后才会处理这个请求。  
当队列(acceptCount)已满时,任何的连接请求都将被拒绝。acceptCount的默认值为100。简而言之，当调用HTTP请求数达到Tomcat的最大连接数时,还有新的HTTP请求到来,这时Tomcat会将该请求放在等待队列中,这个acceptCount就是指能够接受的最大等待数，默认100。如果等待队列也被放满了，这个时候再来新的请求就会被Tomcat拒绝(connection refused)。  
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