Filter基本原理和使用

2024-04-06 15:10:55

 

一、Filter简介

　　Filter也称之为过滤器，它是Servlet技术中最激动人心的技术，WEB开发人员通过Filter技术，对web服务器管理的所有web资源：例如Jsp, Servlet, 静态图片文件或静态 html 文件等进行拦截，从而实现一些特殊的功能。例如实现URL级别的权限访问控制、过滤敏感词汇、压缩响应信息等一些高级功能。
　　Servlet API中提供了一个Filter接口，开发web应用时，如果编写的Java类实现了这个接口，则把这个java类称之为过滤器Filter。通过Filter技术，开发人员可以实现用户在访问某个目标资源之前，对访问的请求和响应进行拦截，如下所示：

　　Filter基本原理和使用

二、Filter是如何实现拦截的？

　　Filter接口中有一个doFilter方法，当我们编写好Filter，并配置对哪个web资源进行拦截后，WEB服务器每次在调用web资源的service方法之前，都会先调用一下filter的doFilter方法，因此，在该方法内编写代码可达到如下目的：

  1. 调用目标资源之前，让一段代码执行。
  2. 是否调用目标资源（即是否让用户访问web资源）。
  3. 调用目标资源之后，让一段代码执行。

　　web服务器在调用doFilter方法时，会传递一个filterChain对象进来，filterChain对象是filter接口中最重要的一个对 象，它也提供了一个doFilter方法，开发人员可以根据需求决定是否调用此方法，调用该方法，则web服务器就会调用web资源的service方 法，即web资源就会被访问，否则web资源不会被访问。

三、Filter开发入门

3.1、Filter开发步骤

　　Filter开发分为二个步骤：

  1. 编写java类实现Filter接口，并实现其doFilter方法。
  2. 在 web.xml 文件中使用<filter>和<filter-mapping>元素对编写的filter类进行注册，并设置它所能拦截的资源。

　　过滤器范例：

1 package me.gacl.web.filter;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 
 5 import javax.servlet.Filter;
 6 import javax.servlet.FilterChain;
 7 import javax.servlet.FilterConfig;
 8 import javax.servlet.ServletException;
 9 import javax.servlet.ServletRequest;
10 import javax.servlet.ServletResponse;
11 
12 /**
13 * @ClassName: FilterDemo01
14 * @Description:filter的三种典型应用：
15 *                     1、可以在filter中根据条件决定是否调用chain.doFilter(request, response)方法，
16 *                        即是否让目标资源执行
17 *                     2、在让目标资源执行之前，可以对request\response作预处理，再让目标资源执行
18 *                     3、在目标资源执行之后，可以捕获目标资源的执行结果，从而实现一些特殊的功能
19 * @author: 孤傲苍狼
20 * @date: 2014-8-31 下午10:09:24
21 */ 
22 public class FilterDemo01 implements Filter {
23 
24     @Override
25     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
26         System.out.println("----过滤器初始化----");
27     }
28 
29     @Override
30     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
31             FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
32         
33         //对request和response进行一些预处理
34         request.setCharacterEncoding("UTF-8");
35         response.setCharacterEncoding("UTF-8");
36         response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
37         
38         System.out.println("FilterDemo01执行前！！！");
39         chain.doFilter(request, response);  //让目标资源执行，放行
40         System.out.println("FilterDemo01执行后！！！");
41     }
42 
43     @Override
44     public void destroy() {
45         System.out.println("----过滤器销毁----");
46     }
47 }

　　在web. xml中配置过滤器：

1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 2 <web-app version="3.0" 
 3     xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" 
 4     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
 5     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee 
 6     http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">
 7   <display-name></display-name>    
 8   <welcome-file-list>
 9     <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
10   </welcome-file-list>
11   
12   <!--配置过滤器-->
13   <filter>
14       <filter-name>FilterDemo01</filter-name>
15       <filter-class>me.gacl.web.filter.FilterDemo01</filter-class>
16   </filter>
17   
18   <!--映射过滤器-->
19   <filter-mapping>
20       <filter-name>FilterDemo01</filter-name>
21       <!--/*表示拦截所有的请求 -->
22       <url-pattern>/*</url-pattern>
23   </filter-mapping>
24   
25 </web-app>

