day26-過濾器Filter

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Filter過濾器 1.Filter過濾器說明 為什麼需要過濾器？ 先來看一個例子： 我們在登錄網站頁面時，需要先進行登錄驗證。 用戶訪問的正常的流程應該是： 用戶先通過登錄頁面進行驗證，然後才可以訪問各種頁面。 為了防止用戶繞過登錄驗證，我們需要在每個頁面進行驗證， 獲取session，驗證用戶是 ...


Filter過濾器

1.Filter過濾器說明

  • 為什麼需要過濾器？

    先來看一個例子：

    我們在登錄網站頁面時，需要先進行登錄驗證。

    用戶訪問的正常的流程應該是：

    1. 用戶先通過登錄頁面進行驗證，然後才可以訪問各種頁面。

    2. 為了防止用戶繞過登錄驗證，我們需要在每個頁面進行驗證， 獲取session，驗證用戶是否登錄過。

      image-20221127211237397

      但是上述的方法又會產生下麵的問題：

      1. 使用傳統方法，每個頁面都要進行登錄驗證
      2. 這將會造成代碼的冗餘，而且功能是重覆的，比較麻煩，維護起來也不方便

      這時候就需要filter過濾器，它可以統一進行驗證，比如許可權，身份的驗證，還可以進行日誌記錄，事務管理等...

  • 過濾器介紹

  1. Filter過濾器是JavaWeb的三大組件之一（Servlet程式，Listener監聽器，Filter過濾器）
  2. Filter過濾器是JavaEE規範，是介面
  3. Filter過濾器的作用是：攔截請求，過濾響應
  4. 應用場景：
    • 許可權檢查
    • 日誌操作
    • 事務管理

2.過濾器的基本原理

image-20221127214754209

上述整個過程如下：

  1. 瀏覽器請求某個資源，Tomcat接收請求後，先判斷是否需要使用過濾器。
  2. 在web.xml文件中配置過濾器，並指定過濾器的url-pattern（規則），tomcat會根據你指定的規則來決定是否需要使用過濾器。
  3. 如果需要，就使用過濾器，過濾器會根據你寫的業務需要來進行驗證。如果驗證成功，就可以繼續訪問；如果驗證失敗，就返回業務指定的地方。
  4. 如果不需要過濾器，就直接訪問/返回資源。

3.過濾器快速入門

需求：在web工程下，有後臺管理目錄manage，要求該目錄下所有資源（html，圖片，jsp，servlet）等資源需要用戶登錄後才能訪問。

3.1思路分析

image-20221128164826911

上述流程如下：

  1. 用戶訪問login.jsp頁面填寫數據，login.jsp將數據發送到loginCheckServlet驗證。
  2. 如果驗證成功，servlet創建用戶瀏覽器關聯的session並保存。
  3. servlet轉發到過濾器，驗證還是不是真的登錄過(有無session)
    • 如果驗證成功，就可以訪問資源
    • 如果驗證失敗，就直接返回登錄頁面
  4. 如果用戶直接訪問資源，會先通過過濾器進行驗證。
    • 如果沒有登陸過，就打回登錄頁面，不允許未經登錄就直接訪問資源
    • 如果登錄過，可以直接訪問資源

3.2-1代碼實現

  1. 首先創建項目，添加web支持，添加需要的jar包

    image-20221128165853747

  2. 完成模塊的整體流程

    先完成一個正確完整的流程，再加入其它的功能，完善功能。

    總地來說就是先把框架搭建起來，再完善細節。

    2.1 先完整一個正確的流程-看到一個效果->後面代碼就可以驗證

    2.2 加入其它功能

    2.3 完善功能

  3. 配置Tomcat

login.jsp：

<%--
  Created by IntelliJ IDEA.
  User: li
  Date: 2022/11/28
  Time: 17:03
  Version: 1.0
--%>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>管理後臺頁面登錄</title>
</head>
<body>
<h1>管理後臺頁面登錄</h1>
<form action="<%=request.getContextPath()%>/loginCheckServlet" method="post">
    u: <input type="text" name="username"/><br/><br/>
    p: <input type="password" name="password"/><br/><br/>
    <input type="submit" value="用戶登錄"/>
</form>
</body>
</html>

LoginCheckServlet：

package com.servlet;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.io.IOException;

public class LoginCheckServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doPost(request, response);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        //獲取到用戶名和密碼（這裡應到資料庫獲取）
        // 這裡假設密碼是123456就可以通過
        String username = request.getParameter("username");
        String password = request.getParameter("password");

        if ("123456".equals(password)) {
            //合法，將用戶名加入session
            request.getSession().setAttribute("username", username);
            //請求轉發到admin.jsp
            //根據過濾器原理：請求轉發的鏈接路徑是不會被過濾器攔截的,而重定向會被過濾器攔截
            request.getRequestDispatcher("/manage/admin.jsp").forward(request, response);
        } else {
            //非法
            //返回登錄頁面
            request.getRequestDispatcher("/login.jsp").forward(request, response);
        }
    }
}

admin.jsp：

<%--
  Created by IntelliJ IDEA.
  User: li
  Date: 2022/11/28
  Time: 17:05
  Version: 1.0
--%>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
    <title>admin</title>
    <%--指定瀏覽器解析的目錄--%>
    <base href="<%=request.getContextPath()%>/manage/">
</head>
<body>
<h1>後臺管理</h1>
<a href="#">用戶列表</a>||<a href="#">添加用戶</a>||<a href="#">刪除用戶</a>
<hr>
<%--該圖片放在manage目錄下--%>
<img src="myphoto.png" height="300"/>
</body>
</html>

