【藏经阁一起读】(78)__《Apache Tomcat 的云原生演进》

【藏经阁一起读】(78)

__《Apache Tomcat 的云原生演进》

目录

__《Apache Tomcat 的云原生演进》

一、读后感

二、文章知识点摘要

2.1、Tomcat的技术内幕和在喜马拉雅的实践

2.2、GraalVM static compilation in web container application(Web容器应用程序中的GraalVM静态编译)

2.3、威胁建模

2.4、Apache Sling


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技术作品介绍

CoC Asia 2023(原ApacheCon) WebServer/Tomcat 专题分享实录电子书旨在全面介绍 Apache Tomcat 的前世今生,我们将探索 Apache Tomcat 的技术内幕,并分享在喜马拉雅中实践的经验,也将介绍在下一个云原生时代 Tomcat 的新形态,探索在 GraalVM 静态编译在 Web 容器应用中的使用实践等。

作者: 彭荣新 饶子昊 李晗 陈承 吕梦超 Dennis Jacob Robert Munteanu
发布时间:2023-11-02
章节数:8

文章目录:

1、Tomcat的技术内幕和在喜马拉雅的实践

2、GraalVM static compilation in web container application(Web容器应用程序中的GraalVM静态编译)

3、How to participate in Tomcat community(如何参与 Tomcat 社区)

4、Web 容器可观测最佳实践

5、Dubbo Echo System-Dubbo Go Pixiu
6、Securing Apache Tomcat(保护 Apache Tomcat)

 7、nSecure By Default Web Applications Apache Sling-Robert Munteanu(默认安全 Web 应用程序 Apache Sling-Robert Munteanu)

一、读后感

  Tomcat 是一个非常完整、完善、功能非常强大的开源项目。我们每个人开始做开发,接触的第一个项目可能就是 Tomcat。在应用服务器的发展历程中,Apache Tomcat 在其中扮演着极其重要的角色。从最初的 WebLogic 到 Jboss , 到Tomcat/Jetty , 再 到 现 在 Spring Boot 使 用 的 嵌 入式 Tomcat,我们见证了应用服务器从封闭到开源,逐步轻量化的演变过程。

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  文章中,威胁建模部分的分析提醒我们注意,在云原生时代,针对Tomcat的威胁建模需要结合具体的云环境和应用场景进行分析和评估,综合采取多种防护手段,以确保应用程序的安全性和稳定性。

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  在云原生时代,威胁建模是指对云原生环境中的威胁进行建模和评估,以便确定可能的威胁来源、攻击方式和影响程度,并采取相应措施进行预防和应对。这是云原生安全的重要组成部分,因为云原生环境具有高度动态性和复杂性,而传统安全防护手段已经不能完全适应。

  Tomcat是一个开源的Web应用服务器,常用于Java应用程序的部署和运行。由于Tomcat具有广泛的使用和部署,因此也成为了攻击者针对Web应用程序的目标之一。

  不同公司有不同企业文化,在威胁建模应用上面的要求和部署也大不相同。一些企业可能因为在功能设计上的一个缺陷,后期维护运营时需要花上数百倍费用来修补,当然需要在设计阶段更多下功夫。在云原生时代,威胁建模对各个流程环节的细化把控,应用的级别,也会有理念上的冲突,需要全局权衡来看待里面的安全风险和解决方案。

二、文章知识点摘要

2.1、Tomcat的技术内幕和在喜马拉雅的实践

  主要对 Tomcat 的网络 io,线程模型,内存模型,类加载机器,以及对像池技术做了一个介绍

  作者通过在喜马拉雅的实践,总结出了以下几点经验:

  NIO 模型主要分为三个部分 Accept 线程,Poller 线程,Catalina work 线

  NIO2和 NIO区别比较图:

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  那么到底怎么选呢?

  作者在文章中给出了建议:

  Tomcat 9 和 10 默认的还是 NIO。通过官方的配置我们也能看得出来,它建议的还是 NIO。
  虽然切换次数减少了,系统调用次数减少,系统的切换减少了。但是性能在我们平时功能可能感觉不到,所以对于稳定还是 NIO 这种模式。

2.2、GraalVM static compilation in web container application(Web容器应用程序中的GraalVM静态编译)

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  从这张图我们可以看到,一个 Java 应用从启动到运行到性能的峰值,中间还是会经过一个比较长的时间,包括虚拟机初始化、应用初始化、应用预热等等过程。这就是 Java 应用/Java Web 应用启动比较耗时的原因。

  解释执行编译的过程,Java 程序它是解释执行,它在解释的过程中会把我们的代码全部逐步地加载到内存中,因为它不知道哪一块代码需要,哪一块不需要,所以实际加载的代码会比实际要执行的代码要多很多。这个就是应用在运行过程中的额外的内存开销。

