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tomcat 启动慢的问题排查

tomcat 启动慢的问题排查

作者: leoss_H | 来源:发表于2019-01-04 15:02 被阅读0次

    现象

    最近新增了一批服务器,运维反馈说,部署的tomcat启动很慢,但是没有报任何异常,启动后应用也能正常运行。正常启动应用10多秒就完成了,但是在新服务器上却长达2分多钟。

    问题排查

    通过观察启动过程,我们发现启动时在某个地方停顿了很久,并且某条输出日志里有个 时间 ”[142,445] milliseconds“,算起刚好是2分多钟。而过了这条日志,程序就很快的启动完了。问题应该是和这个日志有关。
    日志如下:

    03-Jan-2019 15:52:53.587 INFO [localhost-startStop-1] org.apache.catalina.util.SessionIdGeneratorBase.createSecureRandom Creation of SecureRandom instance for session ID generation using [SHA1PRNG] took [142,445] milliseconds.
    

    原因

    Tomcat 7/8 都使用org.apache.catalina.util.SessionIdGeneratorBase.createSecureRandom 类产生安全随机类SecureRandom的实例作为会话ID。

    当使用SecureRandom 的时候默认使用的/dev/random 来生成随机种子,如果没有足够的种子数据,会一直等待,导致jvm卡住,耗费比较长的时间。(这些数据是由键盘,鼠标,磁盘活动等产生的,如果没有这些活动,就没有足够的数据)。而我们刚好是新服务器,所有出现了这个问题。

    扩展

    /dev/random与/dev/urandom

    /dev/random和/dev/urandom是unix系统下的随机函数生成器,很多应用都需要使用random提供的随机数,比如ssh keys, SSL keys, TCP/IP sequence numbers等等。他们的区别在于:

    1. random是阻塞的,urandom是非阻塞的,
    2. urandom生成的随机值没有random随机。
    3. random非常适合那些需要非常高质量随机性的场景,比如一次性的支付或生成密钥的场景。而对随机要求不是非常绝对的情况,则可以使用urandom。

    random是阻塞,random会根据收集的环境噪音(熵池)产生随机数,如果环境噪音不够它就会阻塞。

    环境噪声

    Linux上任何I/O,键盘终端、内存、CPU等设备的使用都会产生环境噪声,并被收集,作为熵池。

    SecureRandom

    在$JAVA_PATH/jre/lib/security/java.security中有一段注释

    #
    # Sun Provider SecureRandom seed source.
    #
    # Select the primary source of seed data for the "SHA1PRNG" and
    # "NativePRNG" SecureRandom implementations in the "Sun" provider.
    # (Other SecureRandom implementations might also use this property.)
    #
    # On Unix-like systems (for example, Solaris/Linux/MacOS), the
    # "NativePRNG" and "SHA1PRNG" implementations obtains seed data from
    # special device files such as file:/dev/random.
    #
    # On Windows systems, specifying the URLs "file:/dev/random" or
    # "file:/dev/urandom" will enable the native Microsoft CryptoAPI seeding
    # mechanism for SHA1PRNG.
    #
    # By default, an attempt is made to use the entropy gathering device
    # specified by the "securerandom.source" Security property.  If an
    # exception occurs while accessing the specified URL:
    #
    #     SHA1PRNG:
    #         the traditional system/thread activity algorithm will be used.
    #
    #     NativePRNG:
    #         a default value of /dev/random will be used.  If neither
    #         are available, the implementation will be disabled.
    #         "file" is the only currently supported protocol type.
    #
    # The entropy gathering device can also be specified with the System
    # property "java.security.egd". For example:
    #
    #   % java -Djava.security.egd=file:/dev/random MainClass
    #
    # Specifying this System property will override the
    # "securerandom.source" Security property.
    #
    # In addition, if "file:/dev/random" or "file:/dev/urandom" is
    # specified, the "NativePRNG" implementation will be more preferred than
    # SHA1PRNG in the Sun provider.
    #
    securerandom.source=file:/dev/random
    

    简单的解释下: java 的SecureRandom 使用 SHA1PRNG或NativePRNG算法 生成随机数。在类unix系统上它们是基于某种特殊设备块( 熵收集设备),如前面提到的/dev/random(默认就是这个)来生成的随机数。
    通过java.security.egd或者securerandom.source可以指定使用的熵收集设备,配置java.security.egd会覆盖securerandom.source。

    解决方案

    问题的根本原因就是 /dev/random的熵池 不足导致阻塞,那么只需改成非阻塞的/dev/urandom,或者增大熵池即可。

    方案1:设置Tomcat启动参数

    在tomcat启动配置文件($tomcat/bin/catalina.sh)里添加一个JAVA_OPTS参数,如果有别的JAVA_OPTS参数注意下兼容。

    JAVA_OPTS="-Djava.security.egd=file:/dev/urandom"
    

    方案2:设置JVM环境(全局) 推荐

    打开$JAVA_PATH/jre/lib/security/java.security这个文件,找到下面的内容,并替换:
    这样做的好处是全局生效,如果部署了别的tomcat也不会再发生相同问题。

    securerandom.source=file:/dev/random
    

    替换成

    securerandom.source=file:/dev/urandom
    

    方案3:增大/dev/random的熵池

    问题的根本原因的熵池不够,那么使用某种办法增大熵池就行,参考:彻底解决问题
    因为/dev/random 是系统的,不只是tomcat用到了,像linux本身,nignx,ssl等很多应用都用到,所以这个方案应该是最好的解决方式。不过我们的服务器仅做tomcat服务,所以就没去参试了。

    参考:
    https://blog.csdn.net/chszs/article/details/49494701
    https://blog.csdn.net/sxhong/article/details/62889003?locationNum=4&fps=1
    http://www.th7.cn/Program/java/201507/497656.shtml
    https://www.tuicool.com/articles/uaiURzF

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