SpringBootWeb案例——Tlias智能学习辅助系统(3)—

前一节已经实现了部门管理、员工管理的基本功能。但并没有登录，就直接访问到了Tlias智能学习辅助系统的后台，这节来实现登录认证。

登录功能
登录校验(重点)
- 会话技术
- - 会话跟踪方案一 Cookie（客户端会话跟踪技术）
  - 会话跟踪方案二 Session（服务端会话跟踪技术）
  - 会话跟踪方案三令牌技术（推荐）
- JWT令牌
- - 生成和校验
  - 案例集成JWT
- 过滤器Filter
- - Filter详解
  - 案例集成Filter
- 拦截器Interceptor
- - 拦截器Interceptor详解
  - 案例集成拦截器Interceptor
异常处理
- 全局异常处理器

在这里插入图片描述

登录功能

基本信息

请求路径：/login
请求方式：POST
接口描述：该接口用于员工登录Tlias智能学习辅助系统。

请求参数样例：

{
	"username": "jinyong",
	"password": "123456"
}

LoginController

@RestController
public class LoginController {
    @Autowired
    private EmpService empService;
    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Emp emp){
        Emp e = empService.login(emp);
        return e != null ? Result.success():Result.error("用户名或密码错误");
    }
}

EmpServiceImpl

    @Override
    public Emp login(Emp emp) {
        //调用dao层功能：登录
        Emp loginEmp = empMapper.getByUsernameAndPassword(emp);
        //返回查询结果给Controller
        return loginEmp;
    }

EmpMapper

    //用户登录账号密码查询
    @Select("select * from emp where username=#{username} and password=#{password}")
    Emp getByUsernameAndPassword(Emp emp);

postman测试：

在这里插入图片描述

前端测试，先退出登录进入到登录界面输入正确账号密码成功进入后台，输入错误提示账号或密码错误。

登录校验(重点)

但是当我们在浏览器中新的页面上输入地址localhost:90/#/system/dept发现没有登录仍然可以进入到后端管理系统页面。

在这里插入图片描述

我们在服务器端并没有做任何的判断，没有去判断用户是否登录了。所以无论用户是否登录，都可以访问部门管理以及员工管理的相关数据。

真正的登录功能应该是：登陆后才能访问后端系统页面，不登陆则跳转登陆页面进行登陆。我们需要完成一步非常重要的操作：登录校验。

前面在讲解HTTP协议的时候，我们提到HTTP协议是无状态协议。无状态，指的是每一次请求都是独立的，下一次请求并不会携带上一次请求的数据。

而浏览器与服务器之间进行交互，基于HTTP协议也就意味着现在我们通过浏览器来访问了登陆这个接口，实现了登陆的操作，接下来我们在执行其他业务操作时，服务器也并不知道这个员工到底登陆了没有。因为HTTP协议是无状态的，两次请求之间是独立的，所以是无法判断这个员工到底登陆了没有。

具体登录校验的实现思路可以分为两部分：

1. 在员工登录成功后，需要将用户登录成功的信息存起来，记录用户已经登录成功的标记。
2. 在浏览器发起请求时，需要在服务端进行统一拦截，拦截后进行登录校验。

我们要完成以上操作，会涉及到web开发中的两个技术：
1. 会话技术
2. 统一拦截技术

而统一拦截技术现实方案也有两种：
1. Servlet规范中的Filter过滤器
2. Spring提供的interceptor拦截器

在这里插入图片描述

会话技术

在web开发当中，会话指的就是浏览器与服务器之间的一次连接，我们就称为一次会话。

比如：打开了浏览器来访问web服务器上的资源（浏览器不能关闭、服务器不能断开）
第1次：访问的是登录的接口，完成登录操作
第2次：访问的是部门管理接口，查询所有部门数据
第3次：访问的是员工管理接口，查询员工数据
只要浏览器和服务器都没有关闭，以上3次请求都属于一次会话当中完成的。

当有三个浏览器客户端和服务器建立了连接时，就会有三个会话。同一个浏览器在未关闭之前请求了多次服务器，这多次请求是属于同一个会话。

会话跟踪：一种维护浏览器状态的方法，服务器需要识别多次请求是否来自于同一浏览器，以便在同一次会话的多次请求间共享数据。

我们使用会话跟踪技术就是要完成在同一个会话中，多个请求之间进行共享数据。
为什么要共享数据呢？
由于HTTP是无状态协议，在后面请求中怎么拿到前一次请求生成的数据呢？此时就需要在一次会话的多次请求之间进行数据共享

