拦截过滤器模式

2024-06-06

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");
   }
}