本文分為兩個部分，分別是「TOMCAT 7的新特性」和「TOMCAT 7」增強的功能。
TOMCAT 7新特性
1 使用隨機數去防止跨站腳本攻擊。
2 改變了安全認證中的jessionid的機制，防止session攻擊。
3 內存洩露的偵測和防止
4 在war文件外使用別名去存儲靜態內容。
TOMCAT 7的增強功能
5 對Servlet 3.0,JSP 2.2和JSP-EL 2。2的支持
6 更容易將Tomcat內嵌到應用去中去，比如JBoss
7 異步日誌記錄
根據Mark Thomas,Tomcat 7委員會的經理的說法，Tomcat 7最顯著的三個特徵是Servlet 3.0,內存檢測洩露和增強的安全特性。
Tomcat 7的例子程序中，包含了Eclipse的工程文件和Ant的構建文件，以方便去構建war文件。其中Eclipse工程文件有例子代碼描述了Tomcat 7的一些新特性。
下面逐一開始介紹。
TOMCAT 7新特性
1使用隨機數去防止跨站請求偽造攻擊。
Wikipedia將跨站請求偽造攻擊(Cross Site Request forgery,CSRF)定義為：「一種影響Web應用的惡意攻擊。CSRF讓用戶當進入一個可信任的網頁時，被強行執行惡意代碼。
經典的防止CSRF攻擊的方法是使用隨機數的方式，Wikipedia中定義為「利用隨機或偽隨機數嵌入到認證協議中，以確保舊的不能在以後的重放攻擊中被利用。」
Tomcat 7中有一個servlet過濾器，用於將隨機數存儲在用戶每次請求處理後的seesion會話中。這個隨機數，必須作為每次請求中的一個參數。 Servlet過濾器然後檢查在請求中的這個隨機數是否與存儲在用戶session中的隨機數是一樣的。如果它們是相同的，該請求是判斷來自指定的網站。 如果它們是不同的，該請求被認為是從其他網站發出並且會被拒絕。
這個servlet過濾器是十分簡單的，下面是從TOMCAT 源代碼CsrfPreventionFilter文檔中摘錄的片段：
public class CsrfPreventionFilter extends FilterBase {
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
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);
所以每個URL地址中都有一個從用戶session中提取的隨機數，下面是使用的JSTL例子：
在以前，JSTL中構造鏈接可以這樣：
< c:url var="url" value="/show" >
< c:param name="id" value="0" / >
< /c:url >
< a href="${show}" >Show< /a >
< c:param name="id" value="0" / >
< /c:url >
< a href="${show}" >Show< /a >
而現在可以這樣：
< c:url var="url" value="/show" >
< c:param name="id" value="0" / >
< c:param name="org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE" value="${session.org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE}" / >
< /c:url >
< c:param name="id" value="0" / >
< c:param name="org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE" value="${session.org.apache.catalina.filters.CSRF_NONCE}" / >
< /c:url >
具體的例子可以參考TOMCAT 7自帶例子中的演示，這個過濾器可以在web.xml中進行配置，配置後，所有訪問如http://localhost:8080/tomcat7demo/csrf/的都必須帶上參數，不帶上參數的話會出現403禁止訪問錯誤。
當然這種方法的缺點就是所有的鏈接都必須帶上這個隨機數。
2 改變了安全認證中的jessionid的機制，防止session攻擊。
Session劫持攻擊通常是以下的情況：
1 惡意攻擊者先訪問一個網頁，由於cookie是以jsession id的方式存儲在瀏覽器中的，即使攻擊者不登陸，他可以偽造一個帶有jsession id的地址，把它發給受害者，比如
http://example.com/login?JESSIONID=qwerty)
2 受害者點這個帶有jsessionid的鏈接，提示輸入驗證信息之後就登陸系統。
3 攻擊者現在使用這個帶jsessionid的鏈接，以受害者的身份登陸進系統了。
對於攻擊者來說，將jsessionid加在url中以及通過一個惡意表單發送出去是很容易的事，對於session劫持攻擊的更詳細描述，請 參考Acros Security組織的白皮書「Session Fixation Vulnerability in Web-based Applications」。
TOMCAT 7對此的解決方案是一個補丁，它在驗證後改變了jsessionid。這個補丁主要是應用在TOMCAT 7中，當然在TOMCAT 5和6中也可以使用但只是有些不同。
根據Mark Thomas說的，應用了Tomcat 7的這個補丁後：
• TOMCAT默認情況下安全性不再變得脆弱，因為驗證後會話發生了變化