会话跟踪技术有三种：

Cookie（客户端会话跟踪技术）
数据存储在客户端浏览器当中
Session（服务端会话跟踪技术）
数据存储在储在服务端
令牌技术

会话跟踪方案一 Cookie（客户端会话跟踪技术）

我们使用 cookie 来跟踪会话，数据存储在客户端浏览器当中。可以在浏览器第一次发起请求来请求服务器的时候，我们在服务器端来设置一个cookie。

比如第一次请求了登录接口，在服务端，登录接口执行完成之后可以设置一个cookie，在 cookie 当中就可以来存储用户相关的一些数据信息。比如可以在 cookie 当中来存储当前登录用户的用户名，用户的ID。然后服务器端在给客户端在响应数据的时候，会自动的将 cookie 响应给浏览器，浏览器接收到响应回来的 cookie 之后，会自动的将 cookie 的值存储在浏览器本地。接下来在后续的每一次请求当中，都会自动的将浏览器本地所存储的 cookie 自动地携带到服务端。服务端获取到 cookie 的值后便可以去判断一下这个 cookie 的值是否存在，如果不存在这个cookie，就说明客户端之前是没有访问登录接口的；如果存在 cookie 的值，就说明客户端之前已经登录完成了。这样我们就可以基于 cookie 在同一次会话的不同请求之间来共享数据。

上面三个有自动，为什么为什么这一切都是自动化进行的？是因为 cookie 是 HTTP 协议当中所支持的技术，HTTP协议给我们提供了一个响应头和请求头：

响应头 Set-Cookie ：设置Cookie数据的，被用于从服务器向浏览器发送Cookie
请求头 Cookie：携带Cookie数据的，存储先前从服务器发送来的Cookie

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代码测试

public class SessionController {
    //设置Cookie,即服务器给浏览器响应的Cookie
    @GetMapping("/c1")
    public Result cookie1(HttpServletResponse response){//直接在形参里获取到响应对象response
        response.addCookie(new Cookie("login_username","itheima"));//设置Cookie/响应Cookie
        //俩个参数 一个是cookie的名字 另一个是其参数value
        return Result.success();
    }

    //获取Cookie,获取浏览器在请求头中给服务端携带的Cookie数据
    @GetMapping("/c2")
    public Result cookie2(HttpServletRequest request){//直接在形参里获取到请求对象request
        Cookie[] cookies = request.getCookies();//获取所有的Cookie
        for (Cookie cookie : cookies) {
            if(cookie.getName().equals("login_username")){//我们只想获取名为login_username的cookie
                System.out.println("login_username: "+cookie.getValue()); //输出name为login_username的cookie
            }
        }
        return Result.success();
    }
}

A.浏览器访问c1接口，设置Cookie

在这里插入图片描述

可以看到，设置的cookie，通过响应头Set-Cookie响应给浏览器，并且浏览器拿到响应数据后，会自动的解析响应头，如果有Set-Cookie，就会自动将其存储在浏览器端：

请添加图片描述

B. 浏览器访问c2接口，此时浏览器会自动的将刚刚接收并保存的Cookie携带到服务端，是通过请求头Cookie携带的：

在这里插入图片描述

Cookie优缺点

优点：HTTP协议中支持的技术（像Set-Cookie 响应头的解析以及 Cookie 请求头数据的携
带，都是浏览器自动进行的，是无需我们手动操作的）

缺点：
移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
存储在浏览器不安全，且用户可以自己禁用Cookie，禁用后则无法使用
Cookie不能跨域

跨域介绍：

现在的项目，大部分都是前后端分离的，前后端最终也会分开部署，假如前端部署在服务器 192.168.150.200 上，端口 80，后端部署在 192.168.150.100上，端口 8080
我们打开浏览器直接访问前端工程，访问url：http://192.168.150.200/login.html(http默认访问80端口所以不用指定端口)
然后在该页面发起请求到服务端，而服务端所在地址不再是localhost，而是服务器的IP地址192.168.150.100，假设访问接口地址为：http://192.168.150.100:8080/login
那此时就存在跨域操作了，因为我们是在 http://192.168.150.200/login.html 这个页面上访问了http://192.168.150.100:8080/login 接口
此时如果服务器设置了一个Cookie，这个Cookie是不能使用的，因为Cookie无法跨域

区分跨域的维度：

协议
IP/协议
端口

只要上述的三个维度有任何一个维度不同，那就是跨域操作

会话跟踪方案二 Session（服务端会话跟踪技术）

我们使用 Session 来跟踪会话，数据存储在服务器端当中。Session 的底层其实就是基于 Cookie 来实现的。

在这里插入图片描述

获取Session
浏览器在第一次请求服务器的时候，可以直接在服务器当中来获取到会话对象Session。如果是第一次请求Session ，会话对象是不存在的，这个时候服务器会自动的创建一个会话对象Session 。而每一个会话对象Session ，它都有一个ID（示意图中Session后面括号中的1）。
响应Cookie (JSESSIONID)
服务器端在给浏览器响应数据的时候，它会将 Session 的 ID 通过 Cookie 响应给
浏览器。JSESSIONID 代表的服务器端会话对象Session 的 ID。浏览器会自动识别这个响应头，然后自动将Cookie存储在浏览器本地。
查找Session
在后续的每一次请求当中，浏览器都会将 Cookie 的数据获取出来，并且携带到服务端。接下来服务器拿到JSESSIONID这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session。这样就可以通过 Session 会话对象在同一次会话的多次请求之间来共享数据了。

