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tomcat7.0 Source Code Distributions

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Tomcat的7引入了许多新功能,并对现有功能进行了增强。很多文章列出了Tomcat 7的新功能,但大多数并没有详细解释它们,或指出它们的不足,或提供代码示例。本文将明确描述TOMCAT 7中七个最显著的特征和新增的功能,并对其作出评论,而不是仅仅列出新的功能。本文还提供了代码例子以方便你可以对其有更好的理解。 

  本文分为两个部分,分别是”TOMCAT 7的新特性”和“TOMCAT 7增强的功能“。 

  TOMCAT 7新特性 

  1 使用随机数去防止跨站脚本攻击。 

  2 改变了安全认证中的jessionid的机制,防止session攻击。 

  3 内存泄露的侦测和防止 

  4 在war文件外使用别名去存储静态内容。 

  TOMCAT 7的增强功能 

  5 对Servlet 3.0,JSP 2.2和JSP-EL 2。2的支持 

  6 更容易将Tomcat内嵌到应用去中去,比如JBoss 

  7 异步日志记录 

  根据Mark Thomas,Tomcat 7委员会的经理的说法,Tomcat 7最显著的三个特征是Servlet 3.0,内存检测泄露和增强的安全特性。 

  Tomcat 7的例子程序中,包含了Eclipse的工程文件和Ant的构建文件,以方便去构建war文件。其中Eclipse工程文件有例子代码描述了Tomcat 7的一些新特性。 

  下面逐一开始介绍。 

  TOMCAT 7新特性 

  1使用随机数去防止跨站请求伪造攻击。 

  Wikipedia将跨站请求伪造攻击(Cross Site Request forgery,CSRF)定义为:“一种影响Web应用的恶意攻击。CSRF让用户当进入一个可信任的网页时,被强行执行恶意代码。 

  经典的防止CSRF攻击的方法是使用随机数的方式,Wikipedia中定义为“利用随机或伪随机数嵌入到认证协议中,以确保旧的不能在以后的重放攻击中被利用。” 

  Tomcat 7中有一个servlet过滤器,用于将随机数存储在用户每次请求处理后的seesion会话中。这个随机数,必须作为每次请求中的一个参数。 Servlet过滤器然后检查在请求中的这个随机数是否与存储在用户session中的随机数是一样的。如果它们是相同的,该请求是判断来自指定的网站。如果它们是不同的,该请求被认为是从其他网站发出并且会被拒绝。 

  这个servlet过滤器是十分简单的,下面是从TOMCAT 源代码CsrfPreventionFilter文档中摘录的片段: 

public class CsrfPreventionFilter extends FilterBase { 

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, 
FilterChain chain) throws IOException, ServletException { 

String previousNonce = req.getParameter(Constants.CSRF_NONCE_REQUEST_PARAM); 
String expectedNonce = (String) req.getSession(true).getAttribute(Constants.CSRF_NONCE_SESSION_ATTR_NAME); 

if (expectedNonce != null && !expectedNonce.equals(previousNonce)) { 
res.sendError(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN); 
return; 


String newNonce = generateNonce(); 
req.getSession(true).setAttribute(Constants.CSRF_NONCE_SESSION_ATTR_NAME, newNonce); 

  所以每个URL地址中都有一个从用户session中提取的随机数,下面是使用的JSTL例子: 

  在以前,JSTL中构造链接可以这样: 

< c:url var="url" value="/show" > 
< c:param name="id" value="0" / > 
< /c:url > 
< a href="${show}" >Show< /a > 

  而现在可以这样: 

< c:url var="url" value="/show" > 
< c:param name="id" value="0" / > 
< c:param name="org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE" value="${session.org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE}" / > 
< /c:url > 

  具体的例子可以参考TOMCAT 7自带例子中的演示,这个过滤器可以在web.xml中进行配置,配置后,所有访问如http://localhost:8080/tomcat7demo/csrf/的都必须带上参数,不带上参数的话会出现403禁止访问错误。 

  当然这种方法的缺点就是所有的链接都必须带上这个随机数。 
2 改变了安全认证中的jessionid的机制,防止session攻击。 

  Session劫持攻击通常是以下的情况: 

  1 恶意攻击者先访问一个网页,由于cookie是以jsession id的方式存储在浏览器中的,即使攻击者不登陆,他可以伪造一个带有jsession id的地址,把它发给受害者,比如 

  http://example.com/login?JESSIONID=qwerty) 

  2 受害者点这个带有jsessionid的链接,提示输入验证信息之后就登陆系统。 

  3 攻击者现在使用这个带jsessionid的链接,以受害者的身份登陆进系统了。 

  对于攻击者来说,将jsessionid加在url中以及通过一个恶意表单发送出去是很容易的事,对于session劫持攻击的更详细描述,请参考Acros Security组织的白皮书“Session Fixation Vulnerability in Web-based Applications”。 

  TOMCAT 7对此的解决方案是一个补丁,它在验证后改变了jsessionid。这个补丁主要是应用在TOMCAT 7中,当然在TOMCAT 5和6中也可以使用但只是有些不同。 

  根据Mark Thomas说的,应用了Tomcat 7的这个补丁后: 

  • TOMCAT默认情况下安全性不再变得脆弱,因为验证后会话发生了变化 

  • 如果用户改变了默认设置(比如应用程序不能处理变化了的session id),风险也会降到最小,因为在Servlet 3中,可以禁止在url中进行会话跟踪。 

  而在TOMCAT 5和TOMCAT 6中,应用了补丁后: 

  • 能阻止session劫持攻击,因为能让TOMCAT在验证后改变session id。 

  • 如果应用程序不能处理变化了的session id,可以通过写自定义的过滤器去检查request.isRequestedSessionIdFromURL()和其返回的结果,以降低风险。 