ManageFilter：

package com.filter;

import javax.servlet.*;
import java.io.IOException;

public class ManageFilter implements Filter {

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        //當Tomcat創建filter後，會調用該方法，進行初始化
        System.out.println("ManageFilter init方法被調用...");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        //當每次調用該filter時，doFilter方法就會被調用
        System.out.println("ManageFilter doFilter被調用...");
    }

    @Override
    public void destroy() {
        //當filter對像被銷毀時，就會調用該方法
        System.out.println("ManageFilter destroy被調用...");
    }
}

在web.xml配置Filter和Servlet：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
    <!--filter一般寫在其他servlet的前面-->
    <!--
        1.filter的配置和servlet非常相似，filter也是被Tomcat管理和維護的
           （它的創建和銷毀也是tomcat來處理的）
        2.<url-pattern> 配置的是filter生效的規則。即當請求的url和其匹配的時候，會觸發調用該filter
        3. /manage/* 裡面第一個斜杠/，會解析成http://ip:port/工程路徑
        4. 完整的路徑就是  http://ip:port/工程路徑/manage/*
               意為當請求的url資源滿足該條件時，都會調用該filter
    -->
    <filter>
        <filter-name>ManageFilter</filter-name>
        <filter-class>com.filter.ManageFilter</filter-class>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>ManageFilter</filter-name>
        <url-pattern>/manage/*</url-pattern>
    </filter-mapping>

    <!--配置servlet-->
    <servlet>
        <servlet-name>LoginCheckServlet</servlet-name>
        <servlet-class>com.servlet.LoginCheckServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>LoginCheckServlet</servlet-name>
        <url-pattern>/loginCheckServlet</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

redeployTomcat，可以看到後臺輸出：

image-20221128175158091

這說明filter對象是由Tomcat去創建的。我們先來看一下filter底層實現。

3.3filter底層原理分析

filter的xml配置和servlet非常相似，filter也是被Tomcat管理和維護的。我們之前在學習servlet的時候知道了Tomcat是如何管理維護servlet的：

image-20221128180134049

詳見：手動實現Tomcat底層機制+自己設計servlet->day03-實現02->3.4容器設計

同理，我們也可以這樣理解：Tomcat還維護了兩個關於filter的容器。一個容器filterURLMapping存放url-pattern和filter-name。另一個容器filterMapping存放filter-name和filter實例。

image-20221128180817251

  • 一旦Tomcat啟動以後：

    1. 把程式員配置的url和filter-name，放到另一容器filterURLMapping<String,String>中。
    2. 會將filter實例化，把filter-name和filter實例，放到filterMapping<String,Filter>容器裡面。

  • Tomcat接收到請求時：獲取請求中的url，和filterURLMapping容器中的url進行匹配。

    1. 如果匹配上了，在容器filterURLMapping中根據配置的url找到對應的filter-name
    2. 再到另一容器filterMapping中根據filter-name，找到對應filter實例，並調用實例，完成這個filter的doFilter方法。

  • 並且，有了filter機制後，在調用servlet前會先匹配filter。

    • 根據request對象封裝的uri，先到filterUrlMapping中匹配
    • 如果匹配上了，就走上訴流程，最後調用相應filter對象的doFilter方法
    • 如果沒有匹配上，就直接走我們後面的servlet/jsp/html等。（至於是servlet，又會走它那一套機制）

3.2-2代碼實現

回到之前的程式，我們在瀏覽器中直接訪問manage目錄下的資源admin.jsp，可以看到後臺輸出如下：

image-20221128185001864 image-20221128185012495

說明過濾器已經起作用了。

如果沒有顯示doFilter被調用，可能是因為瀏覽器緩存機制，建議在調試台點擊禁用緩存。

現在來完善ManageFilter過濾器裡面的業務代碼：

既然請求manage目錄下的資源首先要經過過濾器，那麼我們可以在過濾器中獲取session，如果發現session中已經保存了用戶信息（即登錄過），就放行；如果沒有session信息，就返回登錄頁面。

package com.filter;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;

public class ManageFilter implements Filter {

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        //當Tomcat創建filter後，會調用該方法，進行初始化
        System.out.println("ManageFilter init方法被調用...");
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse,
                         FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        //當每次調用該filter時，doFilter方法就會被調用
        System.out.println("ManageFilter doFilter被調用...");
        //如果這裡沒有調用繼續請求的方法，就會停止在這

        // 如果繼續訪問目標資源-->等價於放行
        // 在調用過濾器前，request對象已經被創建並封裝起來了
        // 所以我們這裡就可以通過servletRequest獲取很多信息，比如訪問url，session，比如訪問的參數...
        // 同時可以做事務管理，數據獲取，日誌管理等等