• 如果用戶改變了默認設置(比如應用程序不能處理變化了的session id),風險也會降到最小，因為在Servlet 3中，可以禁止在url中進行會話跟蹤。
而在TOMCAT 5和TOMCAT 6中，應用了補丁後：
• 能阻止session劫持攻擊，因為能讓TOMCAT在驗證後改變session id。
• 如果應用程序不能處理變化了的session id，可以通過寫自定義的過濾器去檢查request.isRequestedSessionIdFromURL()和其返回的結果，以降低風險。
以上這些改變都是TOMCAT在幕後所做的，開發者根本不用去理會。
3 內存洩露的偵測和防止
開發者在部署他們寫的程序到生產環境上時，經常會遇到Pemgen錯誤：OutOfMemoryError。這是由於內存洩露而引起的。通常開發者是通過增大permgen內存的大小去解決或者就是重新啟動tomcat。
TOMCAT 7包含了一個新的特性，它通過把不能垃圾回收的引用對象移走的方法，能解決一些Permgen內存洩露的問題。這個特性對程序員部署應用程序在他們的開發 環境中是十分方便的，因為程序員在開發環境中為了節省時間一般不重新啟動Tomcat就能部署新的war文件。在生產環境中，最好的建議還是停掉 TOMCAT,然後清除work下面的目錄文件並且重新部署應用。
當然，內存洩露檢測和防止這個特性現在還不是很完善，還是有的情況TOMCAT不能檢測內存洩露和修復之的，所以對於生產環境，最好的的辦法還是停掉TOMCAT,然後清除work下面的目錄文件並且重新部署應用。
Mark Thomas解析應用程序或者庫程序在如下情況下會觸發內存洩露：
• JDBC驅動的註冊
• 一些日誌框架
• 在ThreadLocals中保存了對象但沒有刪除它們
• 啟動了線程但沒停止
而 Java API 存在內存洩漏的地方包括：
1.使用 javax.imageio API ( Google Web Toolkit會用到)
2.使用 java.beans.Introspector.flushCaches()
3.使用 XML 解析器
4.使用 RMI 遠程方法調用
5.從 Jar 文件中讀取資源
4 在war文件外使用別名去存儲靜態內容
Web應用程序需要靜態資源文件，比如象CSS，Javascript和視頻文件、圖片文件等。通常都把它們打包放在war文件中，這將增加了 WAR文件的大小並且導致很多重複的加載靜態資源。一個比較好的解決方法是使用Apache HTTP服務器去管理這些靜態文件資源，下面是一個apache httpd.conf文件的配置摘錄：
< Directory "/home/avneet/temp/static" >
Order allow,deny
Allow from all
< /Directory >
Alias /static "/home/avneet/temp/static"
Order allow,deny
Allow from all
< /Directory >
Alias /static "/home/avneet/temp/static"
以上的設置，使得訪問http://localhost/static時，能訪問到放在/home/avneet/temp/static下的資源。
允許使用新的aliases屬性，指出靜態文件資源的位置，可以通過使用 Classloader.getResourceAsStream('/static/...')或者在鏈接中嵌入的方法讓TOMCAT去解析絕對路徑， 下面是一個在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 >
< Context path="/tomcat7demo" aliases="/static=/home/avneet/temp/static" >
< /Context >
假設/home/avneet/temp/static這個文件夾存放有一張圖片bg.png，如果war文件以tomcat7demo的名字部署，那麼可以通過以下三個方式去訪問這張圖片
1 直接訪問
http://localhost:8080/tomcat7demo/static/bg.png
2 在HTML鏈接中訪問：< img src="/tomcat7demo/static/bg.png" / >
3 通過JAVA代碼訪問： ByteArrayInputStream bais = (ByteArrayInputStream)getServletContext().getResourceAsStream("/static/bg.png");
使用aliases的好處是可以代替Apache的httpd.conf的設置，並且可以在servlet容器範圍內訪問，並且不需要Apache。
TOMCAT 7的增強特性
5對Servlet 3.0,JSP 2.2和JSP-EL 2。2的支持
Servlet 3的增強特性有：
• 可以在POJO或者過濾器filters中使用annotations註釋(在web.xml中不再需要再進行設置了)
• 可以將web.xml分塊進行管理了。也就是說，用戶可以編寫多個xml文件，而最終在web.xml中組裝它們，這將大大降低web.xml的複雜性增 強可讀性。比如， struts.jar和spring-mvc.jar每一個都可以有一個web-fragment.xml。開發者不再需要在web.xml中去配置它們 了，在web-fragment.xml中的jar文件會自動加載，並且struts/spring-mvc servlets和filters也會自動裝配設置。
