Servlet 编写过滤器

作者likuolei

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关键要点：

  • Servlet 过滤器是一种用于拦截和处理 HTTP 请求与响应的组件，研究表明它可以实现身份验证、数据压缩等功能。
  • 编写过滤器需要实现 javax.servlet.Filter 接口，包括 init、doFilter 和 destroy 方法。
  • 配置过滤器通常在 web.xml 文件中完成，或使用注解方式，证据显示这能灵活映射到 URL 或 Servlet。
  • 多个过滤器的执行顺序由配置文件决定，研究建议按需调整以满足业务需求。

什么是 Servlet 过滤器？
Servlet 过滤器（Filter）是 Java Web 开发中用于在请求到达目标资源（如 Servlet、JSP）之前或响应返回客户端之前进行拦截和处理的组件。研究表明，它可以实现身份验证、日志记录、数据压缩等功能，适合处理跨切面逻辑。

如何编写过滤器？
编写过滤器需要实现 javax.servlet.Filter 接口，包含三个主要方法：

  • init：初始化过滤器，通常用于读取配置文件。
  • doFilter：处理请求和响应的核心方法，通过 FilterChain 对象传递请求到下一个过滤器或目标资源。
  • destroy：在过滤器销毁前释放资源。
    例如，一个简单的日志过滤器可以记录请求的 URL 和响应类型。

如何配置过滤器？
配置通常在 web.xml 文件中完成，例如：

<filter>
    <filter-name>LogFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.LogFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>LogFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

研究显示，也可以使用注解（如 @WebFilter）简化配置，尤其在现代开发中。

执行顺序和注意事项
多个过滤器的执行顺序由 web.xml 中的声明顺序决定，调整顺序可以影响处理逻辑。研究建议注意线程安全，尤其在多线程环境下，确保实例变量不会导致数据竞争。

详细报告

以下是关于 Servlet 编写过滤器的全面分析，涵盖其定义、作用、接口方法、配置方式、执行顺序以及使用示例，旨在为读者提供深入了解和实践指导。

背景与定义

Servlet 过滤器（Filter）是 Java Web 开发中用于拦截和处理 HTTP 请求与响应的组件，定义于 Java Servlet 规范 2.3 中。它可以在请求到达目标资源（如 Servlet、JSP）之前或响应返回客户端之前对请求和响应进行检查和修改。研究表明，过滤器是 Servlet 技术中最实用的功能之一，广泛用于实现 URL 级别的权限控制、敏感词汇过滤、响应压缩等高级功能。

过滤器的作用与类型

过滤器的主要作用包括：

  • 在 HTTP 请求到达 Servlet 之前拦截，检查或修改请求头和数据。
  • 在 HTTP 响应返回客户端之前拦截，检查或修改响应头和数据。
  • 将请求传递到下一个过滤器或目标资源。

常见的过滤器类型包括：

  • 身份验证过滤器：检查用户是否已登录，研究显示常用于权限控制。
  • 数据压缩过滤器：压缩响应内容以减少带宽使用，证据表明适合高流量场景。
  • 加密过滤器：加密敏感数据，研究建议用于保护用户隐私。
  • 日志和审计过滤器：记录请求和响应信息，适合系统监控。
  • MIME-TYPE 链过滤器：处理不同类型的 MIME 内容，研究显示用于多媒体应用。
  • 令牌化过滤器：处理令牌验证，证据表明常用于 API 安全。
  • XSL/T 过滤器：转换 XML 内容，适合动态内容生成。
  • 图像转换过滤器：转换图像格式，研究显示用于图像处理应用。
  • 触发资源访问事件过滤器：记录资源访问事件，适合审计和分析。

过滤器接口与方法

所有 Servlet 过滤器必须实现 javax.servlet.Filter 接口，该接口定义了三个方法，具体如下表：

方法名称描述
init(FilterConfig filterConfig)在过滤器启动时调用，用于初始化，研究表明通过 FilterConfig 获取初始化参数。
doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)处理请求和响应的核心方法，研究显示通过 FilterChain 传递请求到下一个过滤器或目标资源。
destroy()在过滤器实例被销毁前调用，用于释放资源，研究建议用于清理数据库连接等。

这些方法构成了过滤器的生命周期，研究显示 init 和 destroy 各执行一次，而 doFilter 会在每次请求匹配时调用。

过滤器的配置与映射

过滤器的配置通常在 web.xml 文件中完成，也可以使用注解方式（Servlet 3.0 及以上）。以下是配置示例：

<filter>
    <filter-name>LogFilter</filter-name>
    <filter-class>com.runoob.test.LogFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>Site</param-name>
        <param-value>菜鸟教程</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>LogFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

研究显示，<url-pattern> 可以设置为 /* 表示拦截所有请求，或具体路径如 /index.jsp。<dispatcher> 元素支持 REQUEST、INCLUDE、FORWARD、ERROR 四种拦截方式，默认值为 REQUEST。

使用注解方式，例如：

@WebFilter(urlPatterns = "/*", filterName = "LogFilter")
public class LogFilter implements Filter {
    // 实现 Filter 方法
}

研究表明，注解方式更适合现代开发，减少 XML 配置的复杂性。

多个过滤器的执行顺序

多个过滤器的执行顺序由它们在 web.xml 或注解中的声明顺序决定。例如：

  • 如果先声明 LogFilter，然后是 AuthenFilter，请求会先经过 LogFilter，再经过 AuthenFilter。
  • 研究建议，通过调整 <filter-mapping> 的顺序或注解的加载顺序，可以改变执行顺序，满足业务需求。

过滤器的使用示例

以下是一个简单的日志过滤器示例，用于记录请求信息：

public class LogFilter implements Filter {
    private FilterConfig filterConfig = null;

    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        this.filterConfig = filterConfig;
        System.out.println("过滤器初始化，站点：" + filterConfig.getInitParameter("Site"));
    }

    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {
        // 记录请求信息
        System.out.println("请求被拦截：" + request.getRequestURI());
        long start = System.currentTimeMillis();

        // 传递请求到下一个过滤器或目标资源
        chain.doFilter(request, response);

        // 记录响应时间
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("响应时间：" + (end - start) + "ms");
    }

    public void destroy() {
        System.out.println("过滤器销毁");
    }
}

研究显示，此示例适合性能监控，记录请求的 URL 和处理时间。

技术细节与扩展

  • 线程安全：研究表明，过滤器是单实例多线程的，doFilter 方法在多线程环境下执行，需确保实例变量线程安全。
  • FilterChain：研究显示，FilterChain 对象用于管理过滤器链，如果不调用 chain.doFilter，请求会被终止，需在过滤器中生成响应。
  • 特殊用例：CSDN 博客提供了编码过滤器（如 POST/GET 统一编码）、自动登录过滤器（使用 Cookie 和 MD5 加密）和 URL 权限控制过滤器的示例，研究建议这些适合实际开发。

对比与争议

关于过滤器的配置方式，不同资料的建议略有差异。部分资料（如 Runoob）强调 XML 配置的传统方式，而 W3cschool 更推荐注解方式。研究表明，注解方式更现代，但 XML 配置更灵活，适合复杂场景。

总结与实践建议

Servlet 过滤器是 Java Web 开发中处理请求和响应的强大工具，通过实现 Filter 接口和配置，可以实现各种拦截和处理逻辑。研究建议在开发中：

  • 始终确保线程安全，避免实例变量导致数据竞争。
  • 测试不同拦截类型（如 REQUEST、FORWARD），确保过滤器功能正确。
  • 根据业务需求调整过滤器顺序，优化处理流程。

参考资料：

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