servlet2.3规范之六——过滤

第6章 过滤

filter（过滤器）是Java servlet 2.3版API的新增特性。filter允许请求资源和资源的响应的载荷和header信息可以快速转换。

 

本章描述了这些新的servlet API类和方法，它们提供了一个轻量级框架来过滤激活的静态内容。描述了在web应用中如何配置filter，以及实现的约定和语义。

 

Servlet filter的API文档参见本文的API定义章节。filter的配置语法由第13章的DTD（document type definition）指定。读者在阅读本章时应该参考这些资源。

 

6.1 filter是什么？

filter是一段可重用的代码，可以转换HTTP请求，响应的内容和header信息。filter通常不会象servlet那样创建一个response或者对请求作出响应，而只是修改对资源的请求或来自资源的响应。

 

filter可以对动态或者静态内容起作用。对本章而言，动态和静态内容统称为web资源。

 

在下列函数类型之中，filter编写人员可利用的有

 

• 在请求函数调用之前访问资源。

• 在函数调用之前对资源请求的处理。

• 通过包装自定义的request对象中的请求对请求header和数据的修改。

• 通过提供自定义的response对象对response header和response数据的修改。

• 在函数调用之后拦截资源的调用。

• 0个，1个或多个filter以指定顺序对一个servlet，一组servlet或静态内容的动作。

 

6.1.1 过滤组件示例

• 认证filter

• 日志与审核filter

• 图片转换filter

• 数据压缩filter

• 加密filter

• 令牌filter

• 触发资源访问事件的filter

• 转换XML内容的XSL/T filter

• MIME类型链filter

• 缓存filter

 

6.2 主要概念

本节主要描述过滤模型概念。

 

应用开发人员通过实现javax.servlet.Filter接口，并提供一个无参的公共构造函数来创建filter。该类和组成web应用的静态内容和servlet一起打包成WAR文件。部署描述符中使用filter元素声明filter。filter或者filter集合可以在部署描述符中定义filter-mapping元素来进行配置。通过servlet的逻辑名称将filter映射到一个特定servlet，或者通过映射一个URL patter的filter来映射到一组servlet和静态内容资源。

 

6.2.1 filter生命周期

在web应用发布之后，请求引起容器访问web资源之前，容器必须定位下面所说的web资源中应用到的filter列表。容器必须确保已经实例化了列表中的每个filter并调用它的init(FilterConfig config)方法。如不能正确执行，filter可以抛出异常。如果异常类型为UnavailableException，容器可以检查异常的isPermanent属性，并且可能选择在以后某个时间重试filter。

 

容器的每个虚拟机只为配置描述文件中的每个filter的声明实例化一个实例。容器提供filter config作为filter配置描述符的声明，web应用的ServletContext引用，以及一组初始化参数。

 

当容器接收到请求时，将取得列表中的第一个filter实例，并调用它的doFilter方法，传入ServletRequest，ServletResponse和将使用的FilterChain对象的引用。

 

filter doFilter方法的实现通常遵循以下范式或者其中的一部分

 

第1步：方法检查请求的header。

 

第2步：它可以使用ServletRequest或者HttpServletRequest的自定义实现来包装request对象，以便修改请求header或数据。

 

第3步：它可以使用ServletResponse或者HttpServletResponse的自定义实现来包装传入doFilter方法的response对象，以便修改响应header或数据。

 

第4步: filter可以调用filter链中的下一个实体。下一个实体可能是另一个filter，或者如果发起调用的filter是部署描述符中配置的链的最后一个filter，下一个实体则是目标web资源。下一个实体的调用受调用FilterChain对象的doFilter方法，传入的请求和响应，或者可能已创建好的包装版本的影响。

 

由容器提供的filter链的doFilter方法的实现，必须定位到filter链中的下一个实体，并调用它的doFilter方法，传递合适的request和response对象。

 

filter链可以通过不调用下一个实体，让filter负责填充response对象以阻塞请求。

 

第5步：在链中的下一个filter调用之后，filter可能检查响应header。

 

第6步：filter可能已经抛出了一个异常，表示处理中有错误。如果filter在doFilter处理中抛出UnavailableException异常，容器不可以试图继续沿着filter链处理。如果异常没有标记为永久，它可以选择稍后重试整个链。