3.2、Filter链

　　在一个web应用中，可以开发编写多个Filter，这些Filter组合起来称之为一个Filter链。
　　web服务器根据Filter在web.xml文件中的注册顺序，决定先调用哪个Filter，当第一个Filter的doFilter方法被调用时，web服务器会创建一个代表Filter链的FilterChain对象传递给该方法。在doFilter方法中，开发人员如果调用了FilterChain对象的doFilter方法，则web服务器会检查FilterChain对象中是否还有filter，如果有，则调用第2个filter，如果没有，则调用目标资源。

四、Filter的生命周期

4.1、Filter的创建

　　Filter的创建和销毁由WEB服务器负责。 web 应用程序启动时，web 服务器将创建Filter 的实例对象，并调用其init方法，完成对象的初始化功能，从而为后续的用户请求作好拦截的准备工作，filter对象只会创建一次，init方法也只会执行一次。通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。

4.2、Filter的销毁

　　Web容器调用destroy方法销毁Filter。destroy方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在destroy方法中，可以释放过滤器使用的资源。

4.3、FilterConfig接口

　　用户在配置filter时，可以使用<init-param>为filter配置一些初始化参数，当web容器实例化Filter对象，调用其init方法时，会把封装了filter初始化参数的filterConfig对象传递进来。因此开发人员在编写filter时，通过filterConfig对象的方法，就可获得：
　　String getFilterName()：得到filter的名称。
　　String getInitParameter(String name)： 返回在部署描述中指定名称的初始化参数的值。如果不存在返回null.
　　Enumeration getInitParameterNames()：返回过滤器的所有初始化参数的名字的枚举集合。
　　public ServletContext getServletContext()：返回Servlet上下文对象的引用。
范例：利用FilterConfig得到filter配置信息

 1 package me.gacl.web.filter;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.Enumeration;
 5 import javax.servlet.Filter;
 6 import javax.servlet.FilterChain;
 7 import javax.servlet.FilterConfig;
 8 import javax.servlet.ServletException;
 9 import javax.servlet.ServletRequest;
10 import javax.servlet.ServletResponse;
11 
12 public class FilterDemo02 implements Filter {
13 
14     /* 过滤器初始化
15      * @see javax.servlet.Filter#init(javax.servlet.FilterConfig)
16      */
17     @Override
18     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
19         System.out.println("----过滤器初始化----");
20         /**
21          *  <filter>
22                   <filter-name>FilterDemo02</filter-name>
23                   <filter-class>me.gacl.web.filter.FilterDemo02</filter-class>
24                   <!--配置FilterDemo02过滤器的初始化参数-->
25                   <init-param>
26                       <description>配置FilterDemo02过滤器的初始化参数</description>
27                       <param-name>name</param-name>
28                       <param-value>gacl</param-value>
29                   </init-param>
30                   <init-param>
31                       <description>配置FilterDemo02过滤器的初始化参数</description>
32                       <param-name>like</param-name>
33                       <param-value>java</param-value>
34                   </init-param>
35             </filter>
36             
37              <filter-mapping>
38                   <filter-name>FilterDemo02</filter-name>
39                   <!--“/*”表示拦截所有的请求 -->
40                   <url-pattern>/*</url-pattern>
41              </filter-mapping>
42          */
43         //得到过滤器的名字
44         String filterName = filterConfig.getFilterName();
45         //得到在web.xml文件中配置的初始化参数
46         String initParam1 = filterConfig.getInitParameter("name");
47         String initParam2 = filterConfig.getInitParameter("like");
48         //返回过滤器的所有初始化参数的名字的枚举集合。
49         Enumeration<String> initParameterNames = filterConfig.getInitParameterNames();
50         
51         System.out.println(filterName);
52         System.out.println(initParam1);
53         System.out.println(initParam2);
54         while (initParameterNames.hasMoreElements()) {
55             String paramName = (String) initParameterNames.nextElement();
56             System.out.println(paramName);
57         }
58     }
59 
60     @Override
61     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
62             FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
63         System.out.println("FilterDemo02执行前！！！");
64         chain.doFilter(request, response);  //让目标资源执行，放行
65         System.out.println("FilterDemo02执行后！！！");
66     }
67 
68     @Override
69     public void destroy() {
70         System.out.println("----过滤器销毁----");
71     }
72 }

