Filter及FilterChain的使用详解

一、Filter的介绍及使用

什么是过滤器？

与Servlet相似，过滤器是一些web应用程序组件，可以绑定到一个web应用程序中。但是与其他web应用程序组件不同的是，过滤器是"链"在容器的处理过程中的。这就意味着它们会在servlet处理器之前访问一个进入的请求，并且在外发响应信息返回到客户前访问这些响应信息。这种访问使得过滤器可以检查并修改请求和响应的内容。

过滤器适用于那些地方？

l 为一个web应用程序的新功能建立模型(可被添加到web应用程序中或者从web应用程序中删除而不需要重写基层应用程序代码)；

l 向过去的代码添加新功能。

过滤器放在容器结构的什么位置？

过滤器放在web资源之前，可以在请求抵达它所应用的web资源(可以是一个Servlet、一个Jsp页面，甚至是一个HTML页面)之前截获进入的请求，并且在它返回到客户之前截获输出请求。Filter：用来拦截请求，处于客户端与被请求资源之间，目的是重用代码。Filter链，在web.xml中哪个先配置，哪个就先调用。在filter中也可以配置一些初始化参数。

Java中的Filter 并不是一个标准的Servlet ，它不能处理用户请求，也不能对客户端生成响应。主要用于对HttpServletRequest 进行预处理，也可以对HttpServletResponse 进行后处理，是个典型的处理链。

Filter 有如下几个用处：

l 在HttpServletRequest 到达Servlet 之前，拦截客户的HttpServletRequest 。

l 根据需要检查HttpServletRequest ，也可以修改HttpServletRequest 头和数据。

l 在HttpServletResponse 到达客户端之前，拦截HttpServletResponse 。

l 根据需要检查HttpServletResponse ，可以修改HttpServletResponse 头和数据。

Filter 有如下几个种类：

l 用户授权的Filter: Filter 负责检查用户请求，根据请求过滤用户非法请求。

l 日志Filter: 详细记录某些特殊的用户请求。

l 负责解码的Filter: 包括对非标准编码的请求解码。

l 能改变XML 内容的XSLTFilter 等。

一个Filter 可负责拦截多个请求或响应:一个请求或响应也可被多个请求拦截。

创建一个Filter 只需两个步骤:
(1)创建Filter 处理类:

(2)在web.xml 文件中配置Filter 。
创建Filter 必须实现javax.servlet.Filter 接口，在该接口中定义了三个方法。
• void init(FilterConfig config): 用于完成Filter 的初始化。
• void destroy(): 用于Filter 销毁前，完成某些资源的回收。
• void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,FilterChain chain): 实现过滤功能，该方法就是对每个请求及响应增加的额外处理。

过滤器Filter也具有生命周期：init()->doFilter()->destroy()，由部署文件中的filter元素驱动。在servlet2.4中，过滤器同样可以用于请求分派器，但须在web.xml中声明，<dispatcher>INCLUDE或FORWARD或REQUEST或ERROR</dispatcher>该元素位于filter-mapping中。

Filter常用的场景：

例一、日志的记录，当有请求到达时，在该过滤器中进行日志的记录。处理完成后，进入后续的Filter或者处理。

步骤1：编写Filter类

package test.filter;

import javax.servlet.Filter;

import javax.servlet.FilterChain;

import javax.servlet.FilterConfig;

import javax.servlet.ServletContext;

import javax.servlet.ServletRequest;

import javax.servlet.ServletResponse;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

public class LogFilter implements Filter {

private FilterConfig config;

// 实现初始化方法

public void init(FilterConfig config) {

this.config = config;

}

// 实现销毁方法

public void destroy() {

this.config = null;

}

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,

FilterChain chain) {

// 获取ServletContext 对象，用于记录日志

ServletContext context = this.config.getServletContext();

long before = System.currentTimeMillis();

System.out.println("开始过滤... ");

