Spring 监听器、过滤器、拦截器、AOP 比较

前言：

在后端项目开发中，会有一些需要基于全局处理的程序。传统基于Servlet容器的程序中，我们可以使用过滤器和监听器，在Java 框架中还可以使用拦截器，而面向切面编程AOP更是作为Spring框架中的核心思想被大家所关注。本文一方面从概念上讲解Filter、Listener、Interceptor和aop的区别，另一方面更是从代码层面讲解如何在SpringBoot中应用开发。

它们的执行顺序如下（@ControllerAdvice本文暂不做介绍）：

拦截顺序：ServletContextListener> Filter > Interception > AOP > 具体执行的方法 > AOP > @ControllerAdvice > Interception > Filter > ServletContextListener

根据实现原理分成下面两大类：

  1. Filter和Listener：依赖Servlet容器，基于函数回调实现。可以拦截所有请求，覆盖范围更广，但无法获取ioc容器中的bean。

  2. Interceptor和aop：依赖spring框架，基于java反射和动态代理实现。只能拦截controller的请求，可以获取ioc容器中的bean。

从 Filter -> Interceptor -> aop ，拦截的功能越来越细致、强大，尤其是Interceptor和aop可以更好的结合spring框架的上下文进行开发。但是拦截顺序也是越来越靠后，请求是先进入Servlet容器的，越早的过滤和拦截对系统性能的消耗越少。具体选用哪种方法，就需要开发人员根据实际业务情况综合考虑了。

监听器(Listener)

Listener监听器也是Servlet层面的，可以用于监听Web应用中某些对象、信息的创建、销毁和修改等动作发生，然后做出相应的响应处理。根据监听对象，将监听器分为3类：

  1. ServletContext：对应application，实现接口ServletContextListener。在整个Web服务中只有一个，在Web服务关闭时销毁。可用于做数据缓存，例如结合redis，在Web服务创建时从数据库拉取数据到缓存服务器。
  2. HttpSession：对应session会话，实现接口HttpSessionListener。在会话起始时创建，一端关闭会话后销毁。可用作获取在线用户数量。
  3. ServletRequest：对应request，实现接口ServletRequestListener。request对象是客户发送请求时创建的，用于封装请求数据，请求处理完毕后销毁。可用作封装用户信息。

在写Listener的类时，实现方式和Filter一样，同样有两种实时方式。一种是只加@Component；另一种是 @WebListener 和 @ServletComponentScan 配合使用。不过实现接口则根据监听对象区分，如：ServletContextListener、HttpSessionListener和ServletRequestListener。

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@WebListener
public class DemoListener implements ServletContextListener{

    @Override
    public void contextInitialized(ServletContextEvent sce) {
        System.out.println("ServletContextListener 初始化上下文");
    }

    @Override
    public void contextDestroyed(ServletContextEvent sce) {
        System.out.println("ServletContextListener 销毁");
    }
}

过滤器(Filter)

Filter过滤器是Servlet容器层面的，在实现上基于函数回调，可以对几乎所有请求进行过滤。过滤器是对数据进行过滤，预处理过程，当我们访问网站时，有时候会发布一些敏感信息，发完以后有的会用*替代，还有就是登陆权限控制等，一个资源，没有经过授权，肯定是不能让用户随便访问的，这个时候，也可以用到过滤器。过滤器的功能还有很多，例如实现URL级别的权限控制、压缩响应信息、编码格式等等。

SpringBoot实现过滤器，常见有三种方式，越复杂功能越强大。

无路径无顺序@Component

这种方式最简单，直接实现Filter接口，并使用@Component注解标注为组件自动注入bean。但是缺点是没办法设置过滤的路径，默认是 /* 过滤所有。

Filter接口有 init、doFilter、destroy 三个方法，但 init、destroy 是有默认方法实现，可以不重写。

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@Component
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException{
        HttpServletRequest httpServletRequest=(HttpServletRequest)servletRequest;
        HttpServletResponse httpServletResponse=(HttpServletResponse)servletResponse;
        System.out.println("filter1----------"+httpServletResponse.getStatus());
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
    }
}

有路径无顺序@WebFilter+@ServletComponentScan

这种方式要稍微复杂一点，但更全面。使用 @WebFilter替代 @Component，可以通过该注解设置过滤器的匹配路径。不过需要在启动类中使用@ServletComponentScan。@ServletComponentScan扫描带@WebFilter、@WebServlet、@WebListener并将帮我们注入bean。

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@WebFilter(filterName = "filter1",urlPatterns = {"/hello/*"})
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException{
        HttpServletRequest httpServletRequest=(HttpServletRequest)servletRequest;
        HttpServletResponse httpServletResponse=(HttpServletResponse)servletResponse;
        System.out.println("filter1----------"+httpServletResponse.getStatus());
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
    }
}

有路径有顺序@Configuration

这种方式完全通过配置类来实现，在只实现过滤器的接口，并不需要通过任何注解注入IOC容器，都通过配置类来注入。

AFilter.java（BFilter.java也类似）

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public class AFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("filterA----------");
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);
    }
}

