Spring Boot Filter過濾器

Spring Boot是當前非常流行的Java Web開發框架，它提供了一個非常方便的方式來創建和運行Web應用程序。相比於傳統的Java EE應用程序，它更加簡單易用、依賴性更少，而且能夠快速啟動和部署。

一、Filter過濾器的作用

Web應用程序中的過濾器用於對請求和響應進行處理。Filter是Java Servlet規範中的一個接口，它允許開發人員在Web應用程序的請求和響應周期中插入一些邏輯操作。Filter是在請求到達Servlet之前處理請求，響應返回到客戶端之前處理響應。在Spring Boot應用程序中，使用Filter可以實現很多功能，比如：

• 驗證HTTP請求
• 記錄請求日誌
• 處理跨域請求
• 添加HTTP頭信息
• 加密URL參數

Spring Boot使用Filter的方式與傳統的Java EE應用程序非常相似，只需實現javax.servlet.Filter接口就可以。在實現Filter接口的過程中，有三個方法需要實現：

public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException; // 初始化方法
public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws IOException, ServletException; // 處理過濾器鏈中的請求方法
public void destroy(); // 銷毀方法

二、Filter在Spring Boot中的配置

在Spring Boot中，配置Filter有兩種方式：

1. 使用註解@Configuration配置

在Spring Boot應用程序的啟動類中，使用註解@Configuration配置Filter。這種方式通常用於Filter的邏輯較簡單，只需要針對特定URL進行過濾的情況。

@Configuration
public class FilterConfig {

    @Bean
    public FilterRegistrationBean myFilter() {
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
        registration.setFilter(new MyFilter());
        registration.addUrlPatterns("/api/*");
        return registration;
    }
}

在上面的代碼中，將MyFilter過濾器註冊到應用程序中，並設置了要過濾的URL模式。

2. 使用FilterRegistrationBean進行配置

如果Filter的邏輯較為複雜，需要進行一些額外的配置或需要在Filter處理整個請求生命周期之前執行其他預處理操作，則可以使用FilterRegistrationBean進行配置。

@Configuration
public class FilterConfig {

    @Bean
    public FilterRegistrationBean myFilter() {
        FilterRegistrationBean registration = new FilterRegistrationBean();
        registration.setFilter(new MyFilter());
        registration.addUrlPatterns("/api/*");
        registration.setOrder(Ordered.LOWEST_PRECEDENCE);
        return registration;
    }
}

在上面的代碼中，設置了MyFilter過濾器需要過濾的URL模式，並設置了Filter在Filter鏈中的優先級。

三、Filter的執行順序

在應用程序中使用多個Filter時，需要注意Filter的執行順序。Spring Boot的Filter處理順序遵循Filter的Order接口規範，Order值越小的Filter先執行，Order值越大的Filter後執行。

在FilterRegistrationBean中，可以使用setOrder方法設置Filter的執行順序。如果不設置，默認的執行順序為Integer.MAX_VALUE。如果多個Filter的Order值相同，則按照Filter在Web應用程序中的註冊順序執行。

四、Filter的使用場景

Filter的使用場景非常廣泛，可以用於處理請求頭、請求參數、響應體等，在開發Web應用程序中非常實用。以下是幾個使用Filter的場景：

1. 日誌記錄

Web應用程序中的日誌記錄是非常重要的，可以幫助開發人員快速診斷和解決問題。使用Filter記錄請求和響應的詳細信息，可以幫助開發人員快速定位問題，並提高Web應用程序的安全性。

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
        throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;

    // 記錄請求信息
    log.info(String.format("Request - %s %s", req.getMethod(), req.getRequestURI()));

    // 轉發請求
    chain.doFilter(request, response);

    // 記錄響應信息
    log.info(String.format("Response - %s", res.getStatus()));
}

在上面的代碼中，實現了一個簡單的日誌記錄Filter。通過Filter記錄請求和響應的相關信息，可以更好地監控應用程序的運行狀態。

2. 身份驗證

在Web應用程序中，身份驗證是一項非常重要的安全功能。使用Filter可以在請求到達Controller之前進行身份驗證，以確保只有經過身份驗證的用戶才能訪問受保護的資源。

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
        throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;

    // 檢查用戶是否已經登錄
    HttpSession session = req.getSession(false);
    boolean isLoggedIn = (session != null && session.getAttribute("user") != null);

    if (isLoggedIn) {
        // 用戶已經登錄，繼續執行請求
        chain.doFilter(request, response);
    } else {
        // 用戶未登錄，跳轉到登錄頁面
        res.sendRedirect("/login");
    }
}

在上面的代碼中，實現了一個簡單的身份驗證Filter。通過檢查用戶是否已經登錄，可以在確保用戶身份安全的情況下，防止未經授權的訪問。

3. XSS防護

在Web應用程序中，XSS攻擊是一種非常常見的攻擊方式。使用Filter可以在請求到達Controller之前進行請求參數的過濾，以確保應用程序的安全性。

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
        throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse res = (HttpServletResponse) response;

    // 過濾請求參數中的特殊字符
    Map parameterMap = req.getParameterMap();
    for (Map.Entry entry : parameterMap.entrySet()) {
        String[] values = entry.getValue();
        for (int i = 0; i < values.length; i++) {
            values[i] = HtmlUtils.htmlEscape(values[i]);
        }
    }

    // 繼續執行請求
    chain.doFilter(request, response);
}

在上面的代碼中，實現了一個簡單的XSS攻擊過濾器。通過使用HtmlUtils.htmlEscape過濾請求參數，可以防止應用程序受到XSS攻擊。

五、總結

Filter在Web應用程序中使用非常廣泛，它能夠在請求到達Controller之前或者響應返回客戶端之前對請求和響應進行處理，並能夠實現很多功能。在Spring Boot框架中，使用Filter非常簡單，只需實現javax.servlet.Filter接口，然後在應用程序的啟動類中進行配置即可。