Filter(过滤器)的使用

1、Filter简介

       Filter称之为过滤器。我们生活中的过滤器有过滤网、净水器、空气净化器等。而Web中过滤器是用来对Web服务器管理的Web资源进行拦截（如JSP, Servlet, 静态图片文件或静态html文件等），从而完成一些特殊的功能。比如：实现URL级别的权限访问控制（最常用）、字符编码、登录限制、过滤敏感词汇、文件压缩，跨域设置等一些高级功能。

       在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：

    上面图片的理解就是：当一个请求过来时，首先会被过滤器拦截下来，若满足条件，则进入下一步，执行完毕之后，又返回Filter，最后再返回给客户端。若不满足条件，则直接返回。

2、Filter开发步骤

Filter开发步骤很简单，分为两个步骤：

1. 编写Java类实现Filter接口，并实现其doFilter方法（也以重写init方法与destroy方法）。
2. 在web.xml 文件中使用<filter>和<filter-mapping>元素配置filter，并设置它所能拦截的资源。当然我们也可以通过注解来实现。

下面举个简单的例子来说明下：字符编码拦截。我还记的在之前的博客中，如果要把含有中文的数据输出到网页中而不出现乱码的话，就必须在代码中下面这些信息。

request.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setCharacterEncoding("UTF-8");
response.setContentType("text/html");

如果页面不多的话还好，如果页面多了的话，就要写很多重复。而用过滤器只需写一遍即可。

Filter代码示例：

package com.thr;

import javax.servlet.*;
import java.io.IOException;

/**
 * @author tanghaorong
 * @date 2020-05-02
 * @desc  创建一个实现Filter的实现类
 */
public class MyFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("Filter初始化,只初始化一次...");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {

        //对request和response进行一些预处理
        request.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

        System.out.println("拦截前执行...");
        filterChain.doFilter(request,response);
        System.out.println("拦截后执行...");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("Filter销毁...");
    }
}

   

    在web. xml中配置过滤器：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <!--配置过滤器-->
       <filter>
           <filter-name>MyFilter</filter-name>
           <filter-class>com.thr.MyFilter</filter-class>
       </filter>

       <!--映射过滤器-->
       <filter-mapping>
           <filter-name>MyFilter</filter-name>
           <!--/* ：表示拦截所有的请求 -->
           <url-pattern>/*</url-pattern>
       </filter-mapping>

</web-app>

拦截的规则和Servlet的匹配规则一样，它们的拦截规则如下：

1. 以指定资源匹配。例如：/index.jsp、/login
2. 以目录匹配。例如：/servlet/* 、 /abc/def
3. 以后缀名匹配，例如：*.jsp 、 *.do
4. 通配符，拦截所有web资源：/*

注意的点也是一样的：/abc/*.do、/*.do、abc*.do 这些都是非法的，这样的拦截规则是无效的。

我们也可以为一个过滤器配置多个映射，也就是一个Filter对应多个<filter-mapping>。但是这样设计好像没什么用，因为只要有一个URL匹配就会被拦截。

上面是对于单个Filter配置多个mapping的情况，而后面还有多个Filter对应多个mapping，这种多个Filter组合起来就称之为一个Filter链，此时的Filter的执行顺序是不确定的。因为这个地方难以理解，所以后面会详细介绍。

    当然我们也可以不在web.xml中配置，可以使用注解——@WebFilter。@WebFilter 用于将一个类声明为过滤器，该注解将会在部署时被容器处理，容器将根据具体的属性配置将相应的类部署为过滤器。该注解包含的所有属性如下：

属性名	类型	描述
filterName	String	指定过滤器的 name 属性，等价于 <filter-name>
value	String[]	该属性等价于 urlPatterns 属性。但是两者不应该同时使用。
urlPatterns	String[]	指定一组过滤器的 URL 匹配模式。等价于 <url-pattern> 标签。
servletNames	String[]	指定过滤器将应用于哪些 Servlet。取值是 @WebServlet 中的 name 属性的取值，或者是 web.xml 中 <servlet-name> 的取值。
dispatcherTypes	DispatcherType	指定过滤器的转发模式。具体取值包括：ASYNC、ERROR、FORWARD、INCLUDE、REQUEST。
initParams	WebInitParam[]	指定一组过滤器初始化参数，等价于 <init-param> 标签。
asyncSupported	boolean	声明过滤器是否支持异步操作模式，等价于 <async-supported> 标签。
description	String	该过滤器的描述信息，等价于 <description> 标签。
displayName	String	该过滤器的显示名，通常配合工具使用，等价于 <display-name> 标签。
smallIcon	String	此Filter的小图标。
largeIcon	String	此Filter的大图标。

