【Spring Boot 使用Filter统一处理请求数据转换】

背景知识

Spring Boot Filter 使用场景

1. 身份验证和授权
   场景描述: 在用户访问应用程序的敏感资源之前，需要验证用户的身份并授权用户访问特定的内容。
   实现方式: 使用Filter拦截请求，检查HTTP请求中的身份验证令牌（如JWT），并确定用户是否具有执行操作的权限。
2. 日志记录和审计
   场景描述: 记录应用程序的请求和响应数据，用于监控、调试或遵守法规要求的审计。
   实现方式: 实现一个Filter来捕获请求的细节（如请求路径、查询参数、用户代理等）和响应的信息，然后将这些信息记录到日志系统中。
3. 请求预处理
   场景描述: 在请求到达控制器之前，对请求进行预处理，例如设置请求上下文、执行数据格式转换。
   实现方式: 在Filter中对请求头或请求体进行必要的修改或添加额外的请求信息。
4. 响应自定义
   场景描述: 对服务器的响应进行自定义处理，如添加额外的HTTP头部信息或对响应数据进行处理。
   实现方式: 在Filter中修改HttpServletResponse对象，添加如CORS头部、缓存控制等。
5. 异常处理
   场景描述: 集中处理请求处理过程中抛出的异常，而不是在每个控制器中分别处理。
   实现方式: 实现一个Filter来捕获和处理请求处理链中发生的异常，返回一个统一的错误响应结构。
6. 服务限流与安全
   场景描述: 限制请求的频率或数量，防止恶意攻击或服务过载。
   实现方式: 在Filter中实现限流逻辑，如令牌桶或漏桶算法，拒绝超出限制的请求。
7. 跨域资源共享（CORS）
   场景描述: 允许或限制不同域之间的资源请求。
   实现方式: 通过Filter设置响应头部来控制CORS策略，例如Access-Control-Allow-Origin。
8. 性能监控
   场景描述: 监控应用程序的性能，如请求的处理时间。
   实现方式: 在Filter中记录请求的开始和结束时间，计算处理时长，并可能将这些数据发送到性能监控系统。
   Spring Boot中的Filter为开发者提供了一个强大的工具，可以在不改变现有控制器逻辑的情况下，全局地处理HTTP请求和响应。它们通常用于处理跨多个请求和响应的横切关注点。

请求预处理技术实现

1. 创建自定义Filter类

• 内容: 定义一个实现javax.servlet.Filter接口的类。在这个类中，你将覆写doFilter方法以便在请求到达Controller之前对数据进行预处理。

示例代码

import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.IOException;

public class CustomRequestFilter implements Filter {

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        // Filter初始化时调用，可以用来配置一些资源
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {
        // 将ServletRequest转换为HttpServletRequest
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;

        // 创建自定义的请求包装器
        CustomHttpServletRequestWrapper requestWrapper = new CustomHttpServletRequestWrapper(httpRequest);

        // 继续过滤器链，传入自定义包装器
        chain.doFilter(requestWrapper, response);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        // Filter销毁时调用，可以用来释放资源
    }
}
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2. 创建自定义请求包装器

• 内容: 定义一个继承自javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper的类，用于包装原始的HttpServletRequest，并对请求体中的数据进行转换。

示例代码

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class CustomHttpServletRequestWrapper extends HttpServletRequestWrapper {

    private final byte[] requestBody;

    public CustomHttpServletRequestWrapper(HttpServletRequest request) {
        super(request);
        // 从原始请求中读取数据，并进行转换处理
        // 示例中仅读取数据，实际使用时可在此处进行转换
        requestBody = readBytesFromRequest(request);
    }

    @Override
    public BufferedReader getReader() throws IOException {
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(requestBody);
        return new BufferedReader(new InputStreamReader(byteArrayInputStream));
    }

    // 辅助方法：从HttpServletRequest中读取请求体数据为byte[]
    private byte[] readBytesFromRequest(HttpServletRequest request) {
        // 实现从原始请求中读取数据的逻辑
        // ...
        return new byte[0];
    }
}
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3. 注册Filter

• 内容: 在Spring Boot中，你需要注册自定义的Filter，以便框架将其加入到过滤器链中。

示例代码

import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class FilterConfig {

    @Bean
    public FilterRegistrationBean<CustomRequestFilter> customFilter() {
        FilterRegistrationBean<CustomRequestFilter> registrationBean = new FilterRegistrationBean<>();
        registrationBean.setFilter(new CustomRequestFilter());
        registrationBean.addUrlPatterns("/api/*"); // 设置Filter的URL模式
        return registrationBean;
    }
}
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使用这种方式，你可以在CustomHttpServletRequestWrapper中对所有传入的请求数据进行统一的预处理和转换，而不需要在每个Controller方法中单独处理。记得在实现读取和转换逻辑时处理好异常情况，并确保线程安全。