Introduction of filter in servlet

官方给出的Filter的定义是在请求一个资源或者从一个资源返回信息的时候执行过滤操作的插件。我们使用过滤起最多的场景估计就是在请求和返回时候的字符集转换，或者权限控制，比如一个用户没有登录不能请求某些资源。下面看一下Filter的集中类型：

Authentication Filters
Logging and Auditing Filters
Image conversion Filters
Data compression Filters
Encryption Filters
Tokenizing Filters
Filters that trigger resource access events
XSL/T filters
Mime-type chain Filter

Filters是在web.xml中配置的插件，Servlets和Filters相互没有依赖，如果通过编辑web.xml来添加和删除过滤器。

　实现过滤器非常简单，只需要实现javax.servlet.Filter接口，就可以实现一个过滤器，Filter接口定义的方法如下：

void init(FilterConfig filterConfig))--在filter被加载到service中的时候被container调用，Servlet container实例化完filter以后立即调用Filter的init方法，init方法中的工作必须在执行过滤过滤任务之前正确的完成。

　　　在以下情况下web container不能把filter加载到service中：

- 抛出ServletException异常。
- 在container定义的时间内没有返回。
void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)--Filter中的doFilter方法在每次request/response时候会被container调用，能够传递到doFilter中的request或者response可以传递到Filter环中的下一个环节。此时的Filter在设计模式中被称作责任链模式结构，这里面抽象处理者的角色就是javax.servlet.Filter这个接口，注册的所有Filter是具体的处理者，在doFilter方法中实现具体处理逻辑，在这里面责任链是一条直线，构成这条直线的就是所有注册的Filter。
destroy--当filter从service中移除的时候，container调用destroy方法，通过调用这个方法，释放Filter所占有的系统资源。

如何在web.xml中配置Filter

1 <filter>
2     <display-name>EcodingFilter</display-name>
3     <filter-name>EcodingFilter</filter-name>
4     <filter-class>org.nb.filter.EnCodeFilter</filter-class>
5     <init-param>
6         <param-name>EncodeCoding</param-name>
7         <param-value>UTF-8</param-value>
8     </init-param>
9 </filter>

我们可以使用如下方法来给Filter匹配指定的servlet 资源或者url-pattern：

1 <filter-mapping>
2     <filter-name>EcodingFilter</filter-name>
3     <servlet-name>*</servlet-name>
4     <url-pattern>*</url-pattern>
5 </filter-mapping>

在这里需要注意的是，在给servlet注册filter环，container首先处理的是url-patterns，然后才处理servlet-names,所以如果要对filter的执行顺序有要求，那么在此需要注意。下面我们创建一个web工程，来实践一下Filter:

web.xml内容：

 1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 2 <web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 3     xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
 4     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
 5     version="3.0">
 6     <display-name>FilterTest</display-name>
 7     <welcome-file-list>
 8         <welcome-file>index.html</welcome-file>
 9     </welcome-file-list>
10     <filter>
11         <display-name>EcodingFilter</display-name>
12         <filter-name>EcodingFilter</filter-name>
13         <filter-class>org.nb.filter.EnCodeFilter</filter-class>
14         <init-param>
15             <param-name>EncodeCoding</param-name>
16             <param-value>UTF-8</param-value>
17         </init-param>
18     </filter>
19     <filter-mapping>
20         <filter-name>EcodingFilter</filter-name>
21         <servlet-name>hello</servlet-name>
22         <url-pattern>*</url-pattern>
23     </filter-mapping>
24     <servlet>
25         <servlet-name>hello</servlet-name>
26         <servlet-class></servlet-class>
27     </servlet>
28     <servlet-mapping>
29         <servlet-name>hello</servlet-name>
30         <url-pattern>/*</url-pattern>
31     </servlet-mapping>
32 </web-app>

