Andy Back-end Dev Engineer

JavaWeb-过滤器

2018-09-03
JavaWeb
 

过滤器

Filter是Servlet规范的三大组件之一。顾名思义，就是过滤。可以在请求到达目标资源 之前先对请求进行拦截过滤，即对请求进行一些处理；也可以在响应到达客户端之前先对响应进行拦截过滤，即对响应进行一些处理。 过滤器

Filter生命周期

Filter的生命周期与Servlet的生命周期类似，其主要生命周期阶段有四个：Filter对象的创建、Filter 对象的初始化、Filter执行doFilter()方法，及最终 Filter对象被销毁。Filter的整个生命周期过程的执行，均由 Web服务器负责管理。即 Filter 从创建到销毁的整个过程中方法的调用，都是由 Web 服务器负责调用执行，程序员无法控制其执行流程。 Filter lifecycle

Filter的特征

  • Filter是单例多线程的。
  • Filter是在应用被加载时创建并初始化，这与 Servlet不同的地方。Servlet是在该Servlet被第一次访问时创建。Filter与Servlet的共同点是,其无参构造器与 init()方法只会执行一次。
  • 用户每提交一次该Filter可以过滤的请求，服务器就会执行一次doFilter()方法，即doFilter()方法是可以被多次执行的。
  • 当应用被停止时执行destroy()方法，Filter被销毁，即 destroy()方法只会执行一次。
  • 由于Filter是单例多线程的，所以为了保证线程安全性，一般情况下是不为Filter类定义可修改的成员变量的。因为每个线程均可修改这个成员变量，会出现线程安全问题。

FilterConfig

与 ServletConfig类似，FilterConfig指的是当前 Filter在web.xml中的配置信息。同样是一个Filter对象一个FilterConfig对象，多个Filter对象会有多个FilterConfig 对象。 在Web容器调用init()方法时，Web容器首先会将 web.xml中当前Filter类的配置信息封装为一个FilterConfig对象。Web容器会将这个对象传递给init()方法中的FilterConfig参数。也就是说，我们要获取FilterConfig对象，就需要像 Servlet获取ServletConfig一样，在Filter类中声明一个FilterConfig成员变量，并在init()方法中赋值。

Filter的执行过程

Filter的执行过程 Filter的执行过程2

Servlet的执行原理分析：

两个Map:Web容器存在两个Map，他们的key都是url-pattern的值，第一个map的value为Servlet对象的引用，第二个map的value为<servlet-class>的值。 执行过程： 当Servlet请求到达Servlet容器时，先对请求进行解析，解析出的URI作为比较对象，从第一个map中查找是否有相同的key，如果有，则读取value，执行该servlet的service()方法。 如果在第一个map中没找到，则在第二个map中找，读取到<servlet-class>的值，然后利用反射机制创建servlet实例，并将该实例的引用放入第一个map中，然后执行service()方法。 若第二个map中也没找到则404.

Filter的执行原理分析：

一个Map

像存放Servlet信息的两个Map一样，在服务器中同样存在用于存放Filter相关信息的Map。只不过Map只有一个，而非两个。这个Map的key是Filter的<url-pattern/>。当然，若Filter没有设置<url-pattern/>而是使用了<servlet-name/>，则会将指的Servlet的<url-pattern/>值放到Map中作为key。Map的value为该Filter的引用.在应用被启动时，服务器会自动将所有的Filter实例创建，并将它们的引用放入到相应Map的value中。

一个数组

在服务器中，对于每一个请求，还存在着一个数组，用于存放满足当前请求的所有Filter及最终的目标资源。 当请求到达服务器后，服务器会解析出URI，然后会先从Filter的Map中查找所有与该请求匹配的Filter，每找到一个就将其引用存放到数组中，后继承查找。直到将所有匹配的Filter全部找到并添加到数组中。这个数组就是对于当前请求所要进行处理的一个“链”，包含多个Filter。服务器将按照这个“链”的顺序对请求进行依次过滤处理。 注意，我们发现对于Filter的Map的查询过程与对于Servlet的Map的查询过程是不同的。对于Servlet的Map的查询过程是，只要找到一个匹配的key，则将不再向后查找。而对于Filter的Map的查找，则是遍历所有key，将所有匹配的元素都查找出来。

ApplicationFilterChain部分源码解读

public final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
    public static final int INCREMENT = 10;
    /**
     * Filters.
     */
    private ApplicationFilterConfig[] filters = new ApplicationFilterConfig[0];
    
    /**
     * The int which is used to maintain the current position
     * in the filter chain.
     */
    private int pos = 0;
    
