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Tomcat 企业级运维实战系列（四）：Tomcat 企业级监控

news 2025/8/31 10:24:09

Tomcat 企业级运维实战系列（四）：Tomcat 企业级监控

  • 一：监控工具
    • 1）概述
    • 2）流程
    • 3）部署
  • 二：监控命令
    • 1）`jps`
    • 2）`jstack`
    • 3）`jmap`
    • 4）`MAT` 工具分析
  • 三：监控脚本
  • 四：Java 系统负载与性能排查流程
    • 1）初步观察系统负载
    • 2）判断负载来源
    • 3）确定问题进程
    • 4）进一步分析
    • 5）问题解决与总结
  • 总结

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本系列系统讲解 Linux 环境下 Apache Tomcat 的部署、配置、管理与优化，并最终带你完成 企业级前后端分离项目上线。无论你是初学者还是想进阶的运维人员，这份路线图都能帮你快速构建完整的知识体系。

⚠️ 该系列所有涉及的软件包和项目都可以私信博主免费获取

  • 👉 第一部分：Tomcat 核心概念与基础部署
  • 👉 第二部分：Tomcat 系统化管理与应用部署
  • 👉 第三部分：Tomcat 配置解析与集群化部署
  • 👉 第四部分：Tomcat 企业级监控
  • 👉 第五部分：Tomcat 优化和安全加固
  • 👉 第六部分：综合项目实战：Java 前后端分离架构部署

一：监控工具

1）概述

  • 可通过 Zabbix / Grafana / Prometheus 等工具监控 Tomcat/Java。

  • 需要在 Tomcat 中开启 Java 远程监控功能（JMX Remote）。

  • 也可在 Windows 安装 JDK，使用 jconsole / jvisualvm 工具远程连接 Tomcat 进行监控。

2）流程

  1. 在 Linux 修改 Tomcat 启动参数，开启 JMX 远程监控功能。

  2. 重启 Tomcat 使配置生效。

  3. 查看进程确认参数是否加载。

  4. 在 Windows 安装 JDK，并使用工具连接。

3）部署

  1. 修改 Tomcat 启动参数

    参数说明
    -Dcom.sun.management.jmxremote开启远程监控功能
    -Dcom.sun.management.jmxremote.port=12345指定 JMX 端口
    -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false关闭认证
    -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false关闭 SSL 加密
    -Djava.rmi.server.hostname=192.168.2.104绑定监听的 IP（通常填内网IP）
    [root@web01 ~]# vim /opt/module/tomcat-8.5.87/bin/catalina.sh

    ⚠️ 注意：Tomcat 8.5+ 中配置需用 \ 换行。

    CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS \
-Dcom.sun.management.jmxremote \
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=12345 \
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \
-Djava.rmi.server.hostname=192.168.2.104"

    在这里插入图片描述

  2. 启动 Tomcat

    [root@web01 ~]# systemctl start tomcat

  3. Window 安装 JDK

    配置环境变量：

    • JAVA_HOME=D:\...\jdk1.8.0_212
    • Path=%JAVA_HOME%\bin;
    C:\Users\86152>java -version
java version "1.8.0_212"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_212-b10)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.212-b10, mixed mode)

  4. 监控

    • 使用 JConsole 监控

      路径：D:\...\jdk1.8.0_212\bin\jconsole.exe

      1. 打开 JConsole2. 选择 远程连接 → 输入 IP:指定 JMX 端口3. 如果关闭认证/SSL，则为“不安全连接”4. 进入控制台即可查看 JVM 的内存、线程、类加载等信息

      在这里插入图片描述

    • 使用 JVisualVM 监控

      路径：D:\...\jdk1.8.0_212\bin\jvisualvm.exe

      1. 打开 JVisualVM2. 添加远程主机 → 输入主机名/IP（不用带端口）3. 添加 JMX 连接 → 输入 IP:指定 JMX 端口4. 双击连接，即可查看监控效果


      在这里插入图片描述

二：监控命令

1）jps

  • 作用：查看正在运行的 Java 进程（类似 ps -ef | grep java，但只显示 Java 进程）。

  • 常用命令

    # 查看所有 Java 进程
jps# 查看详细信息（主类名、JVM参数等）
jps -lvm | grep tomcat

2）jstack

  • 作用：查看指定 Java 进程的线程信息，用于分析线程状态、死锁等问题。

  • 操作步骤

    线程状态说明：

    1. NEW：新建
    2. RUNNABLE：就绪
    3. RUNNING：运行中
    4. BLOCKED：阻塞（常见于 IO）
    5. DEAD：死亡
    # 查看 Java 进程 PID
jps
80177 Bootstrap# 查看该进程的线程栈信息
jstack 80177# 仅查看线程状态
jstack 80177 | grep -i state