HelloServlet.java内容：

 1 package org.nb.action;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.io.PrintWriter;
 5 
 6 import javax.servlet.ServletException;
 7 import javax.servlet.annotation.WebServlet;
 8 import javax.servlet.http.HttpServlet;
 9 import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
10 import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
11 
12 @WebServlet("/helloServlet")
13 public class HelloServlet extends HttpServlet {
14     private static final long serialVersionUID = 1L;
15 
16     protected void doPost(HttpServletRequest request,
17             HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
18         PrintWriter out = response.getWriter();
19         out.println("<font color=red>Hello.</font>");
20     }
21 }

EnCodeFilter.xm内容：

 1 package org.nb.filter;
 2 
 3 import java.io.IOException;
 4 import java.util.Enumeration;
 5 import java.util.HashMap;
 6 import java.util.Map;
 7 
 8 import javax.servlet.Filter;
 9 import javax.servlet.FilterChain;
10 import javax.servlet.FilterConfig;
11 import javax.servlet.ServletException;
12 import javax.servlet.ServletRequest;
13 import javax.servlet.ServletResponse;
14 
15 public class EnCodeFilter implements Filter {
16 
17     Map<String, String> params = new HashMap<String, String>();
18 
19     @Override
20     public void destroy() {
21         System.out.println("EncodeFilter destroy");
22     }
23 
24     @Override
25     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
26             FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
27         String encodeCoding = params.get("EncodeCoding");
28         request.setCharacterEncoding(encodeCoding);
29         response.setCharacterEncoding(encodeCoding);
30         chain.doFilter(request, response);
31         System.out.println("EncodeFilter doFilter");
32     }
33 
34     @Override
35     public void init(FilterConfig cfg) throws ServletException {
36         Enumeration<String> names = cfg.getInitParameterNames();
37         while (names.hasMoreElements()) {
38             String name = names.nextElement();
39             params.put(name, cfg.getInitParameter(name));
40         }
41         System.out.println("EncodeFilter init");
42     }
43 
44 }

在tomcat启动的时候Console输出的内容：

三月 24, 2014 5:56:12 下午 org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener init
信息: The APR based Apache Tomcat Native library which allows optimal performance in production environments was not found on the java.library.path: E:Program FilesJavajre7in;C:WindowsSunJavain;C:Windowssystem32;C:Windows;C:Program Files (x86)M1 Licensing;C:Program FilesBroadcomBroadcom 802.11 Network AdapterDriver;C:Program Files (x86)NVIDIA CorporationPhysXCommon;C:PROGRAM FILES (X86)INTELICLS CLIENT;C:PROGRAM FILESINTELICLS CLIENT;C:WindowsSYSTEM32;C:Windows;C:WindowsSYSTEM32WBEM;C:WindowsSYSTEM32WINDOWSPOWERSHELLV1.0;C:PROGRAM FILES (X86)INTELOPENCL SDK2.0BINX86;C:PROGRAM FILES (X86)INTELOPENCL SDK2.0BINX64;C:PROGRAM FILESINTELINTEL(R) MANAGEMENT ENGINE COMPONENTSDAL;C:PROGRAM FILESINTELINTEL(R) MANAGEMENT ENGINE COMPONENTSIPT;C:PROGRAM FILES (X86)INTELINTEL(R) MANAGEMENT ENGINE COMPONENTSDAL;C:PROGRAM FILES (X86)INTELINTEL(R) MANAGEMENT ENGINE COMPONENTSIPT;C:PROGRAM FILES (X86)LENOVOACCESS CONNECTIONS;C:Program FilesWIDCOMMBluetooth Software;C:Program FilesWIDCOMMBluetooth Softwaresyswow64;C:Program Files (x86)IntelOpenCL SDK3.0inx86;C:Program Files (x86)IntelOpenCL SDK3.0inx64;E:Ruby200in;E:Program FilesTortoiseSVNin;E:Program FilesMySQLMySQL Utilities 1.3.4;C:Program FilesMicrosoftWeb Platform Installer;C:Program Files (x86)Microsoft ASP.NETASP.NET Web Pagesv1.0;C:Program Files (x86)Windows Kits8.0Windows Performance Toolkit;C:Program FilesMicrosoft SQL Server110ToolsBinn;E:Program FilesJavajdk1.7.0_40in;C:Program Files (x86)Microsoft SQL Server100ToolsBinn;C:Program FilesMicrosoft SQL Server100ToolsBinn;C:Program FilesMicrosoft SQL Server100DTSBinn;F:instantclient;.;;.;;.
三月 24, 2014 5:56:12 下午 org.apache.tomcat.util.digester.SetPropertiesRule begin
警告: [SetPropertiesRule]{Server/Service/Engine/Host/Context} Setting property 'source' to 'org.eclipse.jst.jee.server:FilterTest' did not find a matching property.
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler init
信息: Initializing ProtocolHandler ["http-bio-8080"]
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler init
信息: Initializing ProtocolHandler ["ajp-bio-8009"]
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.startup.Catalina load
信息: Initialization processed in 1031 ms
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.core.StandardService startInternal
信息: Starting service Catalina
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.core.StandardEngine startInternal
信息: Starting Servlet Engine: Apache Tomcat/7.0.8
EncodeFilter init
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory docs
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory examples
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: ContextListener: contextInitialized()
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: SessionListener: contextInitialized()
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory host-manager
三月 24, 2014 5:56:13 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory manager
三月 24, 2014 5:56:14 下午 org.apache.catalina.startup.HostConfig deployDirectory
信息: Deploying web application directory ROOT
三月 24, 2014 5:56:14 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler start
信息: Starting ProtocolHandler ["http-bio-8080"]
三月 24, 2014 5:56:14 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler start
信息: Starting ProtocolHandler ["ajp-bio-8009"]
三月 24, 2014 5:56:14 下午 org.apache.catalina.startup.Catalina start
信息: Server startup in 978 ms

