Spring Boot過濾器的那些事：從配置到應用場景
1. 什么是過濾器
過濾器是 Web 三大組件之一，也是項目中常用的工具。本文主要介紹過濾器的概念及在 Spring Boot 中的常用使用方法。
過濾器由 Servlet 提供，基于函數回調實現鏈式對網絡請求和響應的攔截與修改。由于基于 Servlet，幾乎可以攔截 Web 服務器管理的所有資源（JSP、圖片文件、HTML 文件、CSS 文件等）。
定義過濾器需要實現javax.servlet.Filter接口。過濾器不是 Servlet，無法直接生成對客戶端的響應，只能攔截已有請求并預處理不需要或不一致的信息資源。
2. 過濾器流程原理
在 Web 應用中，可以開發編寫多個過濾器，這些過濾器組合稱為過濾器鏈。用戶發起請求后，請求信息會按過濾器鏈中過濾器的順序依次進入每個過濾器。經過每層過濾器時，需通過過濾器的校驗邏輯并放行才能進入下一層過濾器，直至服務器獲取資源。
服務器成功獲取資源并響應過濾器后，會按反向順序經過層層過濾器，最終響應用戶。
3. 過濾器分類
Servlet 2.5:
- REQUEST: 用戶直接訪問頁面時，WEB 容器會調用過濾器鏈。
- FORWARD: 通過 RequestDispatcher 的 forward 訪問目標資源時調用此過濾器。
- INCLUDE: 通過 RequestDispatcher 的 include 方法調用目標資源時調用。
- ERROR: 通過聲明式異常處理機制調用目標資源時調用過濾器鏈。
Servlet 3.0:
- ASYNC: 支持異步處理。
4. 過濾器中需要實現的方法
public void doFilter(ServletRequest, ServletResponse, FilterChain): 實現實際過濾操作。當客戶端請求方法與過濾器設置的 URL 匹配時，Servlet 容器會先調用過濾器的 doFilter 方法。FilterChain 用于訪問后續過濾器。public void init(FilterConfig filterConfig): Web 應用啟動時，Web 服務器創建過濾器實例對象并調用其 init 方法完成對象初始化（過濾器對象僅創建一次，init 方法僅執行一次）。開發者可通過 init 方法參數執行讀取配置文件等初始化操作。public void destroy(): Servlet 容器銷毀過濾器實例前調用此方法。用于釋放過濾器占用的資源。
5. 創建過濾器的兩種方式
方法一：注解方式
創建步驟：
- 實現
Filter接口，添加@WebFilter和@Order注解配置過濾器：
@Order(1)
@WebFilter(filterName = "myFilter", urlPatterns = {"*"})
public class MyCustomFilter1 implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) {}
@Override
public void destroy() {}
}- 在啟動類添加
@ServletComponentScan注解：
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}方法二：將過濾器注冊為 Bean
創建步驟：
- 創建實現 Filter 接口的過濾器類：
public class MyCustomFilter2 implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain){}
@Override
public void destroy() {}
}- 創建過濾器配置類，注冊過濾器：
@Configuration
public class FilterConfig {
@Bean
public FilterRegistrationBean customFilter(){
FilterRegistrationBean<MyCustomFilter1> filterBean = new FilterRegistrationBean<>();
filterBean.setFilter(new MyCustomFilter1());
filterBean.setName("FilterController");
filterBean.addUrlPatterns("/*");
return filterBean;
}
}6. 注解方式的參數說明與使用示例
（1）參數說明
@WebFilter可配置多個參數，部分參數說明如下：
參數名稱 | 參數類型 | 參數描述 |
filterName | String | 過濾器的名稱 |
displayName | String | 要顯示的過濾器名稱 |
asyncSupported | boolean | 設置過濾器是否支持異步模式 |
initParams | WebInitParam[] | 你可以在初始化時配置一些參數 |
servletNames | String[] | 設置要過濾的 Servlets |
urlPatterns | String[] | 指定要攔截的路徑 |
value | String[] | urlPatterns 屬性與 urlPatterns 屬性的作用相同，兩者都指定要攔截的路徑 |
dispatcherTypes | DispatcherType[] | 設置過濾器過濾的請求類型，支持以下屬性：ASYNC, ERROR, FORWARD, INCLUDE, REQUEST（默認情況下，它過濾所有類型的請求） |
（2）使用示例
- 創建 Controller 類
@RestController
publicclass TestController {
@GetMapping("/a/hello")
public String hello1(){
return"hello world! a";
}
@GetMapping("/b/hello")
public String hello2(){
return"hello world! b";
}
