過濾器vs攔截器十個致命區(qū)別，看懂Spring底層設計才算真懂JavaWeb
在Java Web開發(fā)領(lǐng)域，"過濾器（Filter）"和"攔截器（Interceptor）"是兩種常用的請求處理機制，但它們的實現(xiàn)原理和適用場景存在本質(zhì)差異。本文將從技術(shù)規(guī)范、設計模式、執(zhí)行流程、底層實現(xiàn)等多個維度進行深度剖析，結(jié)合Servlet 4.0規(guī)范和Spring Framework 5.x源碼，揭示二者的技術(shù)本質(zhì)。
一、技術(shù)規(guī)范與設計哲學
1.1 過濾器的規(guī)范基礎(chǔ)
過濾器是Java Servlet規(guī)范（JSR 369）定義的標準組件，位于javax.servlet包中。其核心接口Filter定義如下：
public interface Filter {
default void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {}
void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain) throws IOException, ServletException;
default void destroy() {}
}設計特點：
? 基于Servlet容器（Tomcat/Jetty）的原生支持
? 采用責任鏈模式（Chain of Responsibility）
? 處理粒度在HTTP請求/響應層面
? 與具體Web框架解耦
1.2 攔截器的框架實現(xiàn)
攔截器是Spring MVC框架的產(chǎn)物，核心接口HandlerInterceptor：
public interface HandlerInterceptor {
default boolean preHandle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler) {}
default void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
Object handler, ModelAndView modelAndView) {}
default void afterCompletion(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler,
Exception ex) {}
}設計特點：
? 深度集成于Spring上下文
? 采用AOP思想實現(xiàn)
? 處理粒度在Controller方法層面
? 依賴Spring的DispatcherServlet架構(gòu)
二、執(zhí)行流程與底層機制
2.1 過濾器執(zhí)行鏈分析
以Tomcat 9.x為例，過濾器鏈的實現(xiàn)類ApplicationFilterChain維護了一個Filter數(shù)組：
final class ApplicationFilterChain implements FilterChain {
private Filter[] filters = new Filter[0];
private int pos = 0;
private int n = 0;
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response) {
if (pos < n) {
Filter filter = filters[pos++];
filter.doFilter(request, response, this);
} else {
servlet.service(request, response);
}
}
}關(guān)鍵流程：
- 容器接收到請求后創(chuàng)建FilterChain實例
- 按web.xml配置順序加載匹配的Filter
- 通過遞歸調(diào)用實現(xiàn)鏈式執(zhí)行
- 最終調(diào)用目標Servlet的service()方法
2.2 攔截器執(zhí)行機制
Spring MVC通過HandlerExecutionChain管理攔截器：
public class HandlerExecutionChain {
private final List<HandlerInterceptor> interceptorList = new ArrayList<>();
boolean applyPreHandle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response) {
for (int i = 0; i < this.interceptorList.size(); i++) {
HandlerInterceptor interceptor = this.interceptorList.get(i);
if (!interceptor.preHandle(request, response, this.handler)) {
return false;
}
}
return true;
}
}執(zhí)行時序：
- DispatcherServlet觸發(fā)HandlerMapping
- 創(chuàng)建包含匹配攔截器的HandlerExecutionChain
- 按注冊順序執(zhí)行preHandle()方法
- Controller方法執(zhí)行
- 逆序執(zhí)行postHandle()方法
- 完成視圖渲染后逆序執(zhí)行afterCompletion()
三、核心技術(shù)差異點
3.1 作用域與生命周期
維度 | 過濾器(Filter) | 攔截器(Interceptor) |
初始化時機 | Web應用啟動時 | Spring上下文初始化后 |
作用范圍 | 所有HTTP請求 | Spring管理的Controller請求 |
生命周期管理 | Servlet容器 | Spring Bean容器 |
配置方式 | web.xml/@WebFilter | XML/JavaConfig/注解 |
3.2 執(zhí)行位置與順序
請求處理流程：
HTTP Request
↓
Tomcat FilterChain
↓
Servlet Container
↓
DispatcherServlet
↓
Spring Interceptor Chain
↓
Controller Method執(zhí)行順序示例：
Filter1#doFilter
Filter2#doFilter
Interceptor1#preHandle
Interceptor2#preHandle
Controller#method
Interceptor2#postHandle
Interceptor1#postHandle
Filter2#doFilter (后續(xù)處理)
Filter1#doFilter (后續(xù)處理)
Interceptor2#afterCompletion
Interceptor1#afterCompletion3.3 技術(shù)實現(xiàn)對比
過濾器實現(xiàn)原理：
? 基于Servlet API的標準實現(xiàn)
? 使用責任鏈模式遞歸調(diào)用
? 完全獨立于具體業(yè)務框架
? 可修改ServletRequest/ServletResponse
攔截器實現(xiàn)原理：
? 基于Spring AOP的動態(tài)代理
? 使用模板方法模式
? 深度集成HandlerAdapter
? 可訪問HandlerMethod參數(shù)
四、源碼級技術(shù)剖析
4.1 過濾器包裝機制
過濾器可通過Wrapper模式修改請求/響應：
public class LoggingFilter implements Filter {
