Tomcat常用的过滤器
前言
之前我很肤浅的以为为了实现某种请求过滤功能（比如图片转换、文件上传、安全认证等），都需要自己去实现javax.servlet.filter。之后在web.xml中配置即可。
但事实上，tomcat已经提供了部分相关的过滤器（本文只介绍常用的7个过滤器），只需要简单配置就可以使用。最近通过系统学习tomcat架构之后，结合部分源码记录总结最常用的几种过滤器。
参考资料《tomcat架构解析》（有需要pfd电子书的朋友可以评论或者私信），tomcat官方filter配置（tomcat 8为例）
一、跨域过滤器corsfilter
org.apcache.catalina.filters.corsfilter是跨域资源共享规范的一个实现，常常用于前后端分离，静态资源与后端分离等情况。它主要在httpservletresponse中增加access-control-*头，同时保护http响应避免拆分，如果请求无效或者禁止访问，则返回403响应码。
配置示例
<filter>
<filter-name>corsfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.corsfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>cors.allowed.origins</param-name>
<param-value>*</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>cors.allowed.methods</param-name>
<param-value>get,post,head,options,put</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>cors.allowed.headers</param-name>
<param-value>content-type,x-requested-with,accept,origin,access-control-request-method,access-control-request-headers</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>cors.exposed.headers</param-name>
<param-value>access-control-allow-origin,access-control-allow-credentials</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>cors.support.credentials</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>cors.preflight.maxage</param-name>
<param-value>10</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>corsfilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
参数说明
1、cors.allowed.origins
允许访问的跨域资源列表，"*"表示允许访问来自任何域的资源，多个域用逗号分隔，默认为"*"
2、cors.allowed.methods
可以用于访问资源的http方法列表，","分隔，用于跨域请求。这些方法将出现在prefligh（预检请求）响应头access-control-allow-methods的一部分，t默认为"get, post, head, options"
3、cors.allowed.headers
构造请求时可以使用的请求头，以","分隔，这些方法将出现在prefligh（预检请求）响应头access-control-allow-headers的一部分，默认为origin, accept, x-requested-with, content-type, access-control-request-method, access-control-request-headers
4、cors.exposed.headers
浏览器允许访问的头部信息列表，","分隔。这些方法将出现在prefligh（预检请求）响应头access-control-allow-headers的一部分，默认为空。
5、cors.preflight.maxage
浏览器允许缓存的preflght请求结果的时间，单位为秒。如果为负数，则表示corsfilter不会添加头到preflight响应，这些方法将出现在prefligh（预检请求）响应头access-control-max-age的一部分，默认为1800.
6、cors.support.credentials
表示资源是否支持用户证书，这些方法将出现在prefligh（预检请求）响应头access-control-allow-credentials的一部分，默认为true
7、cors.request.decorate
cors规范属性是否已经添加到httpservletrequest，默认为true。corsfiter会为httpservletrequest添加请求相关信息，cors.request.decorate配置为true，那么以下属性将会被添加
1）cors.iscorsrequest: 用于请求是否为cors请求。
2）cors.request.origin: 源url，请求源自的页面url。
3）cors.request.type: cors的请求类型，如下：
simple: 非preflight请求为先导的请求。
actual: 以preflight请求为先导的请求。
pre_flight: preflight请求
not_cors: 正常同域请求
invalid_cors: 无效的域请求
4）cors.request.headers: 作为preflight请求access-control-request-header头发送的请求头信息。
二、csrf保护过滤器csrfpreventionfilter
org.apcache.catalina.filters.csrfpreventionfilter为web应用提供了基本的csrf保护。返回的客户端的所有链接均通过httpservletresponse.encoderedirecturl(string)与httpservletresponse.encodeurl(string)进行编码，该过滤器生成一个随机数并存储到会话session中进行对比，url使用该随机数进行编码。当接收到下一个请求时，请求中随机数与会话中的进行对比，只有两者相同时，请求才会被允许。
配置示例
<filter>
<filter-name>csrfpreventionfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.csrfpreventionfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>denystatus</param-name>
<param-value>403</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>entrypoints</param-name>
<param-value>/html,/html/list</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>noncecachesize</param-name>
<param-value>5</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>csrfpreventionfilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
参数说明
1、denystatus：http响应吗，用于驳回拒绝请求，默认为403
2、entrypoints：以","为分隔的url列表，这些列表将不会进行随机数检测（主要用于通过导航离开受保护应用，之后再返回）
if ("get".equals(req.getmethod()) && this.entrypoints.contains(this.getrequestedpath(req))) {
skipnoncecheck = true;
}
3、noncecachesize：随机数缓存大小。先前发布的随机数被缓存到一个lru缓存中以支持并发请求，有限的用于浏览器刷新等行为（可能导致随机数不是当前的），默认为5
private int noncecachesize = 5;
....
