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三十九、Filter

一、Filter簡介
  Filter也稱之為過濾器,它是Servlet技術中最激動人心的技術之一,WEB開發人員通過Filter技術,對web伺服器管理的所有web資源:例如Jsp,Servlet, 靜態圖片檔案或靜態html檔案等進行攔截,從而實現一些特殊的功能。例如實現URL級別的許可權訪問控制、過濾敏感詞彙、壓縮響應資訊等一些高階功能。
  Servlet API中提供了一個Filter介面,開發web應用時,如果編寫的Java類實現了這個介面,則把這個java類稱之為過濾器Filter。通過Filter技術,開發人員可以實現使用者在訪問某個目標資源之前,對訪問的請求和響應進行攔截,Filter介面原始碼:

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  1. public abstract interface Filter{  
  2.     public abstract void init(FilterConfig paramFilterConfig) throws ServletException;  
  3.     public abstract void doFilter(ServletRequest paramServletRequest, ServletResponse paramServletResponse, FilterChain   
  4.         paramFilterChain) throws IOException, ServletException;  
  5.     public abstract void destroy();  
  6. }  

二、Filter是如何實現攔截的?(Filter的工作原理)
  Filter介面中有一個doFilter方法,當我們編寫好Filter,並配置對哪個web資源進行攔截後,WEB伺服器每次在呼叫web資源的service方法之前,都會先呼叫一下filter的doFilter方法,因此,在該方法內編寫程式碼可達到如下目的:
    呼叫目標資源之前,讓一段程式碼執行。
    是否呼叫目標資源(即是否讓使用者訪問web資源)。
    呼叫目標資源之後,讓一段程式碼執行。
  web伺服器在呼叫doFilter方法時,會傳遞一個filterChain物件進來,filterChain物件是filter介面中最重要的一個物件,它也提供了一個doFilter方法,開發人員可以根據需求決定是否呼叫此方法,呼叫該方法,則web伺服器就會呼叫web資源的service方法,即web資源就會被訪問,否則web資源不會被訪問。

三、Filter開發流程

3.1、Filter開發步驟
Filter開發分為2步:
 * 編寫java類實現Filter介面,並實現其doFilter方法。
 * 在web.xml 檔案中使用<filter>和<filter-mapping>元素對編寫的filter類進行註冊,並設定它所能攔截的資源。

過濾器範例:

 

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  1. import java.io.IOException;  
  2. import javax.servlet.Filter;  
  3. import javax.servlet.FilterChain;  
  4. import javax.servlet.FilterConfig;  
  5. import javax.servlet.ServletException;  
  6. import javax.servlet.ServletRequest;  
  7. import javax.servlet.ServletResponse;  
  8. /** 
  9.  * @author yangcq 
  10.  * @description 過濾器Filter的工作原理 
  11.  */  
  12. public class FilterTest implements Filter{  
  13.   
  14.     public void destroy() {  
  15.         System.out.println("----Filter銷燬----");  
  16.     }  
  17.   
  18.     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {  
  19.         // 對request、response進行一些預處理  
  20.         request.setCharacterEncoding("UTF-8");  
  21.         response.setCharacterEncoding("UTF-8");  
  22.         response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");  
  23.         System.out.println("----呼叫service之前執行一段程式碼----");  
  24.         filterChain.doFilter(request, response); // 執行目標資源,放行  
  25.         System.out.println("----呼叫service之後執行一段程式碼----");  
  26.     }  
  27.   
  28.     public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException {  
  29.         System.out.println("----Filter初始化----");  
  30.     }  
  31. }  

在web. xml中配置過濾器:

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  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <web-app version="3.0"   
  3.     xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"   
  4.     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"   
  5.     xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee   
  6.     http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd">  
  7.   <display-name></display-name>      
  8.   <welcome-file-list>  
  9.     <welcome-file>index.jsp</welcome-file>  
  10.   </welcome-file-list>  
  11.   <!--配置過濾器-->  
  12.   <filter>  
  13.       <filter-name>FilterTest</filter-name>  
  14.       <filter-class>com.yangcq.filter.FilterTest</filter-class>  
  15.   </filter>  
  16.   <!--對映過濾器-->  
  17.   <filter-mapping>  
  18.       <filter-name>FilterTest</filter-name>  
  19.       <!--“/*”表示攔截所有的請求 -->  
  20.       <url-pattern>/*</url-pattern>  
  21.   </filter-mapping>  
  22. </web-app>  

