Java过滤器的作用?
JAVA过滤器是处于客户端与服务器资源文件之间的一道过滤网，在访问资源文件之前，通过一系列的过滤器可以对请求进行修改、判断等，把不符合规则的请求在中途拦截或修改；也可以对响应进行过滤，拦截或修改响应。
一、初识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之一，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，Filter接口源代码：
public abstract interface Filter {
public abstract void init(FilterConfig paramFilterConfig) throws ServletException;
public abstract void doFilter(ServletRequest paramServletRequest, ServletResponse paramServletResponse, FilterChAInparamFilterChain) throws IOException, ServletException;
public abstract void destroy();
}
在web.xml文件中对Filter进行配置，这个配置和Servlet很像。
<filter>
<description>过滤器名称</description>
<filter-name>自定义的名字</filter-name>
<filter-class>全类名</filter-class>
<init-param>
<description>配置过滤器的初始化参数</description>
<param-name>name</param-name>
<param-value>gacl</param-value>
</init-param>
<init-param>
<description>配置FilterTest过滤器的初始化参数</description>
<param-name>like</param-name>
<param-value>java</param-value>
</init-param>
</filter>
Filter的工作原理
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。
注意:
- Servlet对象默认情况下，在服务器启动的时候是不会创建对象的
- Filter对象在默认情况下，在服务器启动的时候会新建对象
- Servlet是单例的，Filter也是单例的。（单实例）
Filter的执行
1、目标Servlet是否执行取决于两个条件：
在过滤器中是否编写了：chain.doFilter(request, response);这条代码作用：执行下一个过滤器，如果下一个不是过滤器，则执行目标程序Servlet。
用户发送的请求路径是否和Servlet的请求路径一致。
2、Filter与Servlet的优先级
Filter比Servlet优先级高，/a.do对应一个Filter，也对应一个Servlet，一定是先执行Filter再执行Servlet。
3、关于Filter的配置路径
- /a.do、/b.do、/dept/save。这些配置方式都是精确匹配。
- /*匹配所有路径。
- *.do后缀匹配，不要以“/”开始。
- /dept/* 前缀匹配。
4、在web.xml文件中进行配置时，Filter的执行顺序是依靠filter-mApping标签的配置位置，越靠上优先级越高。
5、在注解中配置时，Filter的执行顺序是：
比较Filter的类名。例如FilterA和FilterB先执行FilterA。Filter1和Filter2先执行Filter1。
6、过滤器的调用顺序，遵循栈数据结构。
7、Filter过滤器的设计模式：责任链设计模式
- 过滤器最大优点：在程序编译阶段不会确定调用顺序，因为Filter的调用顺序是配置到web.xml文件中的，只需要修改web.xml配置文件中的filter-mapping的顺序就可以调整Filter的执行顺序，显然Filter的执行顺序是在程序运行阶段动态组合的。那么这种设计模式被称为责任链设计模式。
- 责任链设计模式的核心思想：在程序运行阶段，动态的组合程序的调用顺序。
二、Filter开发流程
开发步骤
Filter开发分为2步：
编写Java类实现Filter接口，并实现其doFilter方法。
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。
过滤器处理字符集范例：
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;
/**
* @description 过滤器Filter的工作原理
*/
public class FilterTest implements Filter {
public void destroy() {
System.out.println("----Filter销毁----");
}
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
// 对request、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("----调用service之前执行一段代码----");
filterChain.doFilter(request, response);
// 执行目标资源，放行
System.out.println("----调用service之后执行一段代码----");
}
public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {
System.out.println("----Filter初始化----");
}
}
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。
Spring框架下，过滤器的配置
如果项目中使用了Spring框架，那么，很多过滤器都不用自己来写了，Spring为我们写好了一些常用的过滤器。下面我们就以字符编码的过滤器CharacterEncodingFilter为例，来看一下Spring框架下，如果配置过滤器。
<filter>
<filter-name>encodingFilter</filter-name>
<filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>
<init-param>
<param-name>encoding</param-name>
<param-value>UTF-8</param-value>
</init-param>
<init-param>
<param-name>forceEncoding</param-name>
<param-value>true</param-value>
</init-param>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>encodingFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
接下来，我们看一下CharacterEncodingFilter这个过滤器的关键代码
package org.springframework.web.filter;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.util.ClassUtils;
public class CharacterEncodingFilter extends OncePerRequestFilter {
private static final boolean responseSetCharacterEncodingAvailable = ClassUtils.hasMethod(class$javax$servlet$http$HttpServletResponse, "setCharacterEncoding", new Class[]{String.class});
// 需要设置的编码方式，为了支持可配置，Spring把编码方式设置成了一个变量
private String encoding;
// 是否强制使用统一编码，也是为了支持可配置
private boolean forceEncoding;
// 构造器，在这里，Spring把forceEncoding的值默认设置成了false
public CharacterEncodingFilter() {
this.forceEncoding = false;
}
// encoding/forceEncoding的setter方法
public void setEncoding(String encoding) {
this.encoding = encoding;
}
public void setForceEncoding(boolean forceEncoding) {
this.forceEncoding = forceEncoding;
}
// Spring通过GenericFilterBean抽象类，对Filter接口进行了整合，
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
if ((this.encoding != null) && (((this.forceEncoding) || (request.getCharacterEncoding() == null)))) {