if (noncecache == null) {
noncecache = new csrfpreventionfilter.lrucache(this.noncecachesize);
if (session == null) {
session = req.getsession(true);
}
session.setattribute("org.apache.catalina.filters.csrf_nonce", noncecache);
}
4、randomclass：用于生成随机数的类，必须是java.util.random实例，如不设置默认为java.security.securerandom
三、防止参数丢失过滤器failedrequestfilter
org.apcache.catalina.filters.failedrequestfilter用于触发请求的参数解析，当参数解析失败时，将会拒绝请求，该filter用于确保客户端提交的参数信息不发生丢失。该过滤器的原理是：先调用servletrequest.getparameter（首次调用会触发tomcat服务器的请求参数解析，如果参数解析失败，将结果放到请求属性org.apache.catalina.parameter_parse_failed中），之后判断属性org.apache.catalina.parameter_parse_failed的值，如果不为空则直接返回400。
为了能正确解析参数，需要该filter之前设置字符集编码过滤器setcharacterencodingfilter。此外，该过滤器是不支持r初始化参数的
// 判断是否为有效的请求：org.apache.catalina.parameter_parse_failed为null
private boolean isgoodrequest(servletrequest request) {
request.getparameter("none");
return request.getattribute("org.apache.catalina.parameter_parse_failed") == null;
}
四、获取客户端ip过滤器remoteaddrfilter
org.apcache.catalina.filters.remoteaddrfiler允许比较提交的客户端ip地址（通过servletrequest.getremoteaddr获取）是否符合指定正则表达式。
配置示例
<filter>
<filter-name>remote address filter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.remoteaddrfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>allow</param-name>
<param-value>127\.\d+\.\d+\.\d+|::1|0:0:0:0:0:0:0:1</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>remote address filter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
参数说明
1、allow：指定允许访问的客户端ip地址
2、deny：拒绝访问的客户端地址
3、denystatus：拒绝请求时返回的http响应吗。
五、获取客户端host过滤器remotehostfilter
org.apcache.catalina.filters.remotehostfiler允许比较提交请求的客户端主机名是否符合指定的正则表达式，以确定是否允许继续处理请求。参数同remoteaddrfilter
六、获取原始客户端ip过滤器remoteipfilter
当客户端通过http代理或者负载均衡访问服务器时，对于服务器来说，请求直接源自前置的代理服务器，此时获取到的远程ip实际为代理服务器的ip地址。
这时候如何获得原始的客户端的ip地址呢？
http协议通过x-forwarded-for头信息记录了资客户端到应用服务器前置代理的ip地址，remoteipfilter通过解析该请求头，将请求中的ip地址与主机名替换为客户端真实的ip地址和主机信息，此外还可以通过x-forwardred-proto请求头替换当前的协议名称http/https、服务器端口及request.secure。
x-forwarded-for的格式如下：
x-forwarded-for: client, proxy1, proxy2
最左侧client为最原始的客户端ip，如上示例中客户端经过了proxy1、proxy2、proxy3三级代理（最后一层proxy3不显示，通过servletrquest.getremoteaddr获取）。在负载均衡的情况下，remoteaddrfilter和remotehostfilter需要与该过滤器配合使用，否则无法正确限制访问客户端。
通常我们获取x-forwarded-for使用如下java代码：
public static string getip(httpservletrequest request) {
string requestaddr = request.getheader("x-forwarded-for");
if (requestaddr == null || requestaddr.length() == 0 || "unknown".equalsignorecase(requestaddr)) {
requestaddr = request.getheader("proxy-client-ip");
}
if (requestaddr == null || requestaddr.length() == 0 || "unknown".equalsignorecase(requestaddr)) {
requestaddr = request.getheader("wl-proxy-client-ip");
}
if (requestaddr == null || requestaddr.length() == 0 || "unknown".equalsignorecase(requestaddr)) {
requestaddr = request.getremoteaddr();
}
return requestaddr;
}
配置示例
1）基本处理x-forwarded-for头的配置
<filter>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.remoteipfilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
<dispatcher>request</dispatcher>
</filter-mapping>
2）处理x-forwarded-for与x-forwarded-proto头部的配置
<filter>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.remoteipfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>protocolheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-proto</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
<dispatcher>request</dispatcher>
</filter-mapping>
3）使用内部代理的高级配置
<filter>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.remoteipfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>allowedinternalproxies</param-name>
<param-value>192\.168\.0\.10|192\.168\.0\.11</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>remoteipheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-for</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>remoteipproxiesheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-by</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>protocolheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-proto</param-value>
</init-param>
</filter>
4）使用可信任代理高级配置
<filter>
<filter-name>remoteipfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.remoteipfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>allowedinternalproxies</param-name>
<param-value>192\.168\.0\.10|192\.168\.0\.11</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>remoteipheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-for</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>remoteipproxiesheader</param-name>
<param-value>x-forwarded-by</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>trustedproxies</param-name>
<param-value>proxy1|proxy2</param-value>
</init-param>
</filter>
七、字符集编码过滤器setcharacterencodingfilter
提供了一种设置字符集编码的方式，通常情况下默认iso-8859-1编码，但实际生产环境推荐使用utf-8编码，而请求中的编码可以在未指定编码时使用，也可以强制覆盖。
配置示例
<filter>
<filter-name>setcharacterencodingfilter</filter-name>
<filter-class>org.apache.catalina.filters.setcharacterencodingfilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>encoding</param-name>
<param-value>utf-8</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>ignore</param-name>
<param-value>false</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>setcharacterencodingfilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>