// 将请求转换成HttpServletRequest 请求

HttpServletRequest hrequest = (HttpServletRequest) request;

// 记录日志

context.log("Filter已经截获到用户的请求的地址: " + hrequest.getServletPath());

try {

// Filter 只是链式处理，请求依然转发到目的地址。

chain.doFilter(request, response);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

long after = System.currentTimeMillis();

// 记录日志

context.log("过滤结束");

// 再次记录日志

context.log(" 请求被定位到" + ((HttpServletRequest) request).getRequestURI()

+ "所花的时间为: " + (after - before));

}

在上面的请求Filter中，仅在日志中记录请求的URL，对所有的请求都执行chain.doFilter(request，reponse)方法，当Filter 对请求过滤后，依然将请求发送到目的地址。

步骤2：在web.xml中配置Filter

<filter-name>log</filter-name>

<filter-class> test.filter.LogFilter</filter-class>

</filter>

<filter-mapping>

<filter-name>log</filter-name>

<url-pattern>/filter/*</url-pattern>

</filter-mapping>

通过上述步骤的操作，此时就可以通过URI进行访问。具体访问后会在log文件中的localhost文件中产生具体的访问日志。如下所示：

2010-12-28 21:12:50 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log

信息: 请求被定位到/examples/jsp/jsp2/el/basic-arithmetic.jsp所花的时间为: 0

2010-12-28 21:14:55 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log

信息: Filter已经截获到用户的请求的地址: /jsp/jsp2/el/basic-comparisons.jsp

2010-12-28 21:14:56 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log

信息: 过滤结束

例二、进行编码的修正，当有新的请求时，需要将用户传送过来的字符进行重新编码，以使其可以满足服务器的编码格式。

1、编写EncodingFilter类

package test.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 EncodingFilter implements Filter {

private FilterConfig filterConfig = null;

private String encoding = null;

//实现销毁方法

public void destroy() {

encoding = null;

}

//进行具体的过滤

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,

FilterChain chain) throws IOException, ServletException {

// 获取ServletContext 对象，用于记录日志

ServletContext context = this.filterConfig.getServletContext();

context.log("开始设置编码格式");

String encoding = getEncoding();

if (encoding == null){

encoding = "gb2312";

}

// 在请求里设置上指定的编码

request.setCharacterEncoding(encoding);

chain.doFilter(request, response);

context.log("成功设置了编码格式");

}

//初始化配置

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

this.filterConfig = filterConfig;

this.encoding = filterConfig.getInitParameter("encoding");

}

private String getEncoding() {

return this.encoding;

}

步骤2：在web.xml中配置Filter

<filter-name>encoding</filter-name>

<filter-class> test.filter.EncodingFilter</filter-class>

<init-param>

<param-name>encoding</param-name>

<param-value>gb2312</param-value>

</init-param>

</filter>

<filter-mapping>

<filter-name> encoding </filter-name>

<url-pattern>/encode/*</url-pattern>

</filter-mapping>

例三、用户权限的认证，当用户发送请求时，可以对用户的身份信息进行验证，如果能够通过验证则接下来再进行其它操作，否则直接不进入下一步的处理。

1、编写身份认证SecurityFilter类

package test.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;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import javax.servlet.http.HttpSession;

public class SecurityFilter implements Filter {

private FilterConfig filterConfig;

//初始化方法实现

@Override

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

this.filterConfig = filterConfig;

}

//身份认证的过滤

@Override

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)

throws IOException, ServletException {

ServletContext context = this.filterConfig.getServletContext();

HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;

HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;

HttpSession session = req.getSession();

//登录后才能进入下一步处理，否则直接进入错误提示页面

if (session.getAttribute("username") != null) {

context.log("身份认证通过，进入下一步处理 ");

chain.doFilter(request, response);

} else {

context.log("身份认证失败，直接返回");

res.sendRedirect("../failure.jsp");

}

//实现销毁方法

@Override

public void destroy() {

this.filterConfig = null;

