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詳解Java中的Filter過濾器

高洛峰
高洛峰原創
2017-03-10 19:16:343121瀏覽

本文詳解Java中的Filter過濾器 

Filter簡介

Filter也稱為過濾器，它是Servlet技術中最實用的技術，Web開發人員透過Filter技術，對web伺服器管理的所有web資源：例如Jsp, Servlet, 靜態圖片檔案或靜態html 檔案等進行攔截，從而實現一些特殊的功能。例如實現URL等級的權限存取控制、過濾敏感詞彙、壓縮回應資訊等一些進階功能。

它主要用於對使用者請求進行預處理，也可以對HttpServletResponse進行後處理。使用Filter的完整流程：Filter對使用者請求進行預處理，接著將請求交給Servlet進行處理並產生回應，最後Filter再對伺服器回應進行後處理。

Filter功能

在HttpServletRequest到達 Servlet 之前，攔截客戶的HttpServletRequest 。根據需要檢查HttpServletRequest，也可以修改HttpServletRequest 頭和資料。
在HttpServletResponse到達客戶端之前，攔截HttpServletResponse 。根據需要檢查HttpServletResponse，也可以修改HttpServletResponse頭和資料。

如何借助Filter實現攔截功能

Filter介面中有一個doFilter方法，當開發人員編寫好Filter，並配置對哪個web資源進行攔截後，Web伺服器每次在呼叫web在資源的service方法之前，都會先呼叫filter的doFilter方法，因此，在該方法內編寫程式碼可達到以下目的：

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

Filter開發兩步驟走

編寫java類別實現Filter接口，並實作其doFilter方法。
在web.xml檔案中對所寫的filter類別進行註冊，並設定它所能攔截的資源。

web.xml配置各節點介紹：

<filter>指定一个过滤器。
<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。
<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。
<dispatcher>子元素可以设置的值及其意义
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。
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。
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。
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。

Filter鏈

在一個web應用中，可以開發編寫多個Filter，這些Filter組合起來稱之為一個Filter鏈。

web伺服器根據Filter在web.xml檔案中的註冊順序，決定先呼叫哪個Filter，當第一個Filter的doFilter方法被呼叫時，web伺服器會建立一個代表Filter鏈的FilterChain物件傳遞給該方法。在doFilter方法中，開發人員如果呼叫了FilterChain物件的doFilter方法，則web伺服器會檢查FilterChain物件中是否還有filter，如果有，則呼叫第2個filter，如果沒有，則呼叫目標資源。

Filter的生命週期

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException;//初始化
和我们编写的Servlet程序一样，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，读取web.xml配置，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）。开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException;//拦截请求
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的时候，Servlet过滤器将先执行doFilter方法。FilterChain参数用于访问后续过滤器。

public void destroy();//销毁
Filter对象创建后会驻留在内存，当web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载 Filter 对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。

FilterConfig介面

使用者在配置filter時，可以使用為filter配置一些初始化參數，當web容器實例化Filter對象，呼叫其init方法時，會把封裝了filter初始化參數的filterConfig物件傳遞進來。因此開發人員在編寫filter時，透過filterConfig物件的方法，就可取得以下內容：

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。

Filter使用案例

使用Filter驗證使用者登入安全控制

前段時間參與維護一個項目，用戶退出系統後，再去網址列訪問歷史，根據url，仍然能夠進入系統響應頁面。我去檢查一下發現對請求未進行過濾驗證用戶登入。增加一個filter搞定問題！

先在web.xml設定
<filter>
    <filter-name>SessionFilter</filter-name>
    <filter-class>com.action.login.SessionFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>logonStrings</param-name><!-- 对登录页面不进行过滤 -->
        <param-value>/project/index.jsp;login.do</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>includeStrings</param-name><!-- 只对指定过滤参数后缀进行过滤 -->
        <param-value>.do;.jsp</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>redirectPath</param-name><!-- 未通过跳转到登录界面 -->
        <param-value>/index.jsp</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>disabletestfilter</param-name><!-- Y:过滤无效 -->
        <param-value>N</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>SessionFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
接著編寫FilterServlet
package com.action.login;