  以上这些改变都是TOMCAT在幕后所做的,开发者根本不用去理会。 

  3 内存泄露的侦测和防止 

  开发者在部署他们写的程序到生产环境上时,经常会遇到Pemgen错误:OutOfMemoryError。这是由于内存泄露而引起的。通常开发者是通过增大permgen内存的大小去解决或者就是重新启动tomcat。 

  TOMCAT 7包含了一个新的特性,它通过把不能垃圾回收的引用对象移走的方法,能解决一些Permgen内存泄露的问题。这个特性对程序员部署应用程序在他们的开发环境中是十分方便的,因为程序员在开发环境中为了节省时间一般不重新启动Tomcat就能部署新的war文件。在生产环境中,最好的建议还是停掉TOMCAT,然后清除work下面的目录文件并且重新部署应用。 

  当然,内存泄露检测和防止这个特性现在还不是很完善,还是有的情况TOMCAT不能检测内存泄露和修复之的,所以对于生产环境,最好的的办法还是停掉TOMCAT,然后清除work下面的目录文件并且重新部署应用。 

  Mark Thomas解析应用程序或者库程序在如下情况下会触发内存泄露: 

  • JDBC驱动的注册 

  • 一些日志框架 

  • 在ThreadLocals中保存了对象但没有删除它们 

  • 启动了线程但没停止 

  而 Java API 存在内存泄漏的地方包括: 

  1.使用 javax.imageio API ( Google Web Toolkit会用到) 

  2.使用 java.beans.Introspector.flushCaches() 

  3.使用 XML 解析器 

  4.使用 RMI 远程方法调用 

  5.从 Jar 文件中读取资源 
 4 在war文件外使用别名去存储静态内容 

  Web应用程序需要静态资源文件,比如象CSS,Javascript和视频文件、图片文件等。通常都把它们打包放在war文件中,这将增加了WAR文件的大小并且导致很多重复的加载静态资源。一个比较好的解决方法是使用Apache HTTP服务器去管理这些静态文件资源,下面是一个apache httpd.conf文件的配置摘录: 

< Directory "/home/avneet/temp/static" > 
Order allow,deny 
Allow from all 
< /Directory > 
Alias /static "/home/avneet/temp/static" 

  以上的设置,使得访问http://localhost/static时,能访问到放在/home/avneet/temp/static下的资源。 

  允许使用新的aliases属性,指出静态文件资源的位置,可以通过使用Classloader.getResourceAsStream('/static/...')或者在链接中嵌入的方法让TOMCAT去解析绝对路径,下面是一个在context.xml中配置的例子: 

< ?xml version="1.0" encoding="UTF-8"? > 
< Context path="/tomcat7demo" aliases="/static=/home/avneet/temp/static" > 
< /Context > 

  假设/home/avneet/temp/static这个文件夹存放有一张图片bg.png,如果war文件以tomcat7demo的名字部署,那么可以通过以下三个方式去访问这张图片 

  1 直接访问 

  http://localhost:8080/tomcat7demo/static/bg.png 

  2 在HTML链接中访问:< img src="/tomcat7demo/static/bg.png" / > 

  3 通过JAVA代码访问: ByteArrayInputStream bais = (ByteArrayInputStream)getServletContext().getResourceAsStream("/static/bg.png"); 

  使用aliases的好处是可以代替Apache的httpd.conf的设置,并且可以在servlet容器范围内访问,并且不需要Apache。 

  TOMCAT 7的增强特性 

  5对Servlet 3.0,JSP 2.2和JSP-EL 2。2的支持 

  Servlet 3的增强特性有: 

  • 可以在POJO或者过滤器filters中使用annotations注释(在web.xml中不再需要再进行设置了) 

  • 可以将web.xml分块进行管理了。也就是说,用户可以编写多个xml文件,而最终在web.xml中组装它们,这将大大降低web.xml的复杂性增强可读性。比如, struts.jar和spring-mvc.jar每一个都可以有一个web-fragment.xml。开发者不再需要在web.xml中去配置它们了,在web-fragment.xml中的jar文件会自动加载,并且struts/spring-mvc servlets和filters也会自动装配设置。 

  • 异步处理web的请求----这个特性在tomcat 6 中已经有了,现在在tomcat 7中以Servlet 3标准规范化了,能让使用异步I/O的web应用程序可以移植到不同的web容器中。异步处理使用非阻塞I/O,每次的HTTP连接都不需要对应一个线程。更少的线程可以为更多的连接提供服务。这对于需要长时间计算处理才能返回结果的情景来说是很有用的,比如产生报表,Web Servce调用等。 

  • 安全的增强---Servlet 3.0现在使用SSL 去加强了会话session的跟踪,代替了原来的cookie和URL重写。 
6 更容易将Tomcat内嵌到应用去中去 

  Tomcat 7现在可以嵌入到应用程序中去,并可以通过程序去动态设置和启动。象在CATALINA_HOME/conf/server.xml中的很多配置,现在都可以用程序动态去设置了。在Tomcat 7前,Tomcat 6提供了一个嵌入类,它能方便地去配置Tomcat。但在TOMCAT 7中,这个类已被废弃了。这个新的Tomcat 7的类,使用了几个默认的配置元素,并提供了一个更容易和简单的方法去嵌入Tomcat。 

  下面是CATALINA_HOME/conf/server.xml中的一些相关属性和配置: 

< Server > 
< Service > 
< Connector port="8080 > 
< Engine > 
< Host appBase="/home/avneet/work/tomcat7demo/dist" / > 
< /Engine > 
< /Connector > 
< /Service > 
< /Server > 

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