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别小看“Spring过滤器”,这些知识点你必须得掌握

别小看“Spring过滤器”,这些知识点你必须得掌握

作者: 愿天堂没有BUG | 来源:发表于2022-07-14 14:14 被阅读0次

容器启动时过滤器初始化以及排序注册相关逻辑。

1 @WebFilter过滤器使用@Order无效

启动程序:

Controller:

实现俩过滤器:

AuthFilter

TimeCostFilter

使用 @Order,期望 TimeCostFilter 先被执行,因为TimeCostFilter原本设计是统计这个接口性能,所以需要统计AuthFilter执行的授权过程。

全部代码实现完毕,执行结果如下:

观察日志,执行时间并不包含授权过程,所以这违背预期,明明加了 @Order呀!

但若交换Order指定的值,发现也没效果,why?Order不能排序WebFilter?

源码解析

当请求来时,会执行到 StandardWrapperValve#invoke(),创建 ApplicationFilterChain,并通过ApplicationFilterChain#doFilter() 触发过滤器执行,并最终执行到内部私有方法internalDoFilter(),尝试在internalDoFilter()中寻找一些启示:】

可知,过滤器执行顺序由实例变量Filters维护,Filters是createFilterChain()在容器启动时顺序遍历StandardContext中的成员变量FilterMaps所获:

发现对 StandardContext#FilterMaps 的写入是在

addFilterMapBefore()

过滤器的执行顺序由StandardContext#FilterMaps顺序决定,而FilterMaps则是一个包装过的数组,所以只要进一步弄清FilterMaps中各元素的排列顺序即可。

addFilterMapBefore()中加入断点:

Spring从selfInitialize()一直调用到addFilterMapBefore()。

selfInitialize()通过调用

getServletContextInitializerBeans()获取所有ServletContextInitializer类型Bean,并调用该Bean的onStartup(),最终调用到addFilterMapBefore()。

上述的selfInitialize()又从何处调用过来呢?

selfInitialize()

getServletContextInitializerBeans()

返回的ServletContextInitializer类型Beans顺序=》

决定了addFilterMapBefore()调用顺序=》

决定FilterMaps内元素顺序=》

最终决定了过滤器的执行顺序。

getServletContextInitializerBeans()

仅返回了

ServletContextInitializerBeans类的一个实例,参考代码如下:

ServletContextInitializerBeans是个集合类

所以,selfInitialize()能遍历

ServletContextInitializerBeans,查看其iterator()所遍之物:

对外暴露的集合遍历元素为sortedList成员变量,即selfInitialize()最终遍历sortedList。

综上,sortedList中的过滤器Bean元素顺序决定最终过滤器的执行顺序。

继续查看

ServletContextInitializerBeans构造器:

第87行可知:sortedList元素顺序由this.initializers.values通过

AnnotationAwareOrderComparator排序而得。

AnnotationAwareOrderComparator通过两种方式获取比较器需要的order值以决定sortedInitializers的排列顺序:

待排序的对象元素实现Order接口,则通过 getOrder() 获取order值

否则执行 OrderUtils.findOrder() 获取该对象类 @Order 的属性

因为this.initializers.values类型为ServletContextInitializer,其实现了Ordered接口,所以此处比较器使用 getOrder() 获取order值,对应实例变量order。

如下方法均构建了ServletContextInitializer子类的实例,并添加到了this.initializers:

addAdaptableBeans()

addServletContextInitializerBeans()

这里只看

addServletContextInitializerBeans,因为使用 @WebFilter 标记添加过滤器的方案最终只会通过该方法生效:实例化并注册了所有的ServletRegistrationBean、FilterRegistrationBean以及ServletListenerRegistrationBean。

在这个方法中,Spring通过 getOrderedBeansOfType() 实例化了所有ServletContextInitializer子类:

根据不同类型,调用

addServletContextInitializerBean(),ServletContextInitializer子类包括:

ServletRegistrationBean

FilterRegistrationBean

ServletListenerRegistrationBean

正好对应了Servlet三大要素。

现在只关心对应Filter的FilterRegistrationBean,显然,FilterRegistrationBean是ServletContextInitializer的子类(实现了Ordered接口),同样由成员变量order的值决定其执行的优先级。

privatevoid addServletContextInitializerBean(String beanName, ServletContextInitializer initializer,      ListableBeanFactory beanFactory) {      ...if(initializer instanceof FilterRegistrationBean) {      Filter source = ((FilterRegistrationBean) initializer).getFilter();      addServletContextInitializerBean(Filter.class,beanName,initializer,beanFactory,source);}  ...}

最终添加到this.initializers:

我们没有定义FilterRegistrationBean,那这里FilterRegistrationBean在哪里被定义出的?其order类成员变量是否有特定取值逻辑?

WebFilterHandler#doHandle()

通过 BeanDefinitionBuilder动态构建了FilterRegistrationBean类型BeanDefinition。然而这里并未设置order值,也没设置 @Order 指定值。

至此,也就知道问题根因,所有被**@WebFilter**注解的类,最终都会在此处被包装为FilterRegistrationBean类的BeanDefinition。

虽FilterRegistrationBean也实现了Ordered接口

但在这并未填充值,因为:

这里所有属性都是从 @WebFilter 对应的属性获取

但 @WebFilter 本身没有指定可以辅助排序的属性

过滤器执行顺序

RegistrationBean中order属性的值

ServletContextInitializerBeans类成员变量sortedList中元素的顺序

ServletWebServerApplicationContext 中selfInitialize()遍历FilterRegistrationBean的顺序

addFilterMapBefore()调用的顺序

filterMaps内元素的顺序

过滤器的执行顺序

RegistrationBean中order属性的值最终可以决定过滤器的执行顺序。

然而,使用 @WebFilter 时,构建的FilterRegistrationBean并未依据 @Order 的值去设置order属性,所以 @Order 失效。

修正

实现自己的FilterRegistrationBean配置添加过滤器,不再使用 @WebFilter :

由于WebFilterHandler#doHandle()虽构建FilterRegistrationBean类型BeanDefinition,但未设置order值。

所以,考虑直接手动实例化FilterRegistrationBean实例且设置其setOrder()。

切记去掉AuthFilter和TimeCostFilter类中的**@WebFilter** 即可。

2 竟然重复执行了过滤器

解决排序问题,可能有人就想了是不是有其他解决方案?

比如在两个过滤器中使用 @Component,让@Order生效?

代码如下。

AuthFilter:

@WebFilter@Slf4j@Order(2)@Componentpublic class AuthFilter implements Filter {@SneakyThrows@Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain){if(isPassAuth()){System.out.println("通过授权");chain.doFilter(request, response);        }else{System.out.println("未通过授权");            ((HttpServletResponse)response).sendError(401);        }    }privatebooleanisPassAuth()throwsInterruptedException{System.out.println("执行检查权限");Thread.sleep(1000);returntrue;    }}

TimeCostFilter类如下:

@WebFilter@Slf4j@Order(1)@ComponentpublicclassTimeCostFilterimplementsFilter{@OverridepublicvoiddoFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)throwsIOException, ServletException{        System.out.println("#开始计算接口耗时");longstart = System.currentTimeMillis();        chain.doFilter(request, response);longend = System.currentTimeMillis();longtime = end - start;        System.out.println("#执行时间(ms):"+ time);    }}

最终执行结果如下:

#开始计算接口耗时执行检查权限通过授权执行检查权限通过授权#开始计算接口耗时......用户注册成功#执行时间(ms):73#执行时间(ms):2075

更改 AuthFilter 类中的Order值为0,继续测试,得到结果如下:

执行检查权限通过授权#开始计算接口耗时执行检查权限通过授权#开始计算接口耗时......用户注册成功#执行时间(ms):96#执行时间(ms):1100

看来控制Order值可以调整Filter执行顺序了,但过滤器本身却被执行2次,why?