3.2、Filter鏈
  在一個web應用中,可以開發編寫多個Filter,這些Filter組合起來稱之為一個Filter鏈。web伺服器根據Filter在web.xml檔案中的註冊順序,決定先呼叫哪個Filter,當第一個Filter的doFilter方法被呼叫時,web伺服器會建立一個代表Filter鏈的FilterChain物件傳遞給該方法。在doFilter方法中,開發人員如果呼叫了FilterChain物件的doFilter方法,則web伺服器會檢查FilterChain物件中是否還有filter,如果有,則呼叫第2個filter,如果沒有,則呼叫目標資源。

四,Spring框架下,過濾器的配置
    如果專案中使用了Spring框架,那麼,很多過濾器都不用自己來寫了,Spring為我們寫好了一些常用的過濾器。下面我們就以字元編碼的
過濾器CharacterEncodingFilter為例,來看一下Spring框架下,如果配置過濾器。

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  1. <filter>  
  2.     <filter-name>encodingFilter</filter-name>  
  3.     <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class>  
  4.     <init-param>  
  5.         <param-name>encoding</param-name>  
  6.         <param-value>UTF-8</param-value>  
  7.     </init-param>  
  8.     <init-param>  
  9.         <param-name>forceEncoding</param-name>  
  10.         <param-value>true</param-value>  
  11.     </init-param>  
  12. </filter>  
  13.   
  14. <filter-mapping>  
  15.     <filter-name>encodingFilter</filter-name>  
  16.     <url-pattern>/*</url-pattern>  
  17. </filter-mapping>  

很簡單吧,這樣幾行配置程式碼,就完成了從全域性控制字元編碼的功能。接下來,我們看一下CharacterEncodingFilter這個過濾器的關鍵程式碼,感受一下,大師的風采,如果我們寫過濾器的話,可以以此為範例。

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  1. package org.springframework.web.filter;  
  2. import java.io.IOException;  
  3. import javax.servlet.FilterChain;  
  4. import javax.servlet.ServletException;  
  5. import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
  6. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
  7. import org.springframework.util.ClassUtils;  
  8. public class CharacterEncodingFilter extends OncePerRequestFilter{  
  9.     private static final boolean responseSetCharacterEncodingAvailable = ClassUtils.hasMethod(  
  10.         class$javax$servlet$http$HttpServletResponse, "setCharacterEncoding", new Class[] { String.class });  
  11.     // 需要設定的編碼方式,為了支援可配置,Spring把編碼方式設定成了一個變數  
  12.     private String encoding;  
  13.     // 是否強制使用統一編碼,也是為了支援可配置  
  14.     private boolean forceEncoding;  
  15.     // 構造器,在這裡,Spring把forceEncoding的值預設設定成了false  
  16.     public CharacterEncodingFilter(){  
  17.         this.forceEncoding = false;  
  18.     }  
  19.     // encoding/forceEncoding的setter方法  
  20.     public void setEncoding(String encoding){  
  21.         this.encoding = encoding;  
  22.     }  
  23.     public void setForceEncoding(boolean forceEncoding){  
  24.         this.forceEncoding = forceEncoding;  
  25.     }  
  26.     // Spring通過GenericFilterBean抽象類,對Filter介面進行了整合,  
  27.     protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)  
  28.         throws ServletException, IOException{  
  29.         if ((this.encoding != null) && (((this.forceEncoding) || (request.getCharacterEncoding() == null)))) {  
  30.             request.setCharacterEncoding(this.encoding);  
  31.             if ((this.forceEncoding) && (responseSetCharacterEncodingAvailable)) {  
  32.                 response.setCharacterEncoding(this.encoding);  
  33.             }  
  34.         }  
  35.         filterChain.doFilter(request, response);  
  36.     }  
  37. }  