}

步骤2：在web.xml中配置Filter

<filter-name>security</filter-name>

<filter-class> test.filter.SecurityFilter</filter-class>

</filter>

<filter-mapping>

<filter-name> security </filter-name>

<url-pattern>/security/*</url-pattern>

</filter-mapping>

通过上述步骤的操作，此时就可以通过URI进行访问。此时如果能够取得Session中的username值时，会直接进入下一步处理，否则直接进入错误页面。

二、过滤链FilterChain

两个过滤器，EncodingFilter负责设置编码，SecurityFilter负责控制权限，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。

执行的代码顺序是：

l 执行EncodingFilter.doFilter()中chain.doFilter()之前的部分；request.setCharacterEncoding(encoding);

l 执行SecurityFilter.doFilter()中chain.doFilter()之前的部分：判断用户是否已登录。

l 如果用户已登录，则访问请求的资源。

l 如果用户未登录，则页面重定向到：/failure.jsp。

l 执行SecurityFilter.doFilter()中chain.doFilter()之后的部分：这里没有代码。

l 执行EncodingFilter.doFilter()中chain.doFilter()之后的部分：写入已经完成的日志。

过滤链的好处是，执行过程中任何时候都可以打断，只要不执行chain.doFilter()就不会再执行后面的过滤器和请求的内容。而在实际使用时，就要特别注意过滤链的执行顺序问题，像EncodingFilter就一定要放在所有Filter之前，这样才能确保在使用请求中的数据前设置正确的编码。

Filter介绍

Filter可认为是Servlet的一种“变种”，它主要用于对用户请求进行预处理，也可以对HttpServletResponse进行后处理，是个典型的处理链。它与Servlet的区别在于：它不能直接向用户生成响应。完整的流程是：Filter对用户请求进行预处理，接着将请求交给Servlet进行处理并生成响应，最后Filter再对服务器响应进行后处理。

Filter有如下几个用处。

在HttpServletRequest到达Servlet之前，拦截客户的HttpServletRequest。
根据需要检查HttpServletRequest，也可以修改HttpServletRequest头和数据。
在HttpServletResponse到达客户端之前，拦截HttpServletResponse。
根据需要检查HttpServletResponse，也可以修改HttpServletResponse头和数据。

Filter有如下几个种类。

用户授权的Filter：Filter负责检查用户请求，根据请求过滤用户非法请求。
日志Filter：详细记录某些特殊的用户请求。
负责解码的Filter：包括对非标准编码的请求解码。
能改变XML内容的XSLT Filter等。
Filter可负责拦截多个请求或响应；一个请求或响应也可被多个请求拦截。

创建一个Filter只需两个步骤：

建Filter处理类；
web.xml文件中配置Filter。

下面先介绍一个简单的记录日志的Filter，这个Filter负责拦截所有的用户请求，并将请求的信息记录在日志中。

public class LogFilter implements Filter
{
//FilterConfig可用于访问Filter的配置信息
private FilterConfig config;
//实现初始化方法
public void init(FilterConfig config)
{
this.config = config;
}
//实现销毁方法
public void destroy()
{
this.config = null;
}
//执行过滤的核心方法
public void doFilter(ServletRequest request,ServletResponse response, FilterChain chain)throws IOException,ServletException
{
//---------下面代码用于对用户请求执行预处理---------
//获取ServletContext对象，用于记录日志
ServletContext context = this.config.getServletContext();
long before = System.currentTimeMillis();
System.out.println("开始过滤...");
//将请求转换成HttpServletRequest请求
HttpServletRequest hrequest = (HttpServletRequest)request;
//记录日志
context.log("Filter已经截获到用户的请求地址： " + hrequest.getServletPath());
//Filter只是链式处理，请求依然放行到目的地址
chain.doFilter(request, response);
//---------下面代码用于对服务器响应执行后处理---------
long after = System.currentTimeMillis();
//记录日志
context.log("过滤结束");
//再次记录日志
context.log("请求被定位到" + hrequest.getRequestURI() + "所花的时间为: " + (after - before));
}
}

