Tomcat性能問題調查

一、             程式現狀

        程式為基于Tomcat的WEB應用，在并發請求很少的情況下，程式運作正常，而當并發請求較多(70～300/30秒)時，WEB應用的頁面幾乎無法通路，通常需要重新整理多次才可能成功通路一次。

        通過Tomcat的status頁面，可以發現Tomcat 目前線程數已達配置檔案中設定的最大值(800個https，200個http)，并且目前所有線程均處于忙碌狀态，大部分線程的生存期比較長，最長的可達20分鐘。

        觀察資料庫連接配接池，資料庫連接配接數量已達配置檔案設定最大值，但繁忙的資料庫連接配接并不多，大部分處于空閑狀态。

二、             調試與跟蹤面臨的問題

        多線程程式相對于單線程程式在跟蹤和調試方面要麻煩許多，特别是在當衆多線程啟動時才會發生的BUG，期望通過IDE進行調試是不可能完成的任務。此時，記錄log是最容易想到的跟蹤方式。

        但是在多線程中記錄log面臨的問題是由于線程衆多，記錄的log是也是由線程混雜生成的，因而很難從中抽取出一個線程的執行log進行分析。但是，要有效地分析線程運作情況，必須從繁雜的線程中抽取出一個線程的執行log。

        顯然，如果每一條log能夠有目前線程(更确切地說，是針對目前請求的響應)的惟一辨別，那麼抽取一個線程就成為可能。

三、             日志記錄解決方案

        要在log中辨別惟一線程，很容易想到的方式是在記錄log時同時記錄線程ID，但是對于Tomcat及類似的WEB的應用，使用線程ID存在以下兩個問題：

1. Tomcat等伺服器會維護一個線程池，線程池中的線程會被反複使用，以便高效地響應請求，在這些種情況下，會有多個請求的log使用同一辨別，依然無法抽取針對一次請求響應的log。
2. JDK1.4及之前并不支援線程ID，而目前面臨的應用正好使用的是JDK1.4.2。

利用線程類Thread提供的以下方法，可以實作對對每一請求進行惟一辨別：

        public static Thread currentThread()   // 取得目前線程對象

        public final void setName(String name) // 為線程設定一個名稱

        public final String getName()         // 取得線程的名稱

    具體實作過程如下：

1. 在請求的入口處通過currentThread方法取得線程對象，然後調用其setName方法為線程設定一個惟一辨別，惟一辨別根據不同的應用可以設計不同的辨別，隻要其符合惟一性的标準即可。
2. 在需要添加log的地方通過通過currentThread方法取得線程對象，然後調用getName方法取得目前線程的名稱，并将其記入目前log。
3. 由于懷疑是某些操作耗時過長，是以在需要記錄log的方法中，入口處與出口處均需添加log。
4. 更新程式後，取得log檔案即可抽取一個請求的執行流程進行分析。

四、             日志結果分析

通過日志，很快發現線上程中，以下方法被頻繁調用并且耗時較長：

synchronized  public  static  XXX  getInstance()

{

         if (m_instance == null)

         {

                   m_instance = new XXX();

         }

         return m_instance;

}

        該類是一個單執行個體類，通過分析其代碼，并沒有需要特别注意線程安全的地方，故可以直接取消方法getInstance的同步特性，隻是這樣可能線上程調用getInstance産生多餘一個的執行個體，但此後它會被Java進行垃圾回收，并沒有太大影響。或者，可以将同步範圍縮小至需要建立對象的代碼塊處，這樣将僅在程式剛開始運作時受到互斥的影響。

public  static  XXX  getInstance()

{

         if (m_instance == null)

         {

        Synchronized(this)

        {

            if (m_instance == null)

            {

                           m_instance = new XXX();

            }

        }

         }

         return m_instance;

}

五、             總結

1. 多線程應用，取得能夠惟一辨別一個線程的log是迅速查找問題的關鍵，單純依據現象及經驗進行分析，可能會耗費大量的時間。前期在分析問題可能産生原因的同時，能取得有效log是一項優先度極高的工作。
2. 單實列類的使用要慎重，其對空間占用率的影響可能遠不如因同步而帶來的負面影響。通常，應當隻将具有狀态的類設計成單執行個體類。
3. 看起來似乎可以很快執行完畢的同步方法，線上程衆多、被頻繁調用時，也有可能是線程執行的瓶頸所在，不要将關注點隻放在哪些可能比較耗時的操作上。

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