       使用@WebFilter的一个简单举例，还是用上面MyFilter过滤器。不过在测试的发现了一个问题，就是使用了注解配置Filter，但是继续在web.xml文件中配置该Filter（配置信息一样），好像是不会报错的。这个我也不知道是怎么回事，每种方式我都去试了一下，结果不会出现问题，可能过滤器是支持这种方式的吧，但是Servlet就不行会报错。（如果有大神知道可以多多指出，毕竟我还是个菜鸟）

/**
 * @author tanghaorong
 * @date 2020-05-03
 * @desc  使用注解配置Filter
 */
@WebFilter(filterName = "myFilter",value = "/*")
public class MyFilter implements Filter {
    
    code...
    
}

       上面使用注解和web.xml同时配置不报错的原因是：服务器在启动时首先是会加载web.xml的文件，Filter的映射据<filter-mapping>的顺序来映射的，由于上面的代码使用注解和web.xml同时配置了同一个Filter，相当于配置两次<filter>和<filter-mapping>。故这个Filter会初始化两次，由于先加载的web.xml文件，所以当@WebFilter设置的过滤器被初始化时，它得到的字符串为空。

3、Filter的生命周期

在Filter接口中定义了三个方法，这三个都是与Filter的生命相关的方法，我们看一下源码：

package javax.servlet;

import java.io.IOException;

public interface Filter {
    void init(FilterConfig var1) throws ServletException;

    void doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2, FilterChain var3) throws IOException, ServletException;

    void destroy();
}

对于这三个方法的介绍：

1. init(FilterConfig var1)：表示Filter对象的初始化方法，在Filter对象创建时执行（只执行一次），并且传入一个FilterConfig类型的参数，该参数封装了Filter的<init-param>初始化参数。
2. doFilter(ServletRequest var1, ServletResponse var2, FilterChain var3)：表示Filter执行过滤的核心方法，如果某资源在已经被配置到这个Filter进行过滤的话，那么每次访问这个资源都会执行doFilter方法，注意 这里的request和response没有http需要强制转换。
3. destory()：表示Filter销毁方法，当Filter对象销毁时执行该方法（仅执行一次）。

4、多个过滤器的执行顺序

       如果在一个Web应用中，编写了多个Filter，那么这些Filter组合起来称之为一个Filter链。此时的Web服务器根据Filter在web.xml文件中的<filter-mapping>定义顺序执行。如果是注解的话则根据类名先后顺序执行。如果web.xml和注解混合使用，则先加载web.xml然后注解。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，如果还有，则调用第2个Filter，依次类推，直到没有可以调用目标资源。

我们举个例子好好理解一下。分别创建A、B、C、D  四个Filter。其中A和D过滤器用注解配置，B和C过滤器用web.xml配置。

AFilter和DFilter代码示例如下：（因为代码大致相同，所以我就贴一个，就类名和打印时的名称不一样罢了。如果使用web.xml配置就把注解注释掉即可）

package com.thr;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.annotation.WebInitParam;
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;

/**
 * @author tanghaorong
 * @date 2020-05-03
 * @desc 使用注解配置AFilter
 */
@WebFilter(filterName = "AFilter",value = "/*")
public class AFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("初始过滤器名称：AFilter");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("AFilter拦截前执行...");
        filterChain.doFilter(request,response);
        System.out.println("AFilter拦截后执行...");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("AFilter销毁...");
    }
}

BFilter和CFilter在web.xml的配置如下：（注意：执行顺序跟<filter>的顺序无关。而是根据<filter-mapping>的顺序决定执行顺序）

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

        <!--配置过滤器-->
        <filter>
            <filter-name>CFilter</filter-name>
            <filter-class>com.thr.CFilter</filter-class>
        </filter>
        <filter>
            <filter-name>BFilter</filter-name>
            <filter-class>com.thr.BFilter</filter-class>
        </filter>

        <!--映射过滤器-->
        <!--注意：这里CFilter在BFilter之前-->
        <filter-mapping>
           <filter-name>CFilter</filter-name>
           <url-pattern>/*</url-pattern>
        </filter-mapping>