上面程序实现了doFilter()方法，实现该方法就可实现对用户请求进行预处理，也可实现对服务器响应进行后处理——它们的分界线为是否调用了chain.doFilter()，执行该方法之前，即对用户请求进行预处理；执行该方法之后，即对服务器响应进行后处理。

在上面的请求Filter中，仅在日志中记录请求的URL，对所有的请求都执行chain.doFilter (request,reponse)方法，当Filter对请求过滤后，依然将请求发送到目的地址。如果需要检查权限，可以在Filter中根据用户请求的HttpSession，判断用户权限是否足够。如果权限不够，直接调用重定向即可，无须调用chain.doFilter(request,reponse)方法。

==================

FirstFilter.java
==================
package com.test.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 FirstFilter implements Filter {

    @Override
    public void destroy() {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("before invoke firstFilter's chain.doFilter() ..");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("after invoke firstFilter's chain.doFilter() ..");
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
        System.out.println("firstFilter init()...");

}

}

============
SecondFilter.java
=============

package com.test.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 SecondFilter implements Filter {

    @Override
    public void destroy() {

    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("before invoke secondFilter's chain.doFilter() ..");
        chain.doFilter(request, response);
        System.out.println("after invoke secondFilter's chain.doFilter() ..");
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("secondFilter init()...");
    }

}
==========
FirstServlet.java
==========
package com.test.servlet;

import java.io.IOException;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class FirstServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        System.out.println("servlet doGet be invoked...");
        req.getRequestDispatcher("test.jsp").forward(req, resp);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
            throws ServletException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        doGet(req, resp);
    }

}

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="2.5" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
    http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd">
    <welcome-file-list>
        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>
    <filter>
        <filter-name>firstFilter</filter-name>
        <filter-class>com.test.filter.FirstFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter>
        <filter-name>secondFilter</filter-name>
        <filter-class>com.test.filter.SecondFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>secondFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>
    <filter-mapping>
        <filter-name>firstFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>firstServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.alimama.servlet.FirstServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>firstServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/firstServlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

然后发布，发现打印的日志如下：

。。。

firstFilter init()...
secondFilter init()...

。。。
信息: Server startup in 3665 ms

这里过滤器初始化好了。

当我们访问我们的应用：http://127.0.0.1:8080/appName

发现打印日记如下：

before invoke secondFilter's chain.doFilter() ..
before invoke firstFilter's chain.doFilter() ..
after invoke firstFilter's chain.doFilter() ..
after invoke secondFilter's chain.doFilter() ..

当我们将web.xml中filter的位置进行调整后（注意filter-mapping的顺序）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app version="2.5" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
    http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd">
    <welcome-file-list>
        <welcome-file>index.jsp</welcome-file>
    </welcome-file-list>
    <filter>
        <filter-name>firstFilter</filter-name>
        <filter-class>com.test.filter.FirstFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter>
        <filter-name>secondFilter</filter-name>
        <filter-class>com.test.filter.SecondFilter</filter-class>
    </filter>
            <SPAN style="COLOR: #ff0000"> <filter-mapping>
        <filter-name>firstFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <filter-mapping>
        <filter-name>secondFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping></SPAN>

    <servlet>
        <servlet-name>firstServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.alimama.servlet.FirstServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>firstServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/firstServlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

然后在启动应用，会看到打印：

before invoke firstFilter's chain.doFilter() ..

before invoke secondFilter's chain.doFilter() ..
after invoke secondFilter's chain.doFilter() ..

after invoke firstFilter's chain.doFilter() ..

实际上Filter和Servlet极其相似，区别只是Filter不能直接对用户生成响应。实际上Filter里doFilter()方法里的代码就是从多个Servlet的service()方法里抽取的通用代码，通过使用Filter可以实现更好的复用。

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