五、Filter的部署

　　Filter的部署分为两个步骤：

　　1、注册Filter

　　2、映射Filter

5.1、注册Filter

　　开发好Filter之后，需要在web.xml文件中进行注册，这样才能够被web服务器调用

　　在web.xml文件中注册Filter范例：

1 <filter>
 2           <description>FilterDemo02过滤器</description>
 3           <filter-name>FilterDemo02</filter-name>
 4           <filter-class>me.gacl.web.filter.FilterDemo02</filter-class>
 5           <!--配置FilterDemo02过滤器的初始化参数-->
 6           <init-param>
 7               <description>配置FilterDemo02过滤器的初始化参数</description>
 8               <param-name>name</param-name>
 9               <param-value>gacl</param-value>
10           </init-param>
11           <init-param>
12               <description>配置FilterDemo02过滤器的初始化参数</description>
13               <param-name>like</param-name>
14               <param-value>java</param-value>
15           </init-param>
16 </filter>

　　<description>用于添加描述信息，该元素的内容可为空，<description>可以不配置。

　　<filter-name>用于为过滤器指定一个名字，该元素的内容不能为空。
　　<filter-class>元素用于指定过滤器的完整的限定类名。
　　<init-param>元素用于为过滤器指定初始化参数，它的子元素<param-name>指定参数的名字，<param-value>指定参数的值。在过滤器中，可以使用FilterConfig接口对象来访问初始化参数。如果过滤器不需要指定初始化参数，那么<init-param>元素可以不配置。

5.2、映射Filter

　　在web.xml文件中注册了Filter之后，还要在web.xml文件中映射Filter

1  <!--映射过滤器-->
2   <filter-mapping>
3       <filter-name>FilterDemo02</filter-name>
4       <!--“/*”表示拦截所有的请求 -->
5       <url-pattern>/*</url-pattern>
6   </filter-mapping>

       <filter-mapping>元素用于设置一个 Filter 所负责拦截的资源。一个Filter拦截的资源可通过两种方式来指定：Servlet 名称和资源访问的请求路径

　　<filter-name>子元素用于设置filter的注册名称。该值必须是在<filter>元素中声明过的过滤器的名字
　　<url-pattern>设置 filter 所拦截的请求路径(过滤器关联的URL样式)
　　<servlet-name>指定过滤器所拦截的Servlet名称。
　　<dispatcher>指定过滤器所拦截的资源被 Servlet 容器调用的方式，可以是REQUEST,INCLUDE,FORWARD和ERROR之一，默认REQUEST。用户可以设置多个<dispatcher> 子元素用来指定 Filter 对资源的多种调用方式进行拦截。如下：

1 <filter-mapping>
2     <filter-name>testFilter</filter-name>
3    <url-pattern>/index.jsp</url-pattern>
4    <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
5    <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
6 </filter-mapping>

　　<dispatcher> 子元素可以设置的值及其意义：

  1. REQUEST：当用户直接访问页面时，Web容器将会调用过滤器。如果目标资源是通过RequestDispatcher的include()或forward()方法访问时，那么该过滤器就不会被调用。
  2. INCLUDE：如果目标资源是通过RequestDispatcher的include()方法访问时，那么该过滤器将被调用。除此之外，该过滤器不会被调用。
  3. FORWARD：如果目标资源是通过RequestDispatcher的forward()方法访问时，那么该过滤器将被调用，除此之外，该过滤器不会被调用。
  4. ERROR：如果目标资源是通过声明式异常处理机制调用时，那么该过滤器将被调用。除此之外，过滤器不会被调用。