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;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletResponseWrapper;

/**
 *    判断用户是否登录,未登录则退出系统
 */
public class SessionFilter implements Filter {

    public FilterConfig config;

    public void destroy() {
        this.config = null;
    }

    public static boolean isContains(String container, String[] regx) {
        boolean result = false;

        for (int i = 0; i < regx.length; i++) {
            if (container.indexOf(regx[i]) != -1) {
                return true;
            }
        }
        return result;
    }

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest hrequest = (HttpServletRequest)request;
        HttpServletResponseWrapper wrapper = new HttpServletResponseWrapper((HttpServletResponse) response);

        String logonStrings = config.getInitParameter("logonStrings");        // 登录登陆页面
        String includeStrings = config.getInitParameter("includeStrings");    // 过滤资源后缀参数
        String redirectPath = hrequest.getContextPath() + config.getInitParameter("redirectPath");// 没有登陆转向页面
        String disabletestfilter = config.getInitParameter("disabletestfilter");// 过滤器是否有效

        if (disabletestfilter.toUpperCase().equals("Y")) {    // 过滤无效
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
        String[] logonList = logonStrings.split(";");
        String[] includeList = includeStrings.split(";");

        if (!this.isContains(hrequest.getRequestURI(), includeList)) {// 只对指定过滤参数后缀进行过滤
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        if (this.isContains(hrequest.getRequestURI(), logonList)) {// 对登录页面不进行过滤
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        String user = ( String ) hrequest.getSession().getAttribute("useronly");//判断用户是否登录
        if (user == null) {
            wrapper.sendRedirect(redirectPath);
            return;
        }else {
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
    }

    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        config = filterConfig;
    }
}

這樣既可完成對使用者所有要求，均要經過這個Filter進行驗證使用者登入。

防止中文亂碼過濾器

專案使用spring框架時。當前台JSP頁面和Java程式碼中使用了不同的字元集進行編碼的時候就會出現表單提交的資料或上傳/下載中文名稱檔案出現亂碼的問題，那就可以使用這個篩選器。 

<filter>
    <filter-name>encoding</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>encoding</param-name><!--用来指定一个具体的字符集-->
        <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>forceEncoding</param-name><!--true：无论request是否指定了字符集，都是用encoding；false：如果request已指定一个字符集，则不使用encoding-->
        <param-value>false</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>encoding</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

Filter簡介

Filter也稱之為過濾器，它是Servlet技術中最實用的技術，Web開發人員透過Filter技術，對web伺服器管理的所有web資源：例如Jsp, Servlet, 靜態圖片檔案或靜態html 檔案等進行攔截，從而實現一些特殊的功能。例如實現URL等級的權限存取控制、過濾敏感詞彙、壓縮回應資訊等一些進階功能。

它主要用於對使用者請求進行預處理，也可以對HttpServletResponse進行後處理。使用Filter的完整流程：Filter對使用者請求進行預處理，接著將請求交給Servlet進行處理並產生回應，最後Filter再對伺服器回應進行後處理。

Filter功能

在HttpServletRequest到達 Servlet 之前，攔截客戶的HttpServletRequest 。根據需要檢查HttpServletRequest，也可以修改HttpServletRequest 頭和資料。
在HttpServletResponse到達客戶端之前，攔截HttpServletResponse 。根據需要檢查HttpServletResponse，也可以修改HttpServletResponse頭和資料。

如何借助Filter實現攔截功能

Filter介面中有一個doFilter方法，當開發人員編寫好Filter，並配置對哪個web資源進行攔截後，Web伺服器每次在呼叫web在資源的service方法之前，都會先呼叫filter的doFilter方法，因此，在該方法內編寫程式碼可達到以下目的：