        //獲取session
        //用戶瀏覽器向伺服器發送帶有jsessionid的cookie，伺服器根據該sid找到對應session
        //這樣寫後面還可以接續使用httpServletRequest的相關方法
        HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpSession session = httpServletRequest.getSession();
        //獲取username session對象，後面還可以繼續使用
        Object username = session.getAttribute("username");
        //如果在對應的session中，沒有找到用戶的用戶名，就說明沒有登錄過，否則就是登錄過
        if (username != null) {
            //用戶登錄成功過，直接放行
            /**
             * filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
             * 1.doFilter代表繼續訪問目標資源
             * 2.ServletRequest和 ServletResponse對象會傳遞給目標資源/文件
             * 3.一定要理解filter傳遞的兩個對象，在一次http請求中，
             *    和後面的servlet/jsp中的request，response是同一個對象
             */
            filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
        } else {//說明沒有登錄過，令其返回登錄頁面
            servletRequest.getRequestDispatcher("/login.jsp")
                    .forward(servletRequest, servletResponse);
        }

        /**
         * 關於chain.doFilter()方法：
         *    在doFilter()方法中，在chain.doFilter()之前的代碼，一般是對request執行的過濾操作；
         *    在chain.doFilter()後面的代碼，一般是對response執行的操作;
         *    chain.doFiter()執行下一個過濾器或者業務處理器。
         *    如果在doFilter()方法中，不寫chain.doFilter()，業務無法繼續往下處理。
         */
    }

    @Override
    public void destroy() {
        //當filter對像被銷毀時，就會調用該方法
        System.out.println("ManageFilter destroy被調用...");
    }
}

3.4測試

  1. redeployTomcat，在瀏覽器訪問login.jsp，因為login.jsp不在過濾器配置的url下，因此請求不會被攔截。

    image-20221128202613481

  2. 在login.jsp輸入正確的用戶數據，點擊登錄，可以看到後臺成功轉發到了manage目錄下的admin.jsp。

    整個過程為：

    1. 用戶在login.jsp頁面輸入數據，login.jsp將表單數據提交到loginCheckServlet中檢查

    2. servlet發現數據合法，於是給瀏覽器返回一個jsessionid，併在伺服器記憶體中創建和此jsessionid關聯的session，然後在此session中放入用戶數據，最後請求轉發到/manage/admin.jsp。

    3. 根據filter原理，請求轉發不會經過過濾器。但是在返回admin.jsp後，瀏覽器需要向伺服器請求圖片資源，並且，我們的圖片資源剛好匹配在filter配置的url。因此關於圖片的請求，將會經過過濾器。

      一次請求只能返回一個資源，想要獲取圖片資源，因此瀏覽器發出了第二次請求，去獲取圖片資源。

      image-20221128202907169 image-20221128204108144

    綜上所述，在這次過程中，只經過了一次過濾器，後臺輸出如下：

    image-20221128204843651

  3. 這時，打開瀏覽器新頁面，訪問http://localhost:8080/filter/manage/admin.jsp，可以看到訪問成功，因為之前已經登錄過了。

    image-20221128210847816

3.5補充說明

3.5.1關於filterChain.doFilter()

https://www.jb51.net/article/229734.htm

filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);

chain.doFilter將請求轉發給過濾器鏈下一個filter , 如果沒有filter那就是你請求的資源

在doFilter()方法中，在chain.doFilter()之前的代碼，一般是對request執行的過濾操作；在chain.doFilter()後面的代碼，一般是對response執行的操作;chain.doFiter()執行下一個過濾器或者業務處理器。如果在doFilter()方法中，不寫chain.doFilter()，業務無法繼續往下處理；

  1. doFilter代表繼續訪問目標資源，如servlet，jsp，或是下一個filter

  2. ServletRequest和 ServletResponse對象會傳遞給目標資源/文件

  3. 在一次http請求中，filter傳遞的兩個對象，和後面的servlet/jsp中的requestresponse是同一個對象

驗證：filter傳遞的兩個對象，在一次http請求中，與其後面的servlet/jsp中的request/response是同一對象

  1. 在ManageFilter中：

    image-20221128213637707

  2. 在admin.jsp中：

    image-20221128213656986

想法：我們直接訪問web應用下的/manage/admin.jsp，因為該資源在filter的url規則下，因此當訪問時，會調用過濾器，而過濾器中又將ServletRequest傳遞給admin.jsp。

我們同時在filter和admin.jsp中輸出request，查看對象的hash值如何。

後臺輸出如下：兩者的哈希值是一樣的。

image-20221128213551783

這說明在一個請求裡面，過濾器裡面的ServletRequest，Servletresponse，和後面目標資源拿到的request，response是同一個對象。是可以共用的。

3.5.2關於過濾器中的ServletRequest

HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) servletRequest;

我們將過濾器中的ServletRequest轉為HttpServletRequest類型，由於HttpServletRequest中有很多方法，所以我們可以在過濾器中做一些日誌記錄。

image-20221128221305241
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