  解决办法是静态编译技术

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  上图右侧是微服务的框架,在适配了静态编译之后,展示了在启动速度、运行时、内存占用方面的表现,可以看到提升还是非常大的。

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  任何技术都有两面性,静态编译也是一样。它虽然有很多优势,但也存在着一些不足。

  • 它让动态特性使用起来比较麻烦,
  • 如果它把某些代码误识别为不需要执行了,这些代码就不会包含在可执行文件里了。因此就会使运行过程出现问题。

  解决这个问题的方法是,动态特性可以通过配置文件,把程序里的动态特性做一些标注。在静态编译的时候,它会把配置文件里相关的类编译进去。

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  GraalVM 提供了native-image-agent 的工具,也就是在静态编译之前,我们预执行一下,这样它就可以把应用程序中所有和动态特性的内容都扫描出来了,然后把它记录在配置文件里。等到静态编译的时候,它就会把相关的东西都包含进去,这样就解决了代码里面动态特性可能会被误识别的问题。

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静态编译助力 Java Web 容器云原生

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  作者测试的一些比较复杂的 demo,可以看到不光是简单的应用,复杂的应用通过静态编译之后,它的启动时间、运行时内存占用也都有非常明显的改善。

2.3、威胁建模

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  在信息安全领域,很重要的三个基本要素是CIA——

  • 机密性(Confidentiality):保护信息免向未授权的人披露
  • 一致性(Integrity):保护信息免受未授权的人更改
  • 可用性(Availability):让信息供已授权的人需要时可取用

  当我们谈论安全时,我们会想到三个支柱或者想要达到的三个理想状态,它们是保密性、完整性和可用性。

  STRIDE 模型是为您的应用程序创建威胁模型的有用工具。
  STRIDE 是首字母缩略词,它包含:

  • Spoofing欺骗
  • Tampering篡改
  • Repudiation否认
  • Information disclosure信息披露
  • Denial of service拒绝服务
  • Elevation of privilege特权提升

威胁建模就是这样一种分析和解决问题的结构化方法,用来识别、量化并应对威胁,利用抽象的方法来帮助思考风险。威胁建模允许系统安全人员传达安全漏洞的破坏力,然后定义防范或减轻系统威胁的对策,并按轻重缓急实施补救措施。

2.4、Apache Sling

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Apache Sling是一个基于Apache Felix OSGi容器构建的开源Web框架。它旨在通过提供一个 RESTful Web 框架来简化面向内容的 Web 应用程序的开发,该框架将 HTTP 请求 URL 映射到基于 JCR(Java 内容存储库)规范的内容资源。

  Apache Sling提供了一个模块化架构,允许开发人员通过使用OSGi捆绑包来添加功能。这种模块化设计使扩展和定制框架变得容易,以满足特定的项目要求。

  Apache Sling的主要功能之一是能够以各种格式呈现内容,包括HTML、JSON、XML等。这使得开发可供各种客户端(包括移动应用程序、Web 浏览器和其他系统)使用的 Web 应用程序变得容易。

  Apache Sling 是一个基于 Java 开发 web 应用程序的框架。它的主要特征是 RESTful,它组织了你的数据库或者分层结构中的资源。

  现在 Apache Sling 中的一条信息被称为资源,它有一个名字,非常简单的属性,可以是字符串、日期、二进制属性和可选的父属性。

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  这基本上就是创建分层所需要做的一切,所以你不需要弄清楚如何创建一致的资源树,你的 API 端点应该是什么,是 /user/articles /comments 等等。你已经创造了资源并将它们填到了树中,就像在数据库中创建条目一样。当然也有一些,您可以从 Apache Sling 中
获得默认表示。所以不需要写 JSON 导出器,默认 XML 等。

  Apache Sling 的特殊之处在于它维护了用户的身份贯穿应用的所有层。这个的意思是,当用户请求使用浏览器或者命令行工具的时候,它自带会话 cookie 或身份验证数据。当它转到 Sling 时,Sling 能够确认用户的身份,然后将“这是 John Doe”,转给内容存储库。

  Apache Sling 的另一个特点是有安全性,即 XSS 保护。这意味着当在模板的脚本中呈现内容时,HTML 模板语言引擎意识到它是在 HTML 上下文中编写的,它会根据上下文自动转义输出。如果是 HTML 标签,它知道该怎么做。同样,如果它是一个属性,它知道该怎么确保内容不脱离边界。

  Apache Sling是一个功能强大的Web框架,可简化以内容为中心的应用程序的开发。它使用 OSGi 和 JCR 技术,以及其模块化架构,使其成为各种 Web 项目的灵活且适应性强的选择。

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