拦截过滤器模式

拦截过滤器模式（Intercepting Filter Pattern）用于对应用程序的请求或响应做一些预处理/后处理。定义过滤器，并在把请求传给实际目标应用程序之前应用在请求上。过滤器可以做认证/授权/记录日志，或者跟踪请求，然后把请求传给相应的处理程序。以下是这种设计模式的实体。

  • 过滤器（Filter） - 过滤器在请求处理程序执行请求之前或之后，执行某些任务。
  • 过滤器链（Filter Chain） - 过滤器链带有多个过滤器，并在 Target 上按照定义的顺序执行这些过滤器。
  • Target - Target 对象是请求处理程序。
  • 过滤管理器（Filter Manager） - 过滤管理器管理过滤器和过滤器链。
  • 客户端（Client） - Client 是向 Target 对象发送请求的对象。

概要

意图

用于在请求到达最终目的地之前，通过一系列过滤器对请求进行预处理和后处理。

主要解决的问题

  • 解决Web应用程序中需要在请求处理前后执行通用操作（如日志记录、安全检查、事务管理等）的问题。

使用场景

  • 当需要在请求处理流程中插入额外的逻辑，而这些逻辑与业务逻辑无关时。

实现方式

  • 过滤器链：一系列过滤器按照特定顺序执行。
  • 过滤器：对请求和响应进行预处理和后处理的组件。
  • 目标对象：请求处理的最终目的地。

关键代码

  • 过滤器接口：定义了过滤器必须实现的方法，如before()和after()。
  • 具体过滤器：实现过滤器接口，包含具体的处理逻辑。
  • 过滤器管理器：负责过滤器链的维护和过滤器的调用顺序。

应用实例

  • Web应用服务器：如Tomcat使用过滤器进行请求的拦截处理，例如权限检查、日志记录等。

优点

  1. 职责分离：将通用操作与业务逻辑分离，提高代码的可维护性。
  2. 可扩展性：可以灵活地添加、删除或修改过滤器。
  3. 复用性：过滤器可以在不同的请求处理中重用。

缺点

  • 性能影响：如果过滤器链过长或过滤器执行的操作复杂，可能会影响性能。

使用建议

  • 当需要在请求处理流程中插入与业务逻辑无关的通用操作时，考虑使用拦截过滤器模式。

注意事项

  • 确保过滤器的执行顺序符合预期，以避免逻辑错误。

包含的几个主要角色

  1. 过滤器接口（Filter Interface）：

    • 定义了过滤器必须实现的方法。

  2. 具体过滤器（Concrete Filter）：

    • 实现过滤器接口，包含具体的处理逻辑。

  3. 过滤器管理器（Filter Manager）：

    • 负责维护过滤器链和调用过滤器。

  4. 目标对象（Target）：

    • 请求处理的最终目的地，业务逻辑的实现。

  5. 客户端（Client）（可选）：

    • 发出请求的Web浏览器或API客户端。

拦截过滤器模式通过在请求处理流程中插入通用操作，有助于保持业务逻辑的清晰和专注。

实现

我们将创建 FilterChain、FilterManager、Target、Client 作为表示实体的各种对象。AuthenticationFilter 和 DebugFilter 表示实体过滤器。

InterceptingFilterDemo 类使用 Client 来演示拦截过滤器设计模式。

拦截过滤器模式的 UML 图

步骤 1

创建过滤器接口 Filter。

Filter.java

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

步骤 2

创建实体过滤器。

AuthenticationFilter.java

public class AuthenticationFilter implements Filter { public void execute(String request){ System.out.println("Authenticating request: " + request); } }

DebugFilter.java

public class DebugFilter implements Filter { public void execute(String request){ System.out.println("request log: " + request); } }

步骤 3

创建 Target。

Target.java

public class Target { public void execute(String request){ System.out.println("Executing request: " + request); } }

步骤 4

创建过滤器链。

FilterChain.java

import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class FilterChain { private List<Filter> filters = new ArrayList<Filter>(); private Target target; public void addFilter(Filter filter){ filters.add(filter); } public void execute(String request){ for (Filter filter : filters) { filter.execute(request); } target.execute(request); } public void setTarget(Target target){ this.target = target; } }

步骤 5

创建过滤管理器。

FilterManager.java

public class FilterManager { FilterChain filterChain; public FilterManager(Target target){ filterChain = new FilterChain(); filterChain.setTarget(target); } public void setFilter(Filter filter){ filterChain.addFilter(filter); } public void filterRequest(String request){ filterChain.execute(request); } }

步骤 6

创建客户端 Client。

Client.java

public class Client { FilterManager filterManager; public void setFilterManager(FilterManager filterManager){ this.filterManager = filterManager; } public void sendRequest(String request){ filterManager.filterRequest(request); } }

步骤 7

使用 Client 来演示拦截过滤器设计模式。

InterceptingFilterDemo.java

public class InterceptingFilterDemo { public static void main(String[] args) { FilterManager filterManager = new FilterManager(new Target()); filterManager.setFilter(new AuthenticationFilter()); filterManager.setFilter(new DebugFilter()); Client client = new Client(); client.setFilterManager(filterManager); client.sendRequest("HOME"); } }

步骤 8

执行程序，输出结果：

Authenticating request: HOME
request log: HOME
Executing request: HOME