request.setCharacterEncoding(this.encoding);
if ((this.forceEncoding) && (responseSetCharacterEncodingAvailable)) {
response.setCharacterEncoding(this.encoding);
}
}
filterChain.doFilter(request, response);
}
}
GenericFilterBean类
项目中使用过的一个过滤器：InvilidCharacterFilter（防止脚本攻击的过滤器）。
GenericFilterBean类：
public abstract class GenericFilterBean implements Filter, BeanNameAware, ServletContextAware, InitializingBean, DisposableBean
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.RequestDispatcher;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.Apache.commons.lang.StringUtils;
import org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter;
/** InvalidCharacterFilter：过滤request请求中的非法字符，防止脚本攻击* InvalidCharacterFilter继承了Spring框架的CharacterEncodingFilter过滤器，当然，我们也可以自己实现这样一个过滤器*/
public class InvalidCharacterFilter extends CharacterEncodingFilter{
// 需要过滤的非法字符
private static String[] invalidCharacter = new String[]{
"script","select","insert","document","window","function",
"delete","update","prompt","alert","create","alter","drop",
"iframe","link","where","replace","function","onabort",
"onactivate","onafterprint","onafterupdate","onbeforeactivate",
"onbeforecopy","onbeforecut","onbeforedeactivateonfocus",
"onkeydown","onkeypress","onkeyup","","expression",
"applet","layer","ilayeditfocus","onbeforepaste","onbeforeprint",
"onbeforeunload","onbeforeupdate","onblur","onbounce",
"oncellchange","oncontextmenu","oncontrolselect","oncopy",
"oncut","ondataavailable","ondatasetchanged","ondatasetcomplete",
"ondeactivate","ondrag","ondrop","","onfilterchange",
"onfinish","onhelp","onlayoutcomplete","onlosecapture","onmouse",
"ote","onpropertychange","onreadystatechange","onreset","onresize",
"onresizeend","onresizestart","onrow","onscroll","onselect",
"onstaronsubmit","onunload","IMgsrc","infarction"};
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)throws ServletException, IOException{
String parameterName = null;String parameterValue = null;
// 获取请求的参数
@SuppressWarnings("unchecked")
Enumeration<String> allParameter = request.getParameterNames();
while(allParameter.hasMoreElements()){
parameterName = allParameter.nextElement();
parameterValue = request.getParameter(parameterName);
if(null != parameterValue){
for(String str : invalidCharacter){
if (StringUtils.containsIgnoreCase(parameterValue, str)){
request.setAttribute("errorMessage", "非法字符：" + str);
RequestDispatcher requestDispatcher = request.getRequestDispatcher("/error.jsp");
requestDispatcher.forward(request, response);return;
}
}
}
}
super.doFilterInternal(request, response, filterChain);
}
}
接下来需要在web.xml中进行配置：
<filter>
<filter-name>InvalidCharacterFilter</filter-name>
<filter-class>com.test.filter.InvalidCharacterFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
<filter-name>InvalidCharacterFilter</filter-name>
<url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>
三、Filter的生命周期
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。
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。
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。
示例：利用FilterConfig得到filter配置信息
import java.io.IOException;
import java.util.Enumeration;
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 FilterTest implements Filter {
/* 过滤器初始化* @see javax.servlet.Filter#init(javax.servlet.FilterConfig)*/
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
System.out.println("----过滤器初始化----");
//得到过滤器的名字
String filterName = filterConfig.getFilterName();
//得到在web.xml文件中配置的初始化参数
String initParam1 = filterConfig.getInitParameter("name");
String initParam2 = filterConfig.getInitParameter("like");
//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();
System.out.println(filterName);
System.out.println(initParam1);
System.out.println(initParam2);
while (initParameterNames.hasMoreElements()) {
String paramName = (String) initParameterNames.nextElement();
System.out.println(paramName);
}
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
System.out.println("FilterDemo02执行前！！！");
chain.doFilter(request, response);
//让目标资源执行，放行
System.out.println("FilterDemo02执行后！！！");
}
@Override
public void destroy() {
System.out.println("----过滤器销毁----");
}
}
总结
过滤器一般用于登录权限验证、资源访问权限控制、敏感词汇过滤、字符编码转换等等操作，便于代码重用，不必每个servlet中还要进行相应的操作。