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

Filter开发两步走

编写java类实现Filter接口，并实现其doFilter方法。
在web.xml文件中对编写的filter类进行注册，并设置它所能拦截的资源。

web.xml配置各节点介绍：

<filter>指定一个过滤器。
<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。
<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。
<dispatcher>子元素可以设置的值及其意义
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。
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。
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。
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。

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。

Filter的生命周期

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException;//初始化
和我们编写的Servlet程序一样，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，读取web.xml配置，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）。开发人员通过init方法的参数，可获得代表当前filter配置信息的FilterConfig对象。

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException;//拦截请求
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的时候，Servlet过滤器将先执行doFilter方法。FilterChain参数用于访问后续过滤器。

public void destroy();//销毁
Filter对象创建后会驻留在内存，当web应用移除或服务器停止时才销毁。在Web容器卸载 Filter 对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中，可以释放过滤器使用的资源。

FilterConfig接口

用户在配置filter时，可以使用为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，就可获得以下内容：

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。

Filter使用案例

使用Filter验证用户登录安全控制

前段时间参与维护一个项目，用户退出系统后，再去地址栏访问历史，根据url，仍然能够进入系统响应页面。我去检查一下发现对请求未进行过滤验证用户登录。添加一个filter搞定问题！

先在web.xml配置
<filter>
    <filter-name>SessionFilter</filter-name>
    <filter-class>com.action.login.SessionFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>logonStrings</param-name><!-- 对登录页面不进行过滤 -->
        <param-value>/project/index.jsp;login.do</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>includeStrings</param-name><!-- 只对指定过滤参数后缀进行过滤 -->
        <param-value>.do;.jsp</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>redirectPath</param-name><!-- 未通过跳转到登录界面 -->
        <param-value>/index.jsp</param-value>
    </init-param>
    <init-param>
        <param-name>disabletestfilter</param-name><!-- Y:过滤无效 -->
        <param-value>N</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>SessionFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
接着编写FilterServlet
package com.action.login;

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;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletResponseWrapper;

/**
 *    判断用户是否登录,未登录则退出系统
 */
public class SessionFilter implements Filter {

    public FilterConfig config;

    public void destroy() {
        this.config = null;
    }

    public static boolean isContains(String container, String[] regx) {
        boolean result = false;

        for (int i = 0; i < regx.length; i++) {
            if (container.indexOf(regx[i]) != -1) {
                return true;
            }
        }
        return result;
    }

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest hrequest = (HttpServletRequest)request;
        HttpServletResponseWrapper wrapper = new HttpServletResponseWrapper((HttpServletResponse) response);

        String logonStrings = config.getInitParameter("logonStrings");        // 登录登陆页面
        String includeStrings = config.getInitParameter("includeStrings");    // 过滤资源后缀参数
        String redirectPath = hrequest.getContextPath() + config.getInitParameter("redirectPath");// 没有登陆转向页面
        String disabletestfilter = config.getInitParameter("disabletestfilter");// 过滤器是否有效

        if (disabletestfilter.toUpperCase().equals("Y")) {    // 过滤无效
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
        String[] logonList = logonStrings.split(";");
        String[] includeList = includeStrings.split(";");

        if (!this.isContains(hrequest.getRequestURI(), includeList)) {// 只对指定过滤参数后缀进行过滤
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        if (this.isContains(hrequest.getRequestURI(), logonList)) {// 对登录页面不进行过滤
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }

        String user = ( String ) hrequest.getSession().getAttribute("useronly");//判断用户是否登录
        if (user == null) {
            wrapper.sendRedirect(redirectPath);
            return;
        }else {
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
    }

    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        config = filterConfig;
    }
}

这样既可完成对用户所有请求，均要经过这个Filter进行验证用户登录。

防止中文乱码过滤器

项目使用spring框架时。当前台JSP页面和Java代码中使用了不同的字符集进行编码的时候就会出现表单提交的数据或者上传/下载中文名称文件出现乱码的问题，那就可以使用这个过滤器。

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