@GetMapping("/c/hello")
public String hello3(){
return"hello world! c";
}
}- 創建過濾器類
@Order(1)
@WebFilter(filterName = "myFilter", urlPatterns = {"/a/*", "/b/*"}, description = "自定義過濾器")
publicclass MyCustomFilter2 implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) {
System.out.println("過濾器初始化");
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
System.out.println("請求處理前...");
chain.doFilter(request, response); // 放行請求
System.out.println("請求處理后...");
}
@Override
public void destroy() {
System.err.println("過濾器銷毀");
}
}- 創建啟動類
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}7. 過濾器注冊 Bean 方式的參數說明與使用示例
（1）方法參數說明
方法名稱 | 方法描述 |
setName() | 設置過濾器的名稱。 |
setFilter() | 設置要注冊的過濾器。 |
setOrder() | 設置過濾器的順序位置。 |
setAsyncSupported() | 設置過濾器是否支持異步模式。 |
addUrlPatterns() | 添加攔截的路徑。 |
setUrlPatterns() | 設置攔截的路徑。 |
addServletNames() | 添加過濾器的 servlet 名稱。 |
setServletNames() | 設置注冊過濾器的 servlet 名稱。 |
setInitParameters() | 設置初始化參數。 |
addInitParameter() | 添加初始化參數。 |
setMatchAfter() | 設置是否在 Servlet 上下文中聲明的任何過濾器映射之后匹配過濾器映射。 |
setDispatcherTypes() | 設置過濾器過濾的請求類型。支持的屬性如下：ASYNC, ERROR, FORWARD, INCLUDE, REQUEST（默認情況下，它過濾所有類型的請求）。 |
（2）使用示例
- 創建 Controller 類
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
publicclass TestController {
@GetMapping("/a/hello")
public String hello1(){
return"hello world! a";
}
@GetMapping("/b/hello")
public String hello2(){
return"hello world! b";
}
@GetMapping("/c/hello")
public String hello3(){
return"hello world! c";
}
}- 創建過濾器類
public class MyCustomFilter1 implements Filter {
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) {
System.out.println("過濾器初始化");
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
throws IOException, ServletException {
System.out.println("請求處理前...");
chain.doFilter(request, response); // 放行請求
System.out.println("請求處理后...");
}
@Override
public void destroy() {
System.err.println("過濾器銷毀");
}
}- 創建過濾器配置類
@Configuration
public class FilterConfig {
@Bean
public FilterRegistrationBean customFilter(){
FilterRegistrationBean<MyCustomFilter1> filterBean = new FilterRegistrationBean<>();
filterBean.setFilter(new MyCustomFilter1());
filterBean.setName("FilterController");
filterBean.addUrlPatterns("/c/*","/b/*");
return filterBean;
}
}- 創建啟動類
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.web.servlet.ServletComponentScan;
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}8. 過濾器使用場景
（1）日志記錄
過濾器可記錄請求和響應的關鍵信息，便于排查問題和分析系統運行狀態。例如記錄請求 URL、參數、響應狀態碼等。
（2）數據統計
用于采集各類數據指標，如統計請求次數、響應時間分布等，為系統優化提供依據。
（3）數據格式轉換
不同系統交互時，過濾器可轉換數據格式，例如將 JSON 轉為 XML。
（4）為數據設置默認值
檢查輸入數據，為缺失字段設置默認值，保證數據完整性。
（5）權限認證、黑白名單
實現用戶權限認證和訪問控制，限制特定 IP 或用戶的訪問。
（6）數據加解密、簽名驗證
對敏感數據加解密以保證安全，同時進行簽名驗證確保數據完整性。
