CentOS7 下安装 Tomcat8 并且解决启动速度巨慢的问题

[0x0]介绍

Tomcat 的安装本身并没有什么复杂性，但是在启动的时候巨慢，运气不好卡个 3-5 分钟，所以这篇文章主要是为了记录解决巨慢的问题。

[0x1]环境介绍

CentOS7.0_x86-64
JDK1.8

[0x2]下载

Tomcat 的升级非常快，现在维持更新的有 7.x，8.0.x，8.5.x 和 9.x，每个版本对 JDK 的要求不一样，需要自己根据自己当时 JDK 环境选择不同的 Tomcat 版本。

我的服务器目前选择的是 Tomcat.8.0.38，要求 JDK7 以上，那么就下载吧，同样我已经下载好并且上传到微云了，有需要的可以直接下载。

[0x3]安装&启动

安装：Tomcat 的安装其实就是解压到一个目录就表示安装完成了。下面就是解压的命令。

[web@ebs-29770 ~]$ tar -zxf tomcat8.0.38-base.tar.gz

启动：进入刚刚解压的 Tomcat 目录，然后在进入 bin 目录，执行如下命令：

[web@ebs-29770 bin]$ ./startup.sh

下面是启动日志

[web@ebs-29770 tomcat8.0.38]$ ./bin/startup.sh
Using CATALINA_BASE: /home/web/tomcat8.0.38
Using CATALINA_HOME: /home/web/tomcat8.0.38
Using CATALINA_TMPDIR: /home/web/tomcat8.0.38/temp
Using JRE_HOME: /apps/java/jdk/jdk1.8.0_112/jre
Using CLASSPATH: /home/web/tomcat8.0.38/bin/bootstrap.jar:/home/web/tomcat8.0.38/bin/tomcat-juli.jar
Tomcat started.
[web@ebs-29770 tomcat8.0.38]$ tail -f logs/catalina.out
14-Nov-2016 23:15:37.559 INFO [main] org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener.log Command line argumenttemp
14-Nov-2016 23:15:37.560 INFO [main] org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener.lifecycleEvent The APR based optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: /usr/java/packages/lib/am
14-Nov-2016 23:15:37.781 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.init Initializing ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
14-Nov-2016 23:15:37.803 INFO [main] org.apache.tomcat.util.net.NioSelectorPool.getSharedSelector Using a shared
14-Nov-2016 23:15:37.809 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.init Initializing ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]
14-Nov-2016 23:15:37.811 INFO [main] org.apache.tomcat.util.net.NioSelectorPool.getSharedSelector Using a shared
14-Nov-2016 23:15:37.815 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.load Initialization processed in 902 m
14-Nov-2016 23:15:37.866 INFO [main] org.apache.catalina.core.StandardService.startInternal Starting service Cat
14-Nov-2016 23:15:37.866 INFO [main] org.apache.catalina.core.StandardEngine.startInternal Starting Servlet Engi
14-Nov-2016 23:15:37.878 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Dep/tomcat8.0.38/webapps/ROOT
14-Nov-2016 23:20:42.357 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.util.SessionIdGeneratorBase.createSecu for session ID generation using [SHA1PRNG] took [303,955] milliseconds.
14-Nov-2016 23:20:42.389 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.startup.HostConfig.deployDirectory Dep/web/tomcat8.0.38/webapps/ROOT has finished in 304,510 ms
14-Nov-2016 23:20:42.393 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
14-Nov-2016 23:20:42.400 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]
14-Nov-2016 23:20:42.402 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in 304587 ms

[0x4]启动巨慢问题分析

上面的 Tomcat 是刚下载解压出来的默认配置(只保留 Tomcat 自带)，但根据上面的启动日志，竟然花了 3 分多钟，然后仔细观察日志，主要是卡在初始化 Session。开始我以为云服务器的问题，然后我在本地虚拟机上同样操作，问题重现，并且更换了 Tomcat7，问题仍然出现，所以。通过搜索和分析，Tomcat 的 SessionID 是通过 SHA1PRNG 算法计算得到的，SHA1 算法需要一个密钥，这个密钥在 Tomcat 启动的时候随机生成一个，生成是使用了 Linux 随机函数生成器 /dev/random。读取它相当于生成随机数字。搜索/dev/random，大概知道是什么鬼了：/dev/random 会根据噪音产生随机数，如果噪音不够它就会阻塞。Linux 是通过 I/O，键盘终端、内存使用量、CPU 利用率等方式来收集噪音的，如果噪音不够生成随机数的时候就会被阻塞。

[0x5]解决问题

解决上述问题有两个方案，一个使用伪随机函数生成器，另外一个加大 /dev/random 的熵池，下面分别介绍这两种方案。

A.使用伪随机函数生成器 `/dev/unrandom`

/dev/urandom 并不是真正的随机行为(其实一般不容易重复)，主要有两个地方可以修改。

通过修改 Tomcat 启动文件 -Djava.security.egd=file:/dev/urandom
通过修改 JRE 中的 java.security 文件 securerandom.source=file:/dev/urandom

B.增大 `/dev/random` 的熵池（推荐）

问题的原因是由于熵池不够大，所以增大它是最彻底的方法。我们可以通过软件的方法实现，下面是软件的安装和配置流程。

安装熵服务

yum install rng-tools

启动熵服务

systemctl start rngd

如果你的 CPU 不支持 DRNG 特性或者像我一样使用虚拟机，可以使用 /dev/unrandom 来模拟。

  cp /usr/lib/systemd/system/rngd.service /etc/systemd/system 
  vim /etc/systemd/system/rngd.service
  #以下是编辑内容
  ExecStart=/sbin/rngd -f -r /dev/urandom

重新载入服务

  systemctl daemon-reload
  systemctl restart rngd

经过上面的修改，我们再观察 /proc/sys/kernel/random/entropy_avail 基本上在 3000 左右。这个时候重新启动 Tomcat，发现启动时间正常。

[0x6]总结

上面的 Tomcat 启动问题还是比较少见的，所以有时候不好找，所以专门做个笔记记录下。

CentOS7 下安装 Tomcat8 并且解决启动速度巨慢的问题