3）jmap

  • 作用：查看或导出 JVM 内存信息。

  • 常用命令

    # 查看 JVM 内存使用情况
jmap -heap 80177# 导出 JVM 内存镜像文件（用于分析）
jmap -dump:format=b,file=8080.hprof 80177

4）MAT 工具分析

  • 作用：图形化分析 .hprof 堆内存镜像文件，排查内存泄漏、对象占用过大等问题。

  • 使用步骤

    1. 在 Linux 导出堆文件：

      jmap -dump:format=b,file=8080.hprof 80177sz 8080.hprof   # 传输到本地

    2. Windows/Mac/Linux 安装 MAT

      下载地址: Memory Analyzer (MAT) | The Eclipse Foundation

      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    3. 打开 .hprof 文件

      1. 欢迎页选择 Open a Heap Dump2. 选择 Leak Suspects Report 查看内存泄漏报告

三：监控脚本

show-busy-java-thread.sh 显示当前环境中,所有繁忙的java线程. 以百分数显示使用率最高的前几个线程.

#!/bin/bash
# @Function
# Find out the highest cpu consumed threads of java, and print the stack of these threads.
#
# @Usage
#   $ ./show-busy-java-threads.sh
#
# @author Jerry Leereadonly PROG=`basename $0`
readonly -a COMMAND_LINE=("$0" "$@")usage() {cat <<EOF
Usage: ${PROG} [OPTION]...
Find out the highest cpu consumed threads of java, and print the stack of these threads.
Example: ${PROG} -c 10Options:-p, --pid       find out the highest cpu consumed threads from the specifed java process,default from all java process.-c, --count     set the thread count to show, default is 5-h, --help      display this help and exit
EOFexit $1
}readonly ARGS=`getopt -n "$PROG" -a -o c:p:h -l count:,pid:,help -- "$@"`
[ $? -ne 0 ] && usage 1
eval set -- "${ARGS}"while true; docase "$1" in-c|--count)count="$2"shift 2;;-p|--pid)pid="$2"shift 2;;-h|--help)usage;;--)shiftbreak;;esac
done
count=${count:-5}redEcho() {[ -c /dev/stdout ] && {# if stdout is console, turn on color output.echo -ne "\033[1;31m"echo -n "$@"echo -e "\033[0m"} || echo "$@"
}yellowEcho() {[ -c /dev/stdout ] && {# if stdout is console, turn on color output.echo -ne "\033[1;33m"echo -n "$@"echo -e "\033[0m"} || echo "$@"
}blueEcho() {[ -c /dev/stdout ] && {# if stdout is console, turn on color output.echo -ne "\033[1;36m"echo -n "$@"echo -e "\033[0m"} || echo "$@"
}# Check the existence of jstack command!
if ! which jstack &> /dev/null; then[ -z "$JAVA_HOME" ] && {redEcho "Error: jstack not found on PATH!"exit 1}! [ -f "$JAVA_HOME/bin/jstack" ] && {redEcho "Error: jstack not found on PATH and $JAVA_HOME/bin/jstack file does NOT exists!"exit 1}! [ -x "$JAVA_HOME/bin/jstack" ] && {redEcho "Error: jstack not found on PATH and $JAVA_HOME/bin/jstack is NOT executalbe!"exit 1}export PATH="$JAVA_HOME/bin:$PATH"
fireadonly uuid=`date +%s`_${RANDOM}_$$cleanupWhenExit() {rm /tmp/${uuid}_* &> /dev/null
}
trap "cleanupWhenExit" EXITprintStackOfThread() {local linelocal count=1while IFS=" " read -a line ; dolocal pid=${line[0]}local threadId=${line[1]}local threadId0x=`printf %x ${threadId}`local user=${line[2]}local pcpu=${line[4]}local jstackFile=/tmp/${uuid}_${pid}[ ! -f "${jstackFile}" ] && {{if [ "${user}" == "${USER}" ]; thenjstack ${pid} > ${jstackFile}elseif [ $UID == 0 ]; thensudo -u ${user} jstack ${pid} > ${jstackFile}elseredEcho "[$((count++))] Fail to jstack Busy(${pcpu}%) thread(${threadId}/0x${threadId0x}) stack of java process(${pid}) under user(${user})."redEcho "User of java process($user) is not current user($USER), need sudo to run again:"yellowEcho "    sudo ${COMMAND_LINE[@]}"echocontinuefifi} || {redEcho "[$((count++))] Fail to jstack Busy(${pcpu}%) thread(${threadId}/0x${threadId0x}) stack of java process(${pid}) under user(${user})."echorm ${jstackFile}continue}}blueEcho "[$((count++))] Busy(${pcpu}%) thread(${threadId}/0x${threadId0x}) stack of java process(${pid}) under user(${user}):"sed "/nid=0x${threadId0x} /,/^$/p" -n ${jstackFile}done
}ps -Leo pid,lwp,user,comm,pcpu --no-headers | {[ -z "${pid}" ] &&awk '$4=="java"{print $0}' ||awk -v "pid=${pid}" '$1==pid,$4=="java"{print $0}'
} | sort -k5 -r -n | head --lines "${count}" | printStackOfThread