　Servlet过滤器可以对Servlet、JSP和HTML文件过滤。

　　过滤器在实际开发中用得较多，是属于较重点的内容。

Servlet过滤器的概念

　　Servlet过滤器是在Java Servlet规范2.3中定义的，它能够对Servlet容器的请求和响应对象进行检查、修改和拦截。

　　Servlet过滤器本身并不生成请求和响应对象，它只提供过滤作用。

　　Servlet过滤器能够在Servlet被调用之前检查Request对象，修改Request Header和Request内容。

　　在Servlet被调用之后检查Response对象，修改Response Header和Response内容。

　　Servlet过滤器负责过滤的Web组件可以是Servlet、JSP或HTML文件。

Servlet过滤器的过滤过程

 Filter基本原理和使用

　　过滤器的处理过程是一个链式的过程(FilterChain)，即多个过滤器组成一个链，依次处理，最后交给过滤器之后的资源。

　　其中链式过滤过程中也可以直接给出响应，即返回，而不是向后传递。

Filter接口

　　所有的Servlet过滤器类都必须实现javax.servlet.Filter接口。

　　这个接口含有3个过滤器类必须实现的方法：

　　init(FilterConfig)：这是Servlet过滤器的初始化方法，Servlet容器创建Servlet过滤器实例后将调用这个方法。

　　在这个方法中可以读取web.xml文件中Servlet过滤器的初始化参数。

　　比如web.xml中声明：

<filter>
        <filter-name>MyFilter1</filter-name>
        <filter-class>com.mengdd.filter.MyFilter1</filter-class>
        <init-param>
            <param-name>hello</param-name>
            <param-value>world</param-value>
        </init-param>
        <init-param>
            <param-name>name</param-name>
            <param-value>zhang</param-value>
        </init-param>
    </filter>

　　在MyFilter1中：

 @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
 
        String paramValue1 = filterConfig.getInitParameter("hello");
        String paramValue2 = filterConfig.getInitParameter("name");
 
        ServletContext context = filterConfig.getServletContext();
    }

 

　　注意：一旦一个过滤器启动失败，会导致整个Web应用启动失败。

 

　　doFilter(ServletRequest, ServletResponse, FilterChain)：这个方法完成实际的过滤操作。

　　当客户请求访问与过滤器关联的URL时，Servlet容器将先调用过滤器的doFilter方法。

　　FilterChain参数用于访问后续过滤器。

　　在这个方法中调用chain.doFilter()方法，用于调用过滤器链中后续过滤器的doFilter()方法，假如没有后续过滤器，那么就把客户请求传给相应的Web组件。

　　如果在这个方法中没有调用chain.doFilter()方法，客户请求不会到达所访问的Web组件。

 Filter基本原理和使用

　　destroy()：Servlet容器在销毁过滤器实例前调用该方法，在这个方法中可以释放Servlet过滤器占用的资源。

 

过滤器的例子

　　比如用户登录之后，将信息传入session中，之后的其他页面入口可能需要检测是否存在session，以避免直接在地址栏输入地址访问页面而造成的session中没有用户信息的情况，如果在每个Servlet或JSP前面都要判断session中是否有相应属性，会有很多的代码重复，用过滤器可以很好地解决这个问题，如果不含登录信息，即转向到用户登录页面。

Filter基本原理和使用LoginFilter.java

　　过滤器的配置和Servlet的配置相似，只不过URL配置的是要过滤请求的URL：

    <!-- filter一般配置在所有的Servlet上面 -->
    <filter>
        <filter-name>LoginFilter</filter-name>
        <filter-class>com.mengdd.filter.LoginFilter</filter-class>
    </filter>
 
    <filter-mapping>
        <filter-name>LoginFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>
    <!-- /*表示所有地址，即所有请求都会被送到这个过滤器 -->

　　可以做很多练习例子，比如可以创建一个NoteFilter过滤器，它可以拒绝列在黑名单上的客户访问留言簿。(黑名单通过过滤器参数设置)。　　

　　也可以利用Filter进行一些关键词修改替换的工作。

串联过滤器的例子

　　几点说明：

　　1.串联过滤器的顺序是按照在web.xml中的配置顺序为准的。

 

   <filter>
        <filter-name>MyFilter1</filter-name>
        <filter-class>com.mengdd.filter.MyFilter1</filter-class>
        <init-param>
            <param-name>hello</param-name>
            <param-value>world</param-value>
        </init-param>
        <init-param>
            <param-name>name</param-name>
            <param-value>zhang</param-value>
        </init-param>
    </filter>
    <filter>
        <filter-name>MyFilter2</filter-name>
        <filter-class>com.mengdd.filter.MyFilter2</filter-class>
    </filter>