    /**
     * The int which gives the current number of filters in the chain.
     */
    private int n = 0;
    
    /**
     * The servlet instance to be executed by this chain.
     */
    private Servlet servlet = null;
    
    void addFilter(ApplicationFilterConfig filterConfig) {

        // Prevent the same filter being added multiple times
        for(ApplicationFilterConfig filter:filters)
            if(filter==filterConfig)
                return;

        if (n == filters.length) {
            ApplicationFilterConfig[] newFilters =
                new ApplicationFilterConfig[n + INCREMENT];
            System.arraycopy(filters, 0, newFilters, 0, n);
            filters = newFilters;
        }
        filters[n++] = filterConfig;

    }
    
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response)
        throws IOException, ServletException {
        ...
    }
}

装饰者设计模式

Decorator Pattern，能够在不修改目标类也不继承的情况下，动态地扩展一个类的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰者来达到增强目标类的目的的。

两个要求：

  • 装饰者类与目标类要实现相同的接口，或继承自相同的抽象类。
  • 装饰者类中要有目标类的引用作为成员变量，而具体的赋值一般通过带参构造器完成。 这两个要求的目的是，在装饰者类中的方法可以调用目标类的方法，以增强这个方法。而增强的这个方法是通过重写的方式进行的增强，所以要求实现相同的接口或继承相同的抽象类。

具体步骤：

  1. 定义业务接口 ISomeService 
    // 业务逻辑接口
public interface ISomeService {
 // 目标方法
 String doSome();
}
  2. 定义目标类 SomeServiceImpl 
    // 目标类
public class SomeServiceImpl implements ISomeService{

 @Override
 public String doSome() {
     return "minmin";
 }
}
  3. 定义装饰者基类 SomeServiceWrapper 
    // 装饰者基类
// 要求1： 装饰者要与目标类实现相同的接口或继承相同的类
// 要求2： 装饰者要有目标类的引用
// 要求3： 要有无参构造器
// 要求4： 不对目标方法进行重写
public class SomeServiecWrapper implements ISomeService{
 // 目标对象
 private ISomeService target;
	
 public SomeServiecWrapper() {
     super();
 }

 // 通过带参构造器传入目标对象
 public SomeServiecWrapper(ISomeService target) {
     this.target = target;
 }
	
 @Override
 public String doSome() {
     // 仅调用目标类的方法
     return target.doSome();
 }
}
  4. 定义去空格装饰者类 TrimDecorator 
    public class TrimDecorator extends SomeServiecWrapper{

 public TrimDecorator() {
     super();
 }

 public TrimDecorator(ISomeService target) {
     super(target);
 }

 @Override
 public String doSome() {
     return super.doSome().trim();
 }
}
  5. 定义小写变大写装饰者类ToUpperCaseDecorator 
    public class UpperCaseDecorator extends SomeServiecWrapper{
	
 public UpperCaseDecorator() {
     super();
 }

 public UpperCaseDecorator(ISomeService target) {
     super(target);
 }

 @Override
 public String doSome() {
     return super.doSome().toUpperCase();
 }
}
  6. 定义测试类MyTest 
    public class MyTest {
 public static void main(String[] args) {
     // 创建目标对象
     ISomeService target = new SomeServiceImpl();
		
     // 创建装饰者
     ISomeService service = new TrimDecorator(target);
		
     // 创建装饰者2,形成装饰着琏
     ISomeService service2 = new UpperCaseDecorator(service);
		
     // 使用装饰者的业务方法
     String result = service2.doSome();
     System.out.println("result: " + result);
 }
}

    装饰者设计模式与静态代理设计模式的对比

    相同点

  7. 装饰者类与目标类要求实现同一接口；静态代理类与目标类要求也实现同一接口。
  8. 装饰者类与静态代理类都可以实现增强目标类的功能。
  9. 装饰者类与静态代理类中都具有目标类的引用，目的都是为了在其中调用目标类的方法。

不同点

  1. 装饰者设计模式就是为了增强目标类；静态代理设计模式是为了保护和隐藏目标对象，让客户类只能访问代理对象，而不能直接访问目标对象。
  2. 装饰者类中的目标类的引用是通过带参构造器传入的；静态代理类中的目标类的引用，一般都是在代理类中直接创建的，目的就是为了隐藏目标对象。
  3. 装饰者基类一般不对目标对象进行增强，而是由不同的具体装饰者进行增强的，且这些具体的装饰者可以形成增强链，对目标对象进行连续增强。静态代理类会直接对目标对象进行增强，需要哪些增强的功能，一次性在静态代理类中完成，没有增强链的概念。

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