源码解析

被@WebFilter的过滤器,会在WebServletHandler类中被重新包装为FilterRegistrationBean类的BeanDefinition,而非Filter类型。

而自定义过滤器增加 @Component 时,怀疑Spring会根据当前类再次包装一个新过滤器,因而doFIlter()被执行两次。

ServletContextInitializerBeans构造器:

addAdaptableBeans()

实例化并注册了所有实现Servlet、Filter及EventListener接口的类,重点看Filter实现类,然后再逐一包装为FilterRegistrationBean。

于是,可知Spring能直接实例化FilterRegistrationBean类型过滤器的原因:

WebFilterHandler相关类通过扫描 @WebFilter,动态构建了FilterRegistrationBean类型的BeanDefinition,并注册到Spring;

或我们自己使用 @Bean 显式实例化FilterRegistrationBean并注册到Spring,如案例1中的解决方案。

但Filter类型的过滤器如何才能被Spring直接实例化呢?

任何通过 @Component 修饰的的类,都可自动注册到Spring,被Spring直接实例化。

调用了addAsRegistrationBean(),其beanType为Filter.class:

protectedvoidaddAdaptableBeans(ListableBeanFactory beanFactory){// ...addAsRegistrationBean(beanFactory, Filter.class,newFilterRegistrationBeanAdapter());// ...}

继续查看最终调用到的方法addAsRegistrationBean():

privatevoidaddAsRegistrationBean(ListableBeanFactory beanFactory, Classtype,      Class beanType, RegistrationBeanAdapter adapter) {// 创建所有 Filter 子类的实例,即所有实现Filter接口且被@Component修饰的类List> entries = getOrderedBeansOfType(beanFactory, beanType,this.seen);// 依次遍历这些Filter类实例for(Entry entry : entries) {StringbeanName = entry.getKey();      B bean = entry.getValue();if(this.seen.add(bean)) {// 通过RegistrationBeanAdapter将这些类包装为RegistrationBeanRegistrationBean registration = adapter.createRegistrationBean(beanName, bean, entries.size());// 获取Filter类实例的Order值int order = getOrder(bean);// 设置到包装类 RegistrationBeanregistration.setOrder(order);// 将RegistrationBean添加到this.initializersthis.initializers.add(type, registration);if(logger.isTraceEnabled()) {            logger.trace("Created "+type.getSimpleName() +" initializer for bean '"+ beanName +"'; order="+ order +", resource="+ getResourceDescription(beanName, beanFactory));        }      }  }}

当过滤器同时被 @WebFilter、@Component 修饰时,会导致两个FilterRegistrationBean实例产生:

addServletContextInitializerBeans()

addAdaptableBeans()

最终都会创建FilterRegistrationBean的实例,但不同的是:

@WebFilter 会让addServletContextInitializerBeans()实例化,并注册所有动态生成的FilterRegistrationBean类型的过滤器

@Component 会让addAdaptableBeans()实例化所有实现Filter接口的类,然后再逐一包装为FilterRegistrationBean类型的过滤器。

修正

参考案例1的问题修正部分。

也可去掉@WebFilter保留@Component:

//@WebFilter@Slf4j@Order(1)@Componentpublic class TimeCostFilter implements Filter {//省略非关键代码}

总结

@WebFilter和@Component的相同点是:

它们最终都被包装并实例化成为了FilterRegistrationBean;

它们最终都是在

ServletContextInitializerBeans的构造器中开始被实例化。

@WebFilter和@Component的不同点:

被@WebFilter修饰的过滤器会被提前在BeanFactoryPostProcessors扩展点包装成FilterRegistrationBean类型的BeanDefinition,然后在

ServletContextInitializerBeans.addServletContextInitializerBeans() 进行实例化

@Component修饰的过滤器类,在

ServletContextInitializerBeans.addAdaptableBeans() 中被实例化成Filter类型后,再包装为RegistrationBean类型

被@WebFilter修饰的过滤器不会注入Order属性

被@Component修饰的过滤器会在

ServletContextInitializerBeans.addAdaptableBeans() 中注入Order属性

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