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Servlet 與 Filter 的核心差異與協作機制深度解析

編輯：Java 相關知識

前言

在 Java Web 開發中，Servlet 與 Filter 是兩個核心組件，雖然它們都處理 HTTP 請求與回應，但職責與運作模式截然不同。本文將深入剖析兩者的生命週期、核心差異、鏈式調用機制，並附上實戰配置範例，幫助開發者釐清觀念、靈活運用。

核心差異一覽

特性	Servlet	Filter
主要職責	處理業務邏輯、產生動態回應	預處理請求、後處理回應、通用邏輯複用
能否產生回應	是，可直接輸出內容	否，只能修改請求/回應物件
生命週期方法	init、service、destroy	init、doFilter、destroy
調用方式	容器根據 URL 映射直接調用	鏈式調用，經由 FilterChain 傳遞
典型應用場景	Controller、REST API、頁面渲染	編碼過濾、權限驗證、日誌記錄、XSS 防護

Filter 生命週期詳解

1. 初始化階段 `init(FilterConfig config)`

Web 容器啟動時載入 Filter 實例，僅呼叫一次。可透過 FilterConfig 取得 <init-param> 設定的初始化參數（如字元編碼、白名單路徑等）。

2. 過濾階段 `doFilter(request, response, chain)`

每個請求到達時皆會觸發。核心邏輯：

預處理：修改 ServletRequest/ServletResponse、記錄日誌、驗證權限等。
chain.doFilter(request, response)：將控制權傳遞給鏈中下一個 Filter 或目標 Servlet。
後處理：在 chain.doFilter 返回後，可修改回應標頭、壓縮輸出、計算耗時等。

3. 銷毀階段 `destroy()`

容器關閉或 Web 應用卸載前呼叫，用於釋放資源（關閉資料庫連線池、停止排程任務等）。

Filter 鏈式調用機制圖解

請求流向：Client → Filter1 → Filter2 → Filter3 → … → Target Servlet
回應流向：Target Servlet → … → Filter3 → Filter2 → Filter1 → Client

chain.doFilter() 如同一扇「雙向門」：請求通過時向下傳遞，回應返回時向上回溯。若某 Filter 未呼叫 chain.doFilter()，鏈條即中斷，後續 Filter 與 Servlet 皆不會被執行——這常用於權限攔截、快取直接回應等場景。

Web.xml 實戰配置範例

<!-- 編碼過濾器 -->
<filter>
    <filter-name>encodingFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.filter.EncodingFilter</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>encoding</param-name>
        <param-value>UTF-8</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>encodingFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

<!-- 登入驗證過濾器 -->
<filter>
    <filter-name>authFilter</filter-name>
    <filter-class>com.example.filter.AuthFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>authFilter</filter-name>
    <url-pattern>/secure/*</url-pattern>
</filter-mapping>

<!-- 目標 Servlet -->
<servlet>
    <servlet-name>UserServlet</servlet-name>
    <servlet-class>com.example.servlet.UserServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
    <servlet-name>UserServlet</servlet-name>
    <url-pattern>/secure/user</url-pattern>
</servlet-mapping>

關鍵細節： <filter-mapping> 的順序決定鏈條順序；url-pattern 需精準匹配攔截路徑，避免過度攔截靜態資源。

Servlet 3.0+ 註解式配置

現代專案建議使用 @WebFilter 與 @WebServlet 替代 XML：

@WebFilter(urlPatterns = "/*", initParams = @WebInitParam(name="encoding", value="UTF-8"))
public class EncodingFilter implements Filter { ... }

@WebServlet("/secure/user")
public class UserServlet extends HttpServlet { ... }