四：Java 系统负载与性能排查流程

1）初步观察系统负载

  • 使用 w / top / uptime 查看系统整体负载

  • 如果 负载 > CPU 核心数 × 60%~70%，说明系统存在瓶颈

  • 命令：

    w
uptime
lscpu
top -1

2）判断负载来源

  • CPU 负载

    • 命令：top → 观察 %us（用户态 CPU 占比）
    • 若 CPU 过高，说明是计算型压力
    • 工具：ps aux / htop / top

  • IO 负载

    • 命令：top → 观察 %wa（I/O 等待占比）
    • 若 IO 过高，说明磁盘或网络瓶颈
    • 工具：iotop

3）确定问题进程

  • 使用 ps aux / htop / top 查找占用 CPU/内存较高的进程
  • 获取 Java 进程 ID (PID)

4）进一步分析

  1. 查看日志

    • 检查应用日志（如 catalina.out），排查异常或错误

  2. 线程分析

    • 使用 jstack 查看线程堆栈信息

    • 关注线程状态（Runnable、Blocked、Waiting 等）

    • 示例：

      jstack <pid>
jstack <pid> | grep -i state

  3. JVM 内存分析

    • 导出堆内存镜像：

      jmap -dump:format=b,file=/root/jvm.hprof <pid>

    • 查看 JVM 内存使用情况：

      jmap -heap <pid>

  4. 堆文件分析

    • 将 .hprof 文件传至本地
    • 使用 MemoryAnalyzer Tool (MAT) 或 Eclipse MAT 插件打开
    • 重点查看：
      • Leak Suspects Report（内存泄漏嫌疑报告）
      • 对象占用情况（哪些类实例过多/占用大）

5）问题解决与总结

  1. 根据 jstack 定位线程死锁/阻塞点
  2. 根据 jmap + MAT 分析内存泄漏问题
  3. 结合日志和监控，优化代码或调整 JVM 参数
  4. 验证问题是否解决

总结

📌 本节重点回顾

  • 监控工具

    • 学会了通过 JMX 远程监控，结合 JConsole、JVisualVM 等工具查看 JVM 内存、线程、类加载等运行状态。

    • 掌握了在 Linux 修改 catalina.sh 启动参数 的方法，开启远程监控端口。

  • 监控命令

    • jps → 查看 Java 进程

    • jstack → 分析线程堆栈，定位死锁/阻塞

    • jmap → 导出内存快照，分析堆使用情况

    • 配合 MAT 工具 图形化分析 .hprof，排查内存泄漏

  • 监控脚本

    • 通过 show-busy-java-thread.sh 快速定位 最耗 CPU 的线程，并打印线程堆栈信息，便于排错。

  • 性能排查流程

    • 先看系统整体负载（w、top、uptime）

    • 判断是 CPU 负载 还是 IO 负载

    • 确定问题进程 → 结合 jstack / jmap 分析

    • 使用 日志 + 堆分析工具（MAT） 找出瓶颈

    • 优化代码、JVM 参数或系统资源配置

✅ 至此，你已经掌握了 Tomcat 与 JVM 的监控手段，能从 进程 → 线程 → 内存 → 系统层面 全方位排查性能问题。
下一篇将进入 Tomcat 优化与安全加固，进一步打造稳定、高性能的生产环境。

http://www.xdnf.cn/news/1403623.html

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