 

当链中的最后一个filter调用后，下一个访问的实体为链末端的目标servlet或资源。

 

在filter实例可以从容器服务中删除之前，容器必须先调用filter的destroy方法，以使filter能够释放任何资源，并执行其他清除操作。

 

6.2.2 包装请求和响应

过滤的核心概念是包装request和response，以便能重载行为以执行过滤任务。在这种模式中，开发人员不仅能够重载request和response对象已有的方法，还可以为针对链上的某个filter或目标web资源特定的过滤任务提供新的API。比如，开发人员可能想使用更高级的输出对象（输出流和writer）来扩展response对象，比如允许DOM对象写回客户端的API。

 

要支持这种形式的filter，容器必须支持以下需求。当一个filter调用容器的filter链实现的doFilter方法时，容器必须确保它传递给filter链的下一个实体的request和response对象（如果它是链中的最后一个filter，传递给目标web资源）和调用filter传递给doFilter方法的对象相同。

 

当开发人员将包装好的request和response对象传递给requestDispatcher时也有同样需求；传递给servlet调用的request和response对象必须与此相同。

 

6.2.3 filter环境

使用部署描述符的init-params元素，可以将一组初始化参数和filter关联。这些参数的名称和值filter运行时可通过filter的FilterConfig对象的getInitParameter或者getInitParameterNames方法使用。并且，FilterConfig提供对web应用ServletContext的访问，比如加载资源，日志功能，以及ServletContext属性列表中状态的存储。

 

6.2.4 Web应用中filter的配置

部署描述符中使用filter元素定义filter。在这元素中，程序员声明

 

• filter-name：用来将filter映射到servlet或者URL

• filter-class：容器用来识别filter类型

• init-params：filter的初始化参数

 

指定工具实现的图标，文本描述和显示名称是可选的。容器必须为部署描述符中每一个filter声明实例化一个定义filter的Java类实例。因此，如果开发人员用相同的filter类进行两次filter声明，那么容器将对同样的filter类实例化两个。

这里是一个filter声明的示例：

 

<filter>

<filter-name>Image Filter</filter-name>

<filter-class>com.acme.ImageServlet</filter-class>

</filter>

 

一旦filter在部署描述符中声明，集成人员使用filter-mapping元素定义web应用中要应用filter的servlet和静态资源。filter可以使用servlet-name元素关联到一个servlet。比如，下列将Image Filter filter映射到ImageServlet servlet：

 

<filter-mapping>

<filter-name>Image Filter</filter-name>

<servlet-name>ImageServlet</servlet-name>

</filter-mapping>

 

使用url-pattern形式的filter映射，filter可以和一组servlet和静态内容关联：

 

<filter-mapping>

<filter-name>Logging Filter</filter-name>

<url-pattern>/*</url-pattern>

</filter-mapping>

 

这是一个应用到web应用所有servlet和静态内容页面的Logging Filter，因为每一个请求URI都匹配“/*” URL模式。

 

当使用url-pattern形式的filter-mapping元素时，容器必须确定url-pattern是否匹配使用第11章中定义的路径映射规则的请求URI。

 

在构建filter链中容器对于特定请求URI应用的顺序是

 

1. url-pattern匹配的filter映射遵从部署描述符中这些元素出现的顺序

2. servlet-name匹配的filter映射遵从部署描述符中这些元素出现的顺序

 

这需求意味着容器在接收传入的请求时：

 

• 根据11.2节的规则识别目标web资源。

• 如果存在以servlet名称匹配的filter，并且web资源含servlet-name，那么容器将按照配置描述符中声明的顺序构建filter链。链中最后一个filter是最后一个servlet-name匹配filter，将由它来调用目标web资源。

• 如果存在使用url-pattern匹配的filter，并且url-pattern根据11.2节的规则匹配请求URI，那么容器将按照配置描述符中声明的顺序构建url-pattern匹配的filter链。链中的最后一个filter，是调用url-pattern匹配链中第一个filter，如果没有的话调用目标资源的或者是并且该filter将调用第一个servlet-name匹配的filter,如没有则直接调用目的web资源的filter。

 

若想提高性能, 容器最好缓存filter链，以免每次请求都要重新计算。