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Apache Tomcat 8.5 安全配置与高并发优化

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通常我们在生产环境中，Tomcat的默认配置显然不能满足我们的产品需求，所以很多时候都需要对Tomcat的配置进行调优，以下综合我自己的经验来配置 Tomcat 安全与优化情况，如果你有更好的方案，请留言，我会参考并加纳进去。

关于JAVA JDK JRE的安装配置，请阅读《Linux JAVA JDK JRE 环境变量安装与配置》篇。
关于Tomcat的安装，请阅读《Linux Apache Tomcat 8.5 安装与配置》篇。

1.编辑修改配置文件：

# vim /usr/program/tomcat8/conf/server.xml

2.禁用8005端口

telnet localhost 8005 然后输入 SHUTDOWN 就可以关闭 Tomcat，为了安全我们要禁用该功能

默认值:

<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">

修改为:

<Server port="-1" shutdown="SHUTDOWN">

3.应用程序安全&关闭自动部署

默认值:

<Host name="localhost" appBase="webapps"
 unpackWARs="true" autoDeploy="true">

修改为:

<Host name="localhost" appBase="webapps"
 unpackWARs="false" autoDeploy="false" reloadable="false">

4.maxThreads 连接数限制修改配置

默认值:

<!--
 <Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
 maxThreads="150" minSpareThreads="4"/>
 -->

修改为:

<Executor
 name="tomcatThreadPool"
 namePrefix="catalina-exec-"
 maxThreads="500"
 minSpareThreads="30"
 maxIdleTime="60000"
 prestartminSpareThreads = "true"
 maxQueueSize = "100"
/>

参数解释：

maxThreads：最大并发数，默认设置 200，一般建议在 500 ~ 800，根据硬件设施和业务来判断
minSpareThreads：Tomcat 初始化时创建的线程数，默认设置 25
maxIdleTime：如果当前线程大于初始化线程，那空闲线程存活的时间，单位毫秒，默认60000=60秒=1分钟。
prestartminSpareThreads：在 Tomcat 初始化的时候就初始化 minSpareThreads 的参数值，如果不等于 true，minSpareThreads 的值就没啥效果了
maxQueueSize：最大的等待队列数，超过则拒绝请求

5.Connector 参数优化配置

默认值:

<Connector 
 port="8080" 
 protocol="HTTP/1.1" 
 connectionTimeout="20000" 
 redirectPort="8443" 
 />

修改为:

 

<Connector
 executor="tomcatThreadPool"
 port="8080"
 protocol="org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol"
 connectionTimeout="60000"
 maxConnections="10000"
 redirectPort="8443"
 enableLookups="false"
 acceptCount="100"
 maxPostSize="10485760"
 maxHttpHeaderSize="8192"
 compression="on"
 disableUploadTimeout="true"
 compressionMinSize="2048"
 acceptorThreadCount="2"
 compressableMimeType="text/html,text/plain,text/css,application/javascript,application/json,application/x-font-ttf,application/x-font-otf,image/svg+xml,image/jpeg,image/png,image/gif,audio/mpeg,video/mp4"
 URIEncoding="utf-8"
 processorCache="20000"
 tcpNoDelay="true"
 connectionLinger="5"
 server="Server Version 11.0"
 />

参数解释：

protocol：Tomcat 8 设置 nio2 更好：org.apache.coyote.http11.Http11Nio2Protocol
protocol：Tomcat 6 设置 nio 更好：org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol
protocol：Tomcat 8 设置 APR 性能飞快：org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol 更多详情：《Tomcat 8.5 基于 Apache Portable Runtime（APR）库性能优化》
connectionTimeout：Connector接受一个连接后等待的时间(milliseconds)，默认值是60000。
maxConnections：这个值表示最多可以有多少个socket连接到tomcat上
enableLookups：禁用DNS查询
acceptCount：当tomcat起动的线程数达到最大时，接受排队的请求个数，默认值为100。
maxPostSize：设置由容器解析的URL参数的最大长度，-1(小于0)为禁用这个属性，默认为2097152(2M) 请注意， FailedRequestFilter 过滤器可以用来拒绝达到了极限值的请求。
maxHttpHeaderSize：http请求头信息的最大程度，超过此长度的部分不予处理。一般8K。
compression：是否启用GZIP压缩 on为启用（文本数据压缩） off为不启用， force 压缩所有数据
disableUploadTimeout：这个标志允许servlet容器使用一个不同的,通常长在数据上传连接超时。 如果不指定,这个属性被设置为true,表示禁用该时间超时。
compressionMinSize：当超过最小数据大小才进行压缩
acceptorThreadCount：用于接受连接的线程数量。增加这个值在多CPU的机器上,尽管你永远不会真正需要超过2。 也有很多非维持连接,您可能希望增加这个值。默认值是1。
compressableMimeType：配置想压缩的数据类型
URIEncoding：网站一般采用UTF-8作为默认编码。
processorCache：协议处理器缓存的处理器对象来提高性能。 该设置决定多少这些对象的缓存。-1意味着无限的,默认是200。 如果不使用Servlet 3.0异步处理,默认是使用一样的maxThreads设置。 如果使用Servlet 3.0异步处理,默认是使用大maxThreads和预期的并发请求的最大数量(同步和异步)。
tcpNoDelay：如果设置为true,TCP_NO_DELAY选项将被设置在服务器套接字,而在大多数情况下提高性能。这是默认设置为true。
connectionLinger：秒数在这个连接器将持续使用的套接字时关闭。默认值是 -1,禁用socket 延迟时间。
server：隐藏Tomcat版本信息，首先隐藏HTTP头中的版本信息