        <filter-mapping>
            <filter-name>BFilter</filter-name>
            <url-pattern>/*</url-pattern>
        </filter-mapping>

</web-app>

   运行后的结果如下：

   这是初始化的顺序截图：

   每次运行的结果都是这个，不知道过滤器初始化创建的顺序根据什么来的执行的？不过这不是重点，重点在下面。

   这是过滤器运行顺序截图：

   可以看到，过滤器的执行结果符合我们的预期。CFilter和BFilter是在web.xml中声明的，且CFilter的定义在BFilter之前，所以CFilter在BFilter之前执行。而注解则是根据类来执行的。

   而且可以发现每当过滤器调用filterChain.doFilter(request,response)之后，检查到后面还有过滤器，继续执行后面的过滤器，当检查到没有过滤器后，在依次执行过滤器后面的操作。

   这是过滤器销毁顺序截图：

   执行顺序和初始化是一样的。

   我后面又试了试很多种方法，注解和web.xml混合配置，全注解配置，全web.xml配置。

   可以的出一个结论：web.xml方式是根据mapping中先后顺序执行。而注解方式则是根据类名先后顺序排序的。但是Filter初始化和销毁时的顺序我也不知道是根据什么排的序。

5、FilterConfig对象的使用

       还记得在Servlet中有个ServletConfig，它代表的是当前Servlet的一些初始化参数。所以FilterConfig也是一样的，当我们在配置Filter的时候，使用<init-param>为Filter配置一些初始化参数后，在Filter对象被创建并且调用其init方法时，会把封装了Filter初始化参数的FilterConfig对象传递进来。因此通过FilterConfig对象的方法就可获取初始化配置信息。方法如下：

1. String getFilterName()：返回Filter的名称。
2. 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.
3. Enumeration getInitParameterNames()：返回过滤器的所有初始化参数的名字的枚举集合。
4. ServletContext getServletContext()：返回Servlet上下文对象的引用。

    使用FilterConfig获取Filter的初始化配置信息：

    web.xml中配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">

    <!--配置过滤器-->
       <filter>
           <filter-name>MyFilter</filter-name>
           <filter-class>com.thr.MyFilter</filter-class>
           <!--配置初始化信息-->
           <init-param>
               <param-name>name</param-name>
               <param-value>tanghaorong</param-value>
           </init-param>
           <init-param>
               <param-name>password</param-name>
               <param-value>123456</param-value>
           </init-param>
       </filter>

       <!--映射过滤器-->
       <filter-mapping>
           <filter-name>MyFilter</filter-name>
           <!--/* ：表示拦截所有的请求 -->
           <url-pattern>/*</url-pattern>
       </filter-mapping>

</web-app>

    FilterConfig中的代码：

package com.thr;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;

/**
 * @author tanghaorong
 * @date 2020-05-03
 * @desc  FilterConfig获取Filter初始化配置信息
 */
public class MyFilter implements Filter {
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("Filter初始化,只初始化一次...");

        //获取过滤器的名字
        String filterName = filterConfig.getFilterName();
        //获取在web.xml文件中配置的初始化参数
        String initParam1 = filterConfig.getInitParameter("name");
        String initParam2 = filterConfig.getInitParameter("password");

        System.out.println(filterName);
        System.out.println(initParam1);
        System.out.println(initParam2);

        //返回过滤器的所有初始化参数的名字的枚举集合。
        Enumeration<String> initParameterNames = filterConfig.getInitParameterNames();
        while (initParameterNames.hasMoreElements()) {
            String name = (String) initParameterNames.nextElement();
            String value = filterConfig.getInitParameter(name);
            System.out.println(name + "=" + value );
        }
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {

        System.out.println("拦截前执行...");
        filterChain.doFilter(request,response);
        System.out.println("拦截后执行...");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("Filter销毁...");
    }
}

    使用注解获取：

package com.thr;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.annotation.WebInitParam;

/**
 * @author tanghaorong
 * @date 2020-05-03
 * @desc 使用注解配置Filter初始化参数，并且用FilterConfig获取
 */
@WebFilter(filterName = "myFilter",value = "/*",initParams = {
        @WebInitParam(name = "name", value = "tanghaorong"),/*这里配置初始化的参数*/
        @WebInitParam(name = "password", value = "123456")/*相当于<init-param>*/
})
public class MyFilter implements Filter {

    //此段代码和上面是一样的
    code...

}