其中有filter，init方法的输出，下面创建一个index.html文件，内容如下：

 1 <!DOCTYPE html>
 2 <html>
 3 <head>
 4 <meta charset="UTF-8">
 5 <title>Insert title here</title>
 6 </head>
 7 <body>
 8     <form action="http://localhost:8080/FilterTest/helloServlet" method="post">
 9         <input type="submit" value="Login">
10     </form>
11 </body>
12 </html>

点击index.html页面的按钮，

此时Console输出内容：

1 EncodeFilter doFilter

每次请求都会有这样一条输出。

关闭tomcat的时候，注意观察Console输出的内容：

三月 24, 2014 6:08:33 下午 org.apache.catalina.core.StandardServer await
信息: A valid shutdown command was received via the shutdown port. Stopping the Server instance.
三月 24, 2014 6:08:33 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler pause
信息: Pausing ProtocolHandler ["http-bio-8080"]
三月 24, 2014 6:08:34 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler pause
信息: Pausing ProtocolHandler ["ajp-bio-8009"]
三月 24, 2014 6:08:35 下午 org.apache.catalina.core.StandardService stopInternal
信息: Stopping service Catalina
EncodeFilter destroy
三月 24, 2014 6:08:36 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: SessionListener: contextDestroyed()
三月 24, 2014 6:08:36 下午 org.apache.catalina.core.ApplicationContext log
信息: ContextListener: contextDestroyed()
三月 24, 2014 6:08:37 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler stop
信息: Stopping ProtocolHandler ["http-bio-8080"]
三月 24, 2014 6:08:37 下午 org.apache.coyote.AbstractProtocolHandler stop
信息: Stopping ProtocolHandler ["ajp-bio-8009"]

此时Fileter的Destroy方法被调用。Filter的生命周期结束。这篇文章中包含一些信息，如Server,Service,Container等，可能有些人跟我一样开始的时候对此很不了解，如果这样大家可以查一下Tomcat等web容器的工作原理，如果有什么地方我说的不清楚，或者有错误，那么请提醒我，谢谢。

参考：http://www.journaldev.com/1933/java-servlet-filter-example-tutorial