6.隐藏或修改 Tomcat 版本号

 # cd /usr/local/tomcat/lib/
 # unzip catalina.jar
 # cd org/apache/catalina/util
 # vim ServerInfo.properties
 server.info=Apache Tomcat/8.5.16
 server.number=8.5.16.0
 server.built=Jun 21 2017 17:01:09 UTC

将以上去掉或修改版本号即可。

7.删除禁用默认管理页面以及相关配置文件

 # rm -rf /usr/local/apache-tomcat-8.5.16/webapps/*
 # rm -rf /usr/local/apache-tomcat-8.5.16/conf/tomcat-users.xml

参考内容：
//tomcat.apache.org/tomcat-8.5-doc/config/
//github.com/judasn/Linux-Tutorial/blob/master/Tomcat-Install-And-Settings.md
//wiki.jikexueyuan.com/project/linux-in-eye-of-java/Tomcat-Install-And-Settings.html
//netkiller.github.io/journal/tomcat.html
//zjliu.me/2015/12/14/tomcat-config-connector/

Tomcat 8.5 基于 Apache Portable Runtime（APR）库性能优化

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Tomcat可以使用Apache Portable Runtime来提供卓越的性能及可扩展性，更好地与本地服务器技术的集成。Apache Portable Runtime是一个高度可移植的库，位于Apache HTTP Server 2.x的核心。APR有许多用途，包括访问高级IO功能（如sendfile，epoll和OpenSSL），操作系统级功能（随机数生成，系统状态等）以及本地进程处理（共享内存，NT管道和Unix套接字）。

这些功能不仅仅是一个后端集中的技术，还可以让Tomcat成为通用的网络服务器，可以实现与本地的其他Web技术更好的集成，并使Java成为一个完整的网络服务器平台。

官方要求：

APR 1.2+ development headers (libapr1-dev package)
OpenSSL 1.0.2+ development headers (libssl-dev package)
JNI headers from Java compatible JDK 1.4+
GNU development environment (gcc, make)

生产环境:

CentOS Linux release 7.3.1611 (Core) x86 64
Server version: Apache Tomcat/8.5.16
java version “1.8.0_131”

Apache Tomcat/8.5.16 的安装请查看《Linux Apache Tomcat 8.5 安装与配置》

1.安装相关依赖包

# yum -y install gcc gcc-c++ libtool* autoconf automake expat-devel perl perl-devel

2.下载安装包

# cd /tmp/
# wget //mirror.bit.edu.cn/apache/apr/apr-1.6.2.tar.gz
# wget //mirror.bit.edu.cn/apache/apr/apr-iconv-1.2.1.tar.gz
# wget //mirror.bit.edu.cn/apache/apr/apr-util-1.6.0.tar.gz
# wget //www.openssl.org/source/openssl-1.1.0f.tar.gz

3.安装APR

# tar zxvf apr-1.6.2.tar.gz
# cd apr-1.6.2
# vim configure

默认值:

RM='$RM'

修改为:

RM='$RM -f'
# ./configure --prefix=/usr/local/apr
# make && make install

4.安装apr-iconv

# tar zxvf apr-iconv-1.2.1.tar.gz
# cd apr-iconv-1.2.1
# ./configure --prefix=/usr/local/apr-iconv --with-apr=/usr/local/apr
# make && make install

5.安装apr-util

# tar zxvf apr-util-1.6.0.tar.gz
# cd apr-util-1.6.0
# ./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr --with-apr-iconv=/usr/local/apr-iconv/bin/apriconv
# make && make install

6.安装OpenSSL

# tar zxvf openssl-1.1.0f.tar.gz
# cd openssl-1.1.0f
# ./config --prefix=/usr/local/openssl
# make -j 4 && make install

7.安装tomcat-native

# cd /usr/local/tomcat/bin/
# tar zxvf tomcat-native.tar.gz
# cd tomcat-native-1.2.12-src/native
# ./configure --with-ssl=/usr/local/openssl --with-apr=/usr/bin/apr-1-config --with-java-home=/usr/java/jdk1.8.0_131
# make && make install

注意:如果以上 configure 失败，可以执行 make distclean 清除

8.添加变量内容

# vim /etc/profile.d/jdk.sh
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/apr/lib:$LD_LIBRARY_PATH
# source /etc/profile.d/jdk.sh

至此APR安装成功。

9.接下来需要修改tomcat配置文件中的APR运行模式，并测试是否安装成功。

# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml

默认值：

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
 connectionTimeout="20000"
 redirectPort="8443" />