GenericFilterBean類:
public abstract class GenericFilterBean implements Filter, BeanNameAware, ServletContextAware, InitializingBean, DisposableBean
還沒有過癮,那就再看一個專案中使用過的一個過濾器:InvilidCharacterFilter(防止指令碼攻擊的過濾器)

 

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  1. import java.io.IOException;  
  2. import java.util.Enumeration;  
  3. import javax.servlet.FilterChain;  
  4. import javax.servlet.RequestDispatcher;  
  5. import javax.servlet.ServletException;  
  6. import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
  7. import javax.servlet.http.HttpServletResponse;  
  8. import org.apache.commons.lang.StringUtils;  
  9. import org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter;  
  10. /* 
  11.  * InvalidCharacterFilter:過濾request請求中的非法字元,防止指令碼攻擊 
  12.  * InvalidCharacterFilter繼承了Spring框架的CharacterEncodingFilter過濾器,當然,我們也可以自己實現這樣一個過濾器 
  13.  */  
  14. public class InvalidCharacterFilter extends CharacterEncodingFilter{  
  15.     // 需要過濾的非法字元  
  16.     private static String[] invalidCharacter = new String[]{  
  17.         "script","select","insert","document","window","function",  
  18.         "delete","update","prompt","alert","create","alter",  
  19.         "drop","iframe","link","where","replace","function","onabort",  
  20.         "onactivate","onafterprint","onafterupdate","onbeforeactivate",  
  21.         "onbeforecopy","onbeforecut","onbeforedeactivateonfocus",  
  22.         "onkeydown","onkeypress","onkeyup","onload",  
  23.         "expression","applet","layer","ilayeditfocus","onbeforepaste",  
  24.         "onbeforeprint","onbeforeunload","onbeforeupdate",  
  25.         "onblur","onbounce","oncellchange","oncontextmenu",  
  26.         "oncontrolselect","oncopy","oncut","ondataavailable",  
  27.         "ondatasetchanged","ondatasetcomplete","ondeactivate",  
  28.         "ondrag","ondrop","onerror","onfilterchange","onfinish","onhelp",  
  29.         "onlayoutcomplete","onlosecapture","onmouse","ote",  
  30.         "onpropertychange","onreadystatechange","onreset","onresize",  
  31.         "onresizeend","onresizestart","onrow","onscroll",  
  32.         "onselect","onstaronsubmit","onunload","IMgsrc","infarction"  
  33.     };  
  34.   
  35.     protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)  
  36.             throws ServletException, IOException{     
  37.         String parameterName = null;  
  38.         String parameterValue = null;  
  39.         // 獲取請求的引數  
  40.         @SuppressWarnings("unchecked")  
  41.         Enumeration<String> allParameter = request.getParameterNames();  
  42.         while(allParameter.hasMoreElements()){  
  43.             parameterName = allParameter.nextElement();  
  44.             parameterValue = request.getParameter(parameterName);  
  45.             if(null != parameterValue){  
  46.                 for(String str : invalidCharacter){  
  47.                     if (StringUtils.containsIgnoreCase(parameterValue, str)){  
  48.                         request.setAttribute("errorMessage", "非法字元:" + str);  
  49.                         RequestDispatcher requestDispatcher = request.getRequestDispatcher("/error.jsp");  
  50.                         requestDispatcher.forward(request, response);  
  51.                         return;  
  52.                     }  
  53.                 }  
  54.             }  
  55.         }  
  56.         super.doFilterInternal(request, response, filterChain);  
  57.     }  
  58. }  

接下來需要在web.xml中進行配置:

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  1. <filter>  
  2.     <filter-name>InvalidCharacterFilter</filter-name>  
  3.     <filter-class>com.yangcq.filter.InvalidCharacterFilter</filter-class>  
  4. </filter>  
  5. <filter-mapping>  
  6.     <filter-name>InvalidCharacterFilter</filter-name>  
  7.     <url-pattern>/*</url-pattern>  
  8. </filter-mapping>  