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain) {
long start = System.currentTimeMillis();
chain.doFilter(new RequestWrapper(request), new ResponseWrapper(response));
long duration = System.currentTimeMillis() - start;
log.debug("Request processed in {} ms", duration);
}
}包裝類實現(xiàn)：
class RequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {
private byte[] requestBody;
public RequestWrapper(HttpServletRequest request) {
super(request);
this.requestBody = IOUtils.toByteArray(request.getInputStream());
}
@Override
public ServletInputStream getInputStream() {
return new DelegatingServletInputStream(new ByteArrayInputStream(requestBody));
}
}4.2 攔截器參數(shù)解析
Spring攔截器可訪問HandlerMethod元數(shù)據(jù)：
public class AuditInterceptor implements HandlerInterceptor {
public boolean preHandle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler) {
if (handler instanceof HandlerMethod) {
HandlerMethod hm = (HandlerMethod) handler;
Method method = hm.getMethod();
Audit audit = method.getAnnotation(Audit.class);
if (audit != null) {
auditService.logRequest(request, audit.value());
}
}
return true;
}
}五、性能與設計考量
5.1 性能對比維度
指標 | 過濾器 | 攔截器 |
初始化開銷 | 低（容器級） | 中（需要Spring上下文） |
單次執(zhí)行耗時 | 1-5μs | 5-10μs |
內(nèi)存占用 | 每個實例獨立 | 共享單例 |
線程安全性 | 要求實現(xiàn)類線程安全 | 默認單例線程安全 |
5.2 設計模式應用
過濾器模式：
? 責任鏈模式：FilterChain維護執(zhí)行順序
? 裝飾器模式：RequestWrapper/ResponseWrapper
? 模板方法：Filter接口的默認方法
攔截器模式：
? 觀察者模式：HandlerExecutionChain的事件通知
? 策略模式：Interceptor的多個回調(diào)方法
? 代理模式：通過AOP實現(xiàn)橫切邏輯
六、應用場景與最佳實踐
6.1 過濾器適用場景
1. 全局字符編碼處理
2. 跨域請求處理（CORS）
3. 請求/響應日志記錄
4. GZIP壓縮處理
5. XSS防御過濾
典型實現(xiàn)：
@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class XssFilter implements Filter {
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
FilterChain chain) {
chain.doFilter(new XssRequestWrapper((HttpServletRequest) request), response);
}
}6.2 攔截器適用場景
- 1. 認證與權(quán)限驗證
- 2. 請求參數(shù)預處理
- 3. 接口響應時間監(jiān)控
- 4. 業(yè)務操作日志記錄
- 5. 全局異常處理
典型實現(xiàn)：
public class AuthInterceptor implements HandlerInterceptor {
public boolean preHandle(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response, Object handler) {
String token = request.getHeader("X-Auth-Token");
if (!authService.validateToken(token)) {
response.sendError(401, "Invalid token");
return false;
}
return true;
}
}七、高級技術(shù)集成
7.1 過濾器與Spring集成
通過DelegatingFilterProxy橋接Spring上下文：
@Bean
public FilterRegistrationBean<DelegatingFilterProxy> securityFilter() {
FilterRegistrationBean<DelegatingFilterProxy> reg = new FilterRegistrationBean<>();
reg.setFilter(new DelegatingFilterProxy("springSecurityFilterChain"));
reg.addUrlPatterns("/*");
return reg;
}7.2 攔截器與AOP整合
結(jié)合@Aspect實現(xiàn)細粒度控制：
@Aspect
@Component
public class AuditAspect {
@Around("@annotation(com.example.Auditable)")
public Object auditMethod(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
long start = System.currentTimeMillis();
Object result = pjp.proceed();
long duration = System.currentTimeMillis() - start;
auditService.record(pjp.getSignature(), duration);
return result;
}
}八、總結(jié)與選型建議
核心區(qū)別總結(jié)：
1. 規(guī)范層級：過濾器是Servlet標準，攔截器是框架實現(xiàn)
2. 作用范圍：過濾器處理Web容器級請求，攔截器處理Spring MVC級請求
3. 上下文訪問：攔截器可直接訪問Spring Bean，過濾器需要通過代理
4. 執(zhí)行粒度：過濾器處理HTTP原始數(shù)據(jù)，攔截器處理業(yè)務相關(guān)參數(shù)
選型建議：
? 需要處理非Spring管理的資源時選擇過濾器
? 需要與Spring上下文深度交互時選擇攔截器
? 性能敏感型操作優(yōu)先考慮過濾器
? 業(yè)務相關(guān)橫切關(guān)注點使用攔截器
通過深入理解二者的底層機制，開發(fā)者可以根據(jù)具體需求做出合理的技術(shù)選型，構(gòu)建高效、可維護的Web應用架構(gòu)。
