Java过滤器详解

Java过滤器（Filter）是在J2EE标准中定义的一种API，它是Servlet API的扩展。过滤器可以改变HTTP请求的内容、头信息和HTTP响应的内容、头信息，同时可以过滤客户端请求，甚至可以阻止某些非法请求。过滤器通过实现javax.servlet.Filter接口并配置在web.xml文件中来使用。下面从多个方面分析Java过滤器的功能实现和应用。

一、过滤器的基本知识

Java过滤器的主要工作是在HTTP请求和响应之间处理HTTP请求，可以修改请求头、请求内容等，还可以对响应头和响应内容进行处理，甚至可以拦截一些非法请求。以下是过滤器的基本操作：

1、定义Filter类

定义Filter类需要实现javax.servlet.Filter接口，并实现其doFilter方法。doFilter方法是过滤器的主要方法，也是过滤器要实现的功能代码。接口中的另外两个方法init和destroy不是必需的，但可以在Filter对象已创建之后和被销毁之前分别被调用一次。


public class MyFilter implements Filter {
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { }
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
                         FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        // 处理过滤逻辑
        chain.doFilter(request, response);
    }
    public void destroy() { }
}

2、配置Filter

在web.xml文件中配置Filter，声明一个Filter，并为其指定Filter类名和URL映射，来使其工作起来。含有Filter的应用程序部署或启动时，容器会自动装载并初始化FilterChain和Filter组件。

如下是web.xml配置文件中配置Filter：


<filter>
    <filter-name>MyFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.MyFilter</filter-class>
</filter>

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

3、过滤顺序

过滤器的执行顺序是按照web.xml中声明的顺序遵循先进先出的原则，即先声明的Filter先被执行，最后声明的Filter最后执行。

二、过滤器的应用场景

Java过滤器可以应用在多个场景中，下面介绍几个常见的应用场景。

1、数据压缩

在处理大量数据时，需要考虑网络带宽占用的问题。数据压缩可以减小网络数据量，使得数据在网络上传输更为快捷。只需要实现doFilter()方法，在处理请求的同时，将请求的输出流（response）压缩发送给客户端即可。

2、编码转换

在处理不同国籍之间的请求时，可能会遇到编码不一致的问题。Java过滤器可以将请求转换为特定的编码形式，同时修改响应头信息的Content-Type属性。只需要在doFilter()方法中获取请求和响应对象，并设置编码即可。


public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
                         FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    request.setCharacterEncoding("UTF-8");
    response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
    chain.doFilter(request, response);
}

3、安全控制

Java过滤器可以用来控制应用程序资源的访问权限。例如，在进行用户登录处理时，可以验证用户的登录信息，并通过过滤器让客户端访问受限制的页面。

三、过滤器的优点

Java过滤器具有以下几个优点：

1、适用范围广

过滤器是在servlet之前执行的应用程序组件，可以应用在任何基于Servlet的Web组件中。

2、预处理和后处理

过滤器可以用来执行预处理和后处理。例如，在Java服务器页面（JSP）中执行一个过滤器，过滤器就可以用来截获用户请求并对它进行过滤和处理，或在页面请求完成后进行后续处理，以便向客户端呈现结果。

3、逻辑复用

过滤器的逻辑处理可以被多个Servlet重用，以减少代码量和提高代码的可重用性。

4、灵活性

通过简单的更新部署配置信息，可以为应用程序中添加、删除或修改过滤器，而无需修改应用程序代码。

四、过滤器的注意事项

使用Java过滤器时需要注意以下几点：

1、过滤器一般采用链（Chain）模式

过滤器的核心是一个FilterChain对象，该对象在一组Filter中依次调用，以完成一组操作序列。

2、过滤器一旦启用，则改变请求和响应的状态

对于需要修改请求或响应的过滤器，在一个过滤器链中的前面的过滤器可以改变请求或响应的状态，而在后面的过滤器也可以来改变请求或响应的状态。这就要求每个过滤器都应该遵循一个明确的约定来操作请求或响应的状态。

3、顺序和作用范围

过滤器链中的过滤器应该被正确排序，以确保过滤器链能够正确的处理请求。同时，过滤器应该只作用于有意义的范围内，以避免不必要的开销和意外的行为发生。

五、总结

Java过滤器作为Servlet API的扩展组件，可以增强应用程序的功能和性能。它可以用于许多方面，如数据压缩、编码转换、安全控制等。过滤器具有适用范围广、预处理和后处理、逻辑复用和灵活性等优点，同时也需要注意过滤器链的顺序和作用范围。

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