如果我們不使用Spring的CharacterEncodingFilter類,可以自己來寫。

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  1. import java.io.IOException;  
  2. import java.util.Enumeration;  
  3. import javax.servlet.Filter;  
  4. import javax.servlet.FilterChain;  
  5. import javax.servlet.FilterConfig;  
  6. import javax.servlet.RequestDispatcher;  
  7. import javax.servlet.ServletException;  
  8. import javax.servlet.ServletRequest;  
  9. import javax.servlet.ServletResponse;  
  10. import org.apache.commons.lang.StringUtils;  
  11. /** 
  12.  * SelfDefineInvalidCharacterFilter:過濾request請求中的非法字元,防止指令碼攻擊 
  13.  */  
  14. public class SelfDefineInvalidCharacterFilter implements Filter{  
  15.   
  16.     public void destroy() {  
  17.           
  18.     }  
  19.   
  20.     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {  
  21.         String parameterName = null;  
  22.         String parameterValue = null;  
  23.         // 獲取請求的引數  
  24.         @SuppressWarnings("unchecked")  
  25.         Enumeration<String> allParameter = request.getParameterNames();  
  26.         while(allParameter.hasMoreElements()){  
  27.             parameterName = allParameter.nextElement();  
  28.             parameterValue = request.getParameter(parameterName);  
  29.             if(null != parameterValue){  
  30.                 for(String str : invalidCharacter){  
  31.                     if (StringUtils.containsIgnoreCase(parameterValue, str)){  
  32.                         request.setAttribute("errorMessage", "非法字元:" + str);  
  33.                         RequestDispatcher requestDispatcher = request.getRequestDispatcher("/error.jsp");  
  34.                         requestDispatcher.forward(request, response);  
  35.                         return;  
  36.                     }  
  37.                 }  
  38.             }  
  39.         }  
  40.         filterChain.doFilter(request, response); // 執行目標資源,放行  
  41.     }  
  42.   
  43.     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {  
  44.           
  45.     }  
  46.     // 需要過濾的非法字元  
  47.     private static String[] invalidCharacter = new String[]{  
  48.         "script","select","insert","document","window","function",  
  49.         "delete","update","prompt","alert","create","alter",  
  50.         "drop","iframe","link","where","replace","function","onabort",  
  51.         "onactivate","onafterprint","onafterupdate","onbeforeactivate",  
  52.         "onbeforecopy","onbeforecut","onbeforedeactivateonfocus",  
  53.         "onkeydown","onkeypress","onkeyup","onload",  
  54.         "expression","applet","layer","ilayeditfocus","onbeforepaste",  
  55.         "onbeforeprint","onbeforeunload","onbeforeupdate",  
  56.         "onblur","onbounce","oncellchange","oncontextmenu",  
  57.         "oncontrolselect","oncopy","oncut","ondataavailable",  
  58.         "ondatasetchanged","ondatasetcomplete","ondeactivate",  
  59.         "ondrag","ondrop","onerror","onfilterchange","onfinish","onhelp",  
  60.         "onlayoutcomplete","onlosecapture","onmouse","ote",  
  61.         "onpropertychange","onreadystatechange","onreset","onresize",  
  62.         "onresizeend","onresizestart","onrow","onscroll",  
  63.         "onselect","onstaronsubmit","onunload","IMgsrc","infarction"  
  64.     };  
  65.   
  66. }  

接下來需要在web.xml中進行配置:

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  1. <filter>  
  2.     <filter-name>SelfDefineInvalidCharacterFilter</filter-name>  
  3.     <filter-class>com.yangcq.filter.SelfDefineInvalidCharacterFilter</filter-class>  
  4. </filter>  
  5. <filter-mapping>  
  6.     <filter-name>SelfDefineInvalidCharacterFilter</filter-name>  
  7.     <url-pattern>/*</url-pattern>  
  8. </filter-mapping>  