    <filter-mapping>
        <filter-name>MyFilter1</filter-name>
        <url-pattern>/InfoServlet</url-pattern>
    </filter-mapping>
    <filter-mapping>
        <filter-name>MyFilter2</filter-name>
        <url-pattern>/InfoServlet</url-pattern>
    </filter-mapping>

 

　　2.在Servlet过滤器中能访问application范围内的共享数据：先调用FilterConfig的getServletContext()方法获得ServletContext，再调用ServletContext的getAttribute()方法来获得application范围内的共享数据。

package com.mengdd.filter;
 
import java.io.IOException;
 
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
 
public class MyFilter1 implements Filter {
 
    @Override
    public void destroy() {
    }
 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
 
        System.out.println("MyFilter1 --> doFilter invoked!");
        System.out.println("MyFilter1 --> before chain.doFilter()");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("MyFilter1 --> after chain.doFilter()");
 
    }
 
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
 
        String paramValue1 = filterConfig.getInitParameter("hello");
        String paramValue2 = filterConfig.getInitParameter("name");
 
        ServletContext context = filterConfig.getServletContext();
    }
 
}
package com.mengdd.filter;
 
import java.io.IOException;
 
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
 
public class MyFilter2 implements Filter{
 
    @Override
    public void destroy() { 
    }
 
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        
        System.out.println("MyFilter2 --> doFilter invoked!");
        System.out.println("MyFilter2 --> before chain.doFilter()");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("MyFilter2 --> after chain.doFilter()"); 
    }
 
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { 
    }
 
}

 

Filter的基本原理

1.Filter？

        WEB开发人员通过Filter技术，对web服务器管理的所有web资源：例如Jsp, Servlet, 静态图片文件或静态 html 文件等进行拦截，从而实现一些特殊的功能。例如实现URL级别的权限访问控制、过滤敏感词汇、压缩响应信息等一些高级功能。

2.工作原理

     当客户端发出Web资源的请求时，Web服务器根据应用程序配置文件设置的过滤规则进行检查，若客户请求满足过滤规则，则对客户请求/响应进行拦截，对请求头和请求数据进行检查或改动，并依次通过过滤器链，最后把请求/响应交给请求的Web资源处理。请求信息在过滤器链中可以被修改，也可以根据条件让请求不发往资源处理器，并直接向客户机发回一个响应。当资源处理器完成了对资源的处理后，响应信息将逐级逆向返回。同样在这个过程中，用户可以修改响应信息，从而完成一定的任务。

　　两个过滤器同时过滤一个请求时，就要用到过滤链FilterChain.Filter的FilterChain中，服务器会按照web.xml中过滤器定义的先后循序组装成一条链，然后一次执行其中的doFilter（）方法。执行的顺序就如下图所示，执行第一个过滤器的chain.doFilter（）之前的代码，第二个过滤器的chain.doFilter（）之前的代码，请求的资源，第二个过滤器的chain.doFilter（）之后的代码，第一个过滤器的chain.doFilter（）之后的代码，最后返回响应。

3.生命周期

        （1）实例化：Web容器在部署Web应用程序时对所有过滤器进行实例化。Web容器回调它的无参构造方法。

　　（2）初始化：实例化完成之后，马上进行初始化工作。Web容器回调init（）方法。

　　（3）过滤：请求路径匹配过滤器的URL映射时。Web容器回调doFilter（）方法--主要的工作方法。

　　（4）销毁： Web容器在卸载Web应用程序前，Web容器回调destroy（）方法。

4.Filter的主要方法

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

 

Filter的最精华的部分是多了一个FilterChain对象，运行时调用FilterChain对象的doFilter(request, response)方法，来让请求和响应通过Filter。

5.Filter的配置

      （1）注册Filter

      （2）映射Filter

Filter的注册和映射与servlet的极其相似。如下：

注册Filter

<filter>
    <description>loginFilter过滤器</description>
    <filter-name>loginFilter</filter-name>
    <filter-class>com.javaweb.filter.LoginFilter</filter-class>
    <!--配置loginFilter过滤器的初始化参数-->
    <init-param>
        <param-name>name</param-name>
        <param-value>gacl</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>like</param-name>
        <param-value>java</param-value>
    </init-param>
</filter></span>

映射Filter

<filter-mapping>
    <filter-name>loginFilter</filter-name>
    <!--“/*”表示拦截所有的请求 -->
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

 

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