Java 中的拦截过滤器模式：增强 Web 应用程序中的请求处理

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拦截过滤器设计模式的意图

Java 中的拦截过滤器模式是一个强大的设计模式，它允许高效地处理 Web 请求。该模式允许在一个过滤器链中应用多个过滤器来处理和修改请求和响应。

拦截过滤器模式的详细解释，附带实际例子

现实世界中的例子

假设您要进入一个安全的办公大楼，您需要经过几个检查点：保安台检查您的 ID，金属探测器确保安全，登记台记录您的访问。每个检查点都像拦截过滤器模式中的一个过滤器一样，逐步处理和验证您的进入过程，就像过滤器处理软件系统中 Web 请求和响应的不同方面一样。

通俗地说

拦截过滤器设计模式允许您定义处理步骤（过滤器），这些步骤按顺序执行，以处理和修改 Web 请求和响应，然后再将它们传递给应用程序或发送回客户端。

维基百科上说

拦截过滤器是一种 Java 模式，它创建可插拔的过滤器以标准方式处理常见服务，而无需更改核心请求处理代码。

Java 中拦截过滤器模式的编程示例

在本文中，我们将深入探讨拦截过滤器模式，并提供一个 Java 示例来说明它的使用。这种模式对于 Java Web 开发至关重要，它提供了一种模块化方法来处理诸如日志记录、身份验证和数据压缩之类的常见服务。

拦截过滤器模式的 Java 实现包括 FilterManager 和 Client 这样的类，它们有助于管理和应用过滤器。链中的每个过滤器都执行特定的任务，确保设计干净高效。

App 类是应用程序的入口点。它创建 FilterManager 的实例，向其中添加各种过滤器，并将它设置为 Client。

public class App {

  public static void main(String[] args) {
    var filterManager = new FilterManager();
    filterManager.addFilter(new NameFilter());
    filterManager.addFilter(new ContactFilter());
    filterManager.addFilter(new AddressFilter());
    filterManager.addFilter(new DepositFilter());
    filterManager.addFilter(new OrderFilter());

    var client = new Client();
    client.setFilterManager(filterManager);
  }
}

FilterManager 类管理过滤器并将它们应用于请求。

public class FilterManager {
  private final List<Filter> filters = new ArrayList<>();

  public void addFilter(Filter filter) {
    filters.add(filter);
  }

  public void filterRequest(String request) {
    for (Filter filter : filters) {
      filter.execute(request);
    }
  }
}

Client 类将请求发送到 FilterManager。

public class Client {
  private FilterManager filterManager;

  public void setFilterManager(FilterManager filterManager) {
    this.filterManager = filterManager;
  }

  public void sendRequest(String request) {
    filterManager.filterRequest(request);
  }
}

Filter 接口及其实现（NameFilter、ContactFilter、AddressFilter、DepositFilter、OrderFilter）定义可以应用于请求的过滤器。

public interface Filter {
  void execute(String request);
}

public class NameFilter extends AbstractFilter {

    @Override
    public String execute(Order order) {
        var result = super.execute(order);
        var name = order.getName();
        if (name == null || name.isEmpty() || name.matches(".*[^\\w|\\s]+.*")) {
            return result + "Invalid name! ";
        } else {
            return result;
        }
    }
}

// Other Filter implementations...

在这个例子中，App 类设置了一个包含各种过滤器的 FilterManager，并将其分配给一个 Client。当 Client 发送请求时，FilterManager 会将所有过滤器应用于请求。这是一个拦截过滤器模式的基本示例，其中常见的处理任务被封装在过滤器中，并以标准方式应用于请求。

何时在 Java 中使用拦截过滤器模式

在以下情况下使用拦截过滤器模式

在 Java Web 应用程序中管理横切关注点。
当您需要对请求和响应应用预处理和后处理步骤时，通常在 Web 应用程序中。
适用于以透明方式处理横切关注点，例如日志记录、身份验证、数据压缩和加密。

拦截过滤器模式 Java 教程

Java 中拦截过滤器模式的实际应用

Spring MVC 和 Apache Tomcat 等框架利用拦截过滤器模式来增强 Java Web 开发。这种模式能够集中控制和简化 Web 请求处理，使其成为开发人员的首选。
javax.servlet.FilterChain 和 javax.servlet.Filter
Struts 2 - 拦截器

拦截过滤器模式的优缺点

优点

通过允许独立开发、测试和重用过滤器来促进关注点分离。
通过可配置的过滤器链增强灵活性。
通过集中控制在过滤器管理中简化应用程序维护。

缺点

由于每个请求和响应都需要经过多个过滤器的处理，因此引入许多过滤器会导致性能开销。
调试和跟踪通过多个过滤器的请求流可能很复杂。

装饰器：拦截过滤器模式中的过滤器可以被视为装饰器，它们为请求处理添加了额外的职责。它们修改请求/响应，而不会改变其基本行为。
职责链：过滤器以链的方式连接，每个过滤器处理请求或响应，并选择性地将其传递给链中的下一个过滤器，类似于职责链模式中如何传递职责。