五、Filter的生命週期
5.1、Filter的建立
  Filter的建立和銷燬由web伺服器負責。 web應用程式啟動時,web伺服器將建立Filter的例項物件,並呼叫其init方法,完成物件的初始化功能,從而為後續的使用者請求作好攔截的準備工作,filter物件只會建立一次,init方法也只會執行一次。通過init方法的引數,可獲得代表當前filter配置資訊的FilterConfig物件。
5.2、Filter的銷燬
  web容器呼叫destroy方法銷燬Filter。destroy方法在Filter的生命週期中僅執行一次。在destroy方法中,可以釋放過濾器使用的資源。
5.3、FilterConfig介面
  使用者在配置filter時,可以使用<init-param>為filter配置一些初始化引數,當web容器例項化Filter物件,呼叫其init方法時,會把封裝了filter初始化引數的filterConfig物件傳遞進來。因此開發人員在編寫filter時,通過filterConfig物件的方法,就可獲得:
  String getFilterName():得到filter的名稱。
  String getInitParameter(String name): 返回在部署描述中指定名稱的初始化引數的值。如果不存在返回null.
  Enumeration getInitParameterNames():返回過濾器的所有初始化引數的名字的列舉集合。
  public ServletContext getServletContext():返回Servlet上下文物件的引用。
示例:利用FilterConfig得到filter配置資訊

[java] view plain copy

  1. package com.yangcq.filter;  
  2. import java.io.IOException;  
  3. import java.util.Enumeration;  
  4. import javax.servlet.Filter;  
  5. import javax.servlet.FilterChain;  
  6. import javax.servlet.FilterConfig;  
  7. import javax.servlet.ServletException;  
  8. import javax.servlet.ServletRequest;  
  9. import javax.servlet.ServletResponse;  
  10. public class FilterTest implements Filter {  
  11.   
  12.     /* 過濾器初始化 
  13.      * @see javax.servlet.Filter#init(javax.servlet.FilterConfig) 
  14.      */  
  15.     @Override  
  16.     public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {  
  17.         System.out.println("----過濾器初始化----");  
  18.         /** 
  19.          *  <filter> 
  20.                   <filter-name>FilterTest</filter-name> 
  21.                   <filter-class>com.yangcq.filter.FilterTest</filter-class> 
  22.                   <!--配置FilterTest過濾器的初始化引數--> 
  23.                   <init-param> 
  24.                       <description>FilterTest</description> 
  25.                       <param-name>name</param-name> 
  26.                       <param-value>gacl</param-value> 
  27.                   </init-param> 
  28.                   <init-param> 
  29.                       <description>配置FilterTest過濾器的初始化引數</description> 
  30.                       <param-name>like</param-name> 
  31.                       <param-value>java</param-value> 
  32.                   </init-param> 
  33.             </filter> 
  34.              
  35.              <filter-mapping> 
  36.                   <filter-name>FilterDemo02</filter-name> 
  37.                   <!--“/*”表示攔截所有的請求 --> 
  38.                   <url-pattern>/*</url-pattern> 
  39.              </filter-mapping> 
  40.          */  
  41.         //得到過濾器的名字  
  42.         String filterName = filterConfig.getFilterName();  
  43.         //得到在web.xml檔案中配置的初始化引數  
  44.         String initParam1 = filterConfig.getInitParameter("name");  
  45.         String initParam2 = filterConfig.getInitParameter("like");  
  46.         //返回過濾器的所有初始化引數的名字的列舉集合。  
  47.         Enumeration<String> initParameterNames = filterConfig.getInitParameterNames();  
  48.           
  49.         System.out.println(filterName);  
  50.         System.out.println(initParam1);  
  51.         System.out.println(initParam2);  
  52.         while (initParameterNames.hasMoreElements()) {  
  53.             String paramName = (String) initParameterNames.nextElement();  
  54.             System.out.println(paramName);  
  55.         }  
  56.     }  
  57.   
  58.     @Override  
  59.     public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,  
  60.             FilterChain chain) throws IOException, ServletException {  
  61.         System.out.println("FilterDemo02執行前!!!");  
  62.         chain.doFilter(request, response);  //讓目標資源執行,放行  
  63.         System.out.println("FilterDemo02執行後!!!");  
  64.     }  
  65.   
  66.     @Override  
  67.     public void destroy() {  
  68.         System.out.println("----過濾器銷燬----");  
  69.     }  
  70. }  