修改为：

<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
 connectionTimeout="20000"
 redirectPort="8443" />

默认值：

<Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

修改为：

<Connector port="8009" protocol="org.apache.coyote.ajp.AjpAprProtocol" redirectPort="8443" />

10.现在重启tomcat服务,并查看启动日志

# systemctl restart tomcat
# cat /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
...
INFO [main] org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener.lifecycleEvent The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: [/usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib]
INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.init Initializing ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
INFO [main] org.apache.tomcat.util.net.NioSelectorPool.getSharedSelector Using a shared selector for servlet write/read
INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.init Initializing ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]
INFO [main] org.apache.tomcat.util.net.NioSelectorPool.getSharedSelector Using a shared selector for servlet write/read
...

注意:可以看到红色部分，提示找不到基于APR的Apache Tomcat Native库，因此无法使用APR模式启动。

解决方案：

# cp -R /usr/local/apr/lib/* /usr/lib64
# cp -R /usr/local/apr/lib/* /usr/lib

再次重启tomcat，并查看启动日志

# cat /usr/local/tomcat/logs/catalina.out
...
INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-apr-8080"]
INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-apr-8009"]
...

可以看到已经以apr协议模式启动成功，经基于APR的技术web压力测试，Tomcat的性能飙升。

Linux Apache Tomcat 8.5 安装与配置

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生产环境:

Server version: Apache Tomcat/8.5.16
CentOS Linux release 7.3.1611 (Core) x86-64

1.Apache Tomcat/8.5.16依赖jre7及以上版本，不过jdk高版本已经包含jre，关于jdk&jre的安装请查看《Linux JAVA JDK JRE 环境变量安装与配置》

2.创建tomcat专有用户

# groupadd tomcat
# useradd -g tomcat -s /bin/false tomcat
或
# useradd -g tomcat -s /sbin/nologin tomcat

注意：

-g tomcat用户隶属于tomcat组
-s /bin/false 禁用shell访问

3.Apache Tomcat 8.5下载安装与配置&设置用户组权限并创建软连接

# cd /tmp
# wget //apache.fayea.com/tomcat/tomcat-8/v8.5.16/bin/apache-tomcat-8.5.16.tar.gz
# tar zxvf apache-tomcat-8.5.16.tar.gz
# mv apache-tomcat-8.5.16 /usr/local/
# cd /usr/local/
# chown -hR tomcat:tomcat apache-tomcat-8.5.16
# ln -s apache-tomcat-8.5.16 tomcat

4.添加tomcat自启动systemd服务单元文件

# vim /lib/systemd/system/tomcat.service

[Unit]
Description=Apache Tomcat 8
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
User=tomcat
Group=tomcat

Environment=JAVA_HOME=/usr/local/jdk/jre
Environment=CATALINA_PID=/usr/local/tomcat/temp/tomcat.pid
Environment=CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat
Environment=CATALINA_BASE=/usr/local/tomcat
Environment='CATALINA_OPTS=-Xms512M -Xmx4096M -server -XX:+UseParallelGC'
Environment='CATALINA_OPTS=-Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms2048m -Xmx2048m -Xmn1024m -XX:SurvivorRatio=10 -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:NewRatio=2 -XX:+DisableExplicitGC'
Environment='JAVA_OPTS=-Djava.awt.headless=true -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom'

ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/bin/kill -15 $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

5.重载systemd服务单元，给予软连接目录权限，启动Apache Tomcat服务并设置Tomcat为开机自启动

# systemctl daemon-reload
# cd /usr/local/
# chown -hR tomcat:tomcat tomcat
# systemctl start tomcat
# systemctl enable tomcat

6.配置Apache Tomcat用户实现远程登录

在tomcat-users.xml文件<tomcat-users></tomcat-users>中间添加；

# vim /usr/local/tomcat/conf/tomcat-users.xml
<role rolename="manager-gui"/>
<user username="tomcat" password="s3cret" roles="manager-gui"/>

tomcat8.5之后的版本，已经增强远程登录安全过滤规则，默认不支持远程登录，需要修改配置文件。

修改文件:

/host-manager/META-INF/context.xml
/manager/META-INF/context.xml

默认值:

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
 allow="127\.\d+\.\d+\.\d+|::1|0:0:0:0:0:0:0:1" />

修改为:

<Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
 addConnectorPort="true"
 allow="127\.\d+\.\d+\.\d+;\d*|::1;\d*|0:0:0:0:0:0:0:1;\d*|.*;8080"/>

详情可查看 Valve 文档

7.配置Firewalld防火墙

如果不放行8080端口，就无法在外部使用8080进行访问，现在将端口放行并重载firewall服务

# firewall-cmd --zone=public --add-port=8080/tcp --permanent
# firewall-cmd --reload
# firewall-cmd --list-ports
# firewall-cmd --list-services

目前为止Apache Tomcat 8.5.16已经成功安装。现在您可以使用IP:port进行测试访问。