Filter(过滤器)简介和工作原理

本文详细介绍了Servlet Filter的工作原理及其配置方法,包括Filter接口的实现、Filter链的构成与工作流程,以及如何通过web.xml配置实现对资源的拦截。

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Filter(过滤器)简介和工作原理

Filter(过滤器)简介

Filter 的基本功能是对 Servlet 容器调用Servlet 的过程进行拦截,从而在Servlet进行响应处理的前后实现一些特殊的功能。

在 Servlet API中定义了三个接口类来开供开发人员编写 Filter 程序:Filter, FilterChain,FilterConfig

Filter 程序是一个实现了 Filter 接口的Java 类,与 Servlet 程序相似,它由 Servlet 容器进行调用和执行

Filter 程序需要在 web.xml文件中进行注册和设置它所能拦截的资源:Filter 程序可以拦截 Jsp, Servlet, 静态图片文件和静态 html文件

 

Filter 的基本工作原理

当在 web.xml 中注册了一个Filter 来对某个 Servlet 程序进行拦截处理时,这个 Filter 就成了 Servlet 容器与该 Servlet 程序的通信线路上的一道关卡,该 Filter 可以对 Servlet 容器发送给 Servlet 程序的请求和 Servlet 程序回送给 Servlet 容器的相应进行拦截,可以决定是否将请求继续传递给 Servlet 程序,以及对请求和相应信息是否进行修改

在一个 web 应用程序中可以注册多个Filter 程序,每个 Filter 程序都可以对一个或一组 Servlet 程序进行拦截。

若有多个 Filter 程序对某个Servlet 程序的访问过程进行拦截,当针对该Servlet的访问请求到达时,web 容器将把这多个Filter 程序组合成一个Filter 链(过滤器链)。Filter链中各个 Filter的拦截顺序与它们在应用程序的 web.xml中映射的顺序一致

 Filter 接口

init(FilterConfig filterConfig)throwsServletException:在web 应用程序启动时,web 服务器将根据 web.xml 文件中的配置信息来创建每个注册的 Filter 实例对象,并将其保存在服务器的内存中。Web容器创建 Filter 对象实例后,将立即调用该 Filter 对象的 init 方法。Init 方法在 Filter 生命周期中仅执行一次,web 容器在调用 init 方法时,会传递一个包含 Filter 的配置和运行环境的 FilterConfig 对象(FilterConfig的用法和ServletConfig类似)。利用FilterConfig对象可以得到ServletContext对象,以及部署描述符中配置的过滤器的初始化参数。在这个方法中,可以抛出ServletException异常,通知容器该过滤器不能正常工作。

 

destroy():在Web容器卸载 Filter 对象之前被调用。该方法在Filter的生命周期中仅执行一次。在这个方法中,可以释放过滤器使用的资源。

 

与开发Servlet不同的是,Filter接口并没有相应的实现类可供继承,要开发过滤器,只能直接实现Filter接口。

 

doFilter(ServletRequestrequest,ServletResponse response,

    FilterChain chain)throwsjava.io.IOException,ServletException

    doFilter()方法类似于Servlet接口的service()方法。当客户端请求目标资源的时候,容器就会调用与这个目标资源相关联的过滤器的doFilter()方法。其中参数 request, response 为 web 容器或 Filter 链的上一个 Filter 传递过来的请求和相应对象;参数 chain 为代表当前 Filter 链的对象,在特定的操作完成后,可以在当前 Filter 对象的 doFilter 方法内部需要调用 FilterChain 对象的 chain.doFilter(request,response)方法才能把请求交付给Filter 链中的下一个Filter 或者目标 Servlet程序去处理,也可以直接向客户端返回响应信息,或者利用RequestDispatcher的forward()和include()方法,以及HttpServletResponse的sendRedirect()方法将请求转向到其他资源。这个方法的请求和响应参数的类型是ServletRequest和ServletResponse,也就是说,过滤器的使用并不依赖于具体的协议。

FilterChain接口:

FilterChain接口:代表当前Filter链的对象。由容器实现,容器将其实例作为参数传入过滤器对象的doFilter()方法中。过滤器对象使用FilterChain对象调用过滤器链中的下一个过滤器,如果该过滤器是链中最后一个过滤器,那么将调用目标资源。

doFilter(ServletRequestrequest,ServletResponse response)throwsjava.io.IOException:调用该方法将使过滤器链中的下一个过滤器被调用。如果是最后一个过滤器,会调用目标资源。

 

在实现一个过滤器后,需要在 web.xml中进行注册和设置它所能拦截的资源。这可以通过<filter>和<filter-mapping>元素来完成的。

其配置方式和servlet非常类似,下面是具体的配置代码

 <filter>

    <filter-name>testFilterConfig</filter-name>

    <filter-class>cn.itcast.filter.TestFilterConfigFilter</filter-class>

    <!-- 配置当前 Filter 的初始化参数-->

    <init-param>

           <param-name>name</param-name>

           <param-value>Tom</param-value>

    </init-param>

    <init-param>

           <param-name>password</param-name>

           <param-value>123456</param-value>

    </init-param>

 </filter>

 

 <filter-mapping>

    <filter-name>testFilterConfig</filter-name>

    <url-pattern>/*</url-pattern>

 </filter-mapping>

/*表示所有的url都需要被这个过滤器所过滤

 

在同一个 web.xml 文件中可以为同一个Filter 设置多个映射。若一个Filter 链中多次出现了同一个Filter 程序,这个 Filter 程序的拦截处理过程将被多次执行

Filter的典型应用

使浏览器不缓存页面的过滤器:

有 3 个 HTTP 响应头字段都可以禁止浏览器缓存当前页面,它们在 Servlet 中的示例代码如下:

response.setDateHeader("Expires",-1);

response.setHeader("Cache-Control","no-cache"); 

response.setHeader("Pragma","no-cache"); 

并不是所有的浏览器都能完全支持上面的三个响应头,因此最好是同时使用上面的三个响应头

典型应用2

字符编码的过滤器

通过配置参数encoding指明使用何种字符编码,以处理HtmlForm请求参数的中文问题

具体的实例代码如下:

public void doFilter(ServletRequestarg0, ServletResponse arg1,FilterChain arg2) throws IOException,ServletException {

             // TODO Auto-generated method stub

             arg0.setCharacterEncoding(“UTF-8”);

             arg2.doFilter(arg0, arg1);

      }

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MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp``MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式I2C地址,`getAcceleration()``getGyroscope()`则分别用于获取加速度角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()``getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准滤波,以消除噪声漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备共享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程数据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客其他开源资源是学习解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息实践指南
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