六、Filter的部署時的一些引數的含義
Filter的部署分為兩個步驟:
  1、註冊Filter
  2、對映Filter
6.1、註冊Filter
  開發好Filter之後,需要在web.xml檔案中進行註冊,這樣才能夠被web伺服器呼叫。在web.xml檔案中註冊Filter範例:

[html] view plain copy

  1. <filter>  
  2.     <description>過濾器名稱</description>  
  3.     <filter-name>自定義的名字</filter-name>  
  4.     <filter-class>com.yangcq.filter.FilterTest</filter-class>  
  5.     <!--配置FilterTest過濾器的初始化引數-->  
  6.     <init-param>  
  7.         <description>配置過濾器的初始化引數</description>  
  8.         <param-name>name</param-name>  
  9.         <param-value>gacl</param-value>  
  10.     </init-param>  
  11.     <init-param>  
  12.         <description>配置FilterTest過濾器的初始化引數</description>  
  13.         <param-name>like</param-name>  
  14.         <param-value>java</param-value>  
  15.     </init-param>  
  16. </filter>  

    <description>用於新增描述資訊,該元素的內容可為空,<description>可以不配置。
  <filter-name>用於為過濾器指定一個名字,該元素的內容不能為空。
  <filter-class>元素用於指定過濾器的完整的限定類名。
  <init-param>元素用於為過濾器指定初始化引數,它的子元素<param-name>指定引數的名字,<param-value>指定引數的值。在過濾器中,可以使用FilterConfig介面物件來訪問初始化引數。如果過濾器不需要指定初始化引數,那麼<init-param>元素可以不配置。
6.2、對映Filter
  在web.xml檔案中註冊了Filter之後,還要在web.xml檔案中對映Filter
<!--對映過濾器-->
  <filter-mapping>
      <filter-name>FilterTest</filter-name>
      <!--“/*”表示攔截所有的請求 -->
      <url-pattern>/*</url-pattern>
  </filter-mapping>
<filter-mapping>元素用於設定一個 Filter 所負責攔截的資源。一個Filter攔截的資源可通過兩種方式來指定:Servlet 名稱和資源訪問的請求路徑
  <filter-name>子元素用於設定filter的註冊名稱。該值必須是在<filter>元素中宣告過的過濾器的名字
  <url-pattern>設定 filter 所攔截的請求路徑(過濾器關聯的URL樣式)
  <servlet-name>指定過濾器所攔截的Servlet名稱。
  <dispatcher>指定過濾器所攔截的資源被 Servlet 容器呼叫的方式,可以是REQUEST,INCLUDE,FORWARD和ERROR之一,預設REQUEST。使用者可以設定多個<dispatcher> 子元素用來指定 Filter 對資源的多種呼叫方式進行攔截。如下:
<filter-mapping>
    <filter-name>testFilter</filter-name>
    <url-pattern>/index.jsp</url-pattern>
    <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
    <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
</filter-mapping>
 <dispatcher> 子元素可以設定的值及其意義:
    REQUEST:當用戶直接訪問頁面時,Web容器將會呼叫過濾器。如果目標資源是通過RequestDispatcher的include()或forward()方法訪問時,那麼該過濾器就不會被呼叫。
    INCLUDE:如果目標資源是通過RequestDispatcher的include()方法訪問時,那麼該過濾器將被呼叫。除此之外,該過濾器不會被呼叫。
    FORWARD:如果目標資源是通過RequestDispatcher的forward()方法訪問時,那麼該過濾器將被呼叫,除此之外,該過濾器不會被呼叫。
    ERROR:如果目標資源是通過宣告式異常處理機制呼叫時,那麼該過濾器將被呼叫。除此之外,過濾器不會被呼叫。