FilterConfig.java 配置类

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@Configuration
public class FilterConfig {
    @Bean
    public FilterRegistrationBean AFilter() {
        FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean();
        AFilter aFilter=new AFilter();
        filterRegistrationBean.setFilter(aFilter);
        filterRegistrationBean.addUrlPatterns("*");
        filterRegistrationBean.setName("AFilter");
        filterRegistrationBean.setOrder(1);
        return filterRegistrationBean;
    }

    @Bean
    public FilterRegistrationBean BFilter() {
        FilterRegistrationBean filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean();
        BFilter bFilter=new BFilter();
        filterRegistrationBean.setFilter(bFilter);
        filterRegistrationBean.addUrlPatterns("*");
        filterRegistrationBean.setName("BFilter");
        filterRegistrationBean.setOrder(2);
        return filterRegistrationBean;
    }
}

拦截器(Interceptor)

Interceptor拦截器和Filter和Listener有本质上的不同，前面二者都是依赖于Servlet容器，而Interceptor则是依赖于Spring框架，是aop的一种表现，基于Java的动态代理实现的。在SpringBoot中实现拦截器的方式，有点类似于实现过滤器的第三种方式，所以要通过下面两个步骤。

  1. 声明拦截器的类：通过实现 HandlerInterceptor接口，实现preHandle、postHandle和afterCompletion方法。
  2. 通过配置类配置拦截器：通过实现WebMvcConfigurer接口，实现addInterceptors方法。

DemoInterceptor.java

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public class DemoInterceptor implements HandlerInterceptor{

    /**
     * 预处理回调方法，实现处理器的预处理（如检查登陆），第三个参数为响应的处理器
     * 返回值：true表示继续流程（如调用下一个拦截器或处理器）；false表示流程中断（如登录检查失败），不会继续调用其他的拦截器或处理器，此时我们需要通过response来产生响应
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        Method method = handlerMethod.getMethod();
        String methodName = method.getName();
        System.out.println("====拦截到了方法："+methodName+"，preHandle====");
        return true;
    }

    /**
     * 后处理回调方法，实现处理器的后处理（但在渲染视图之前），此时我们可以通过modelAndView（模型和视图对象）对模型数据进行处理或对视图进行处理，modelAndView也可能为null
     */
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("====postHandle====");
    }

    /**
     *整个请求处理完毕回调方法，即在视图渲染完毕时回调，如性能监控中我们可以在此记录结束时间并输出消耗时间，还可以进行一些资源清理，类似于try-catch-finally中的finally，但仅调用处理器执行链中
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable Exception ex) throws Exception {
        System.out.println("====afterCompletion====");
    }
}

InterceptorConfig.java

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/**
 * spring 2.x 以前，通过继承 WebMvcConfigurerAdapter 类
 * spring 2.x 之后，实现 WebMvcConfigurer 接口
 */
@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new DemoInterceptor()).addPathPatterns("/**");
    }

}

AOP

相比较于拦截器，Spring 的aop则功能更强大，封装的更细致，需要单独引用 jar包。

pom.xml

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<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

在定义AOP的类时，不需要和前面拦截器一样麻烦了，只需要通过注解，底层实现逻辑都通过IOC框架实现好了，涉及到的注解如下：

  • @Aspect：将一个 java 类定义为切面类。
  • @Pointcut：定义一个切入点，可以是一个规则表达式，比如下例中某个 package 下的所有函数，也可以是一个注解等。
  • @Before：在切入点开始处切入内容。
  • @After：在切入点结尾处切入内容。
  • @AfterReturning：在切入点 return 内容之后处理逻辑。
  • @Around：在切入点前后切入内容，并自己控制何时执行切入点自身的内容。原则上可以替代@Before和@After。
  • @AfterThrowing：用来处理当切入内容部分抛出异常之后的处理逻辑。
  • @Order(100)：AOP 切面执行顺序， @Before 数值越小越先执行，@After 和 @AfterReturning 数值越大越先执行。

DemoAspect.java

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/**
 * @Aspect 注解 使之成为切面类
 * @Component 注解 把切面类加入到IOC容器中
 */
@Aspect
@Component
public class DemoAspect {

    @Pointcut( "execution( public * pers.kerry.demo.webfilter.controller.DemoController.*(..) )")
    public void doPointcut(){
    }

    @Before("doPointcut()")
    public void doBefore(){
        System.out.println("==doBefore==");
    }

    @After("doPointcut()")
    public void doAfter(){
        System.out.println("==doAfter==");
    }

    @AfterReturning("doPointcut()")
    public void doAfterReturning(){
        System.out.println("==doAfterReturning==");
    }

    /**
     * 返回值类型Object，对应所有被拦截方法的返回值类型，不能为void
     */
    @Around("doPointcut()")
    public Object doAround(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint)throws Throwable{
        System.out.println("==doAround.before==");
        Object ret=proceedingJoinPoint.proceed();
        System.out.println("==doAround.after==");
        return ret;
    }
}