• 異步處理web的請求----這個特性在tomcat 6 中已經有了，現在在tomcat 7中以Servlet 3標準規範化了，能讓使用異步I/O的web應用程序可以移植到不同的web容器中。異步處理使用非阻塞I/O，每次的HTTP連接都不需要對應一個線 程。更少的線程可以為更多的連接提供服務。這對於需要長時間計算處理才能返回結果的情景來說是很有用的，比如產生報表，Web Servce調用等。
• 安全的增強---Servlet 3.0現在使用SSL 去加強了會話session的跟蹤，代替了原來的cookie和URL重寫。
6 更容易將Tomcat內嵌到應用去中去
Tomcat 7現在可以嵌入到應用程序中去，並可以通過程序去動態設置和啟動。像在CATALINA_HOME/conf/server.xml中的很多配置，現在都 可以用程序動態去設置了。在Tomcat 7前，Tomcat 6提供了一個嵌入類，它能方便地去配置Tomcat。但在TOMCAT 7中，這個類已被廢棄了。這個新的Tomcat 7的類，使用了幾個默認的配置元素，並提供了一個更容易和簡單的方法去嵌入Tomcat。
下面是CATALINA_HOME/conf/server.xml中的一些相關屬性和配置：
< Server >
< Service >
< Connector port="8080 >
< Engine >
< Host appBase="/home/avneet/work/tomcat7demo/dist" / >
< /Engine >
< /Connector >
< /Service >
< /Server >
< Service >
< Connector port="8080 >
< Engine >
< Host appBase="/home/avneet/work/tomcat7demo/dist" / >
< /Engine >
< /Connector >
< /Service >
< /Server >
我們可以通過程序去進行動態設置了：
final String CATALINA_HOME = "/home/avneet/work/temp/tomcat7demo/";
Tomcat tomcat = new Tomcat();
tomcat.setBaseDir( CATALINA_HOME );
tomcat.setPort( 8080 );
tomcat.addWebapp("/tomcat7demo", CATALINA_HOME + "/webapps/tomcat7demo.war");
tomcat.start();
System.out.println("Started tomcat");
tomcat.getServer().await(); //Keeps Tomcat running until it is shut down
//Webapp tomcat7demo accessible at http://localhost:8080/tomcat7demo/
Tomcat tomcat = new Tomcat();
tomcat.setBaseDir( CATALINA_HOME );
tomcat.setPort( 8080 );
tomcat.addWebapp("/tomcat7demo", CATALINA_HOME + "/webapps/tomcat7demo.war");
tomcat.start();
System.out.println("Started tomcat");
tomcat.getServer().await(); //Keeps Tomcat running until it is shut down
//Webapp tomcat7demo accessible at http://localhost:8080/tomcat7demo/
7 異步日誌記錄
TOMCAT 7現在包括了一個異步日誌記錄器(AsyncFileHandler)。AsyncFileHandler繼承了FileHandler類並能代替 FileHandler。使用AsyncFileHandler,時，只需要在CATALINA_HOME/conf /logging.properties中把FileHandler全部替換為AsyncFileHandler就可以了。要注意的是異步日誌不能跟 log4一起工作。
當有日誌發向AsyncFileHandler時，日誌被加入到隊列中 (java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque)並且方法調用的信息會馬上返回不需要等待I/O寫到磁盤中。當類 加載器加載AsyncFileHandler時，會有一個單獨的線程啟動，這個線程會從隊列中讀取日誌信息並且寫到磁盤中去
這種方法的好處是如果I/O速度很慢(比如日誌要保存在遠端的設備上)時，記錄日誌的請求和處理過程不會顯得很慢。
AsyncFileHandler使用生產者和消費者的關係原理，在隊列中存儲日誌信息。隊列默認大小為10000。為了預防隊列溢出，默認是丟棄最後的信息。默認的隊列大小和溢出的設置都可以通過啟動參數進行設置。
關於TOMCAT 7的示例程序
TOMCAT 7的自帶程序例子有兩個servlets，一個是演示了如何採用隨機數的辦法防止CSRF攻擊，另外一個是描述了使用aliases。更新一下web/META-INF/context.xml，指出圖片的絕對路徑即可順利運行。
通過ant運行build.xml去將它們部署到tomcat 7中，使用如下兩個地址訪問：
• http://localhost:8080/tomcat7demo/csrf/
• http://localhost:8080/tomcat7demo/alias/