代码测试

    @GetMapping("/s1")
    public Result session1(HttpSession session){//直接在形参里获取到会话对象session
        //服务器会判断这次请求对应的会话对象session是否存在 不存在则会新创建一个session 存在则获取当前这一次请求对应的session
        log.info("HttpSession-s1: {}", session.hashCode());
        session.setAttribute("loginUser", "tom"); //往session中存储数据
        return Result.success();
    }

    @GetMapping("/s2")
    public Result session2(HttpServletRequest request){//也可以通过request获取当前对话session
        HttpSession session = request.getSession();
        log.info("HttpSession-s2: {}", session.hashCode());
        Object loginUser = session.getAttribute("loginUser"); //从session中获取数据
        log.info("loginUser: {}", loginUser);
        return Result.success(loginUser);
    }

A.访问s1接口localhost:8080/s1

在这里插入图片描述

请求完成之后，在响应头中，就会看到有一个Set-Cookie的响应头，里面响应回来了一个Cookie，就是JSESSIONID，这个就是服务端会话对象 Session 的ID。
并且浏览器拿到响应数据后，会自动的将Cookie存储在浏览器端：

请添加图片描述

B.访问 s2 接口， localhost:8080/s2

在这里插入图片描述

在后续的每次请求时，都会将Cookie的值，携带到服务端，那服务端呢，接收到Cookie之后，会自动的根据JSESSIONID的值，找到对应的会话对象Session。

经过这两步测试在控制台中输出如下日志：

在这里插入图片描述

两次请求，获取到的Session会话对象的hashcode是一样的，就说明是同一个会话对象。且在同一个会话的多次请求之间来进行数据共享了。

Session优缺点

- 优点：Session是存储在服务端的，安全
- 缺点：
  - 服务器集群环境下无法直接使用Session
  - 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
  - 用户可以自己禁用Cookie
  - Cookie不能跨域

因为Session 底层是基于Cookie实现的会话跟踪，如果Cookie不可用，则该方案，也就失效了。

服务器集群环境为何无法使用Session？

现在所开发的项目，一般都不会只部署在一台服务器上，因为一台服务器会单点故障问题。所谓单点故障，指的就是一旦这台服务器挂了，整个应用都没法访问了。

所以在现在的企业项目开发当中，最终部署的时候都是以集群的形式来进行部署，也就是同一个项目它会部署多份。

而用户在访问的时候，先会访问一台前置的服务器，叫负载均衡服务器，它的作用就是将前端发起的请求均匀的分发给后面的这三台服务器。

此时假如通过 session 来进行会话跟踪，可能就会存在这样一个问题。前后分配的服务器不一致，导致会话不一致，Session方案就无法使用了。

会话跟踪方案三令牌技术（推荐）

上面这两种传统的会话技术，在现在的企业开发当中会存在很多的问题。在现在的企业开发当中，基本上都会采用第三种方案，通过令牌技术来进行会话跟踪。

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这里的令牌其实就是一个用户身份的标识，本质就是一个字符串。

通过令牌技术来跟踪会话，可以在浏览器请求登录接口登录成功的时候，生成一个令牌，其是用户的合法身份凭证。在响应数据的时候将令牌响应给前端。前端接收到令牌后将这个令牌存储在cookie 当中，也可以存储在其他的存储空间(比如：localStorage)当中。在后续的每一次请求当中，都需要将令牌携带到服务端。然后服务端就需要校验令牌的有效性。若有效，说明用户已执行登录操作，如无效，说明用户之前并未执行登录操作。

若在同一次会话的多次请求之间想共享数据，将共享的数据存储在令牌当中就可以了。

令牌技术优缺点

优点：
支持PC端、移动端
解决集群环境下的认证问题
减轻服务器的存储压力（无需在服务器端存储）

缺点：需要自己实现（包括令牌的生成、令牌的传递、令牌的校验）

JWT令牌

我们采用令牌技术来解决案例项目当中的会话跟踪问题。令牌的形式有很多，我们使用功能强大的 JWT令牌，全称：JSON Web Token，官网。

JWT定义了一种简洁的、自包含的格式，用于在通信双方以json数据格式安全的传输信息。由于数字签名的存在，这些信息是可靠的。

自包含：指的是jwt令牌，看似是一个随机的字符串，但是我们是可以根据自身的需求在jwt令牌中存储自定义的数据内容。如：可以直接在jwt令牌中存储用户的相关信息。

JWT是如何将原始的JSON格式数据，转变为字符串的呢？在生成JWT令牌时，会对JSON格式的数据进行一次编码：进行base64编码，Base64是编码方式，而不是加密方式。

JWT的组成：（三个部分之间使用英文的点来分割）

- 第一部分：Header(头）， 记录令牌类型、签名算法等。 例如：{"alg":"HS256","type":"JWT"}
- 第二部分：Payload(有效载荷），携带一些自定义信息、默认信息等。 例如：{"id":"1","username":"Tom"}
- 第三部分：Signature(签名），防止Token被篡改、确保安全性。融合header、payload，并加入指定秘钥，通过指定签名算法计算而来

在这里插入图片描述

签名的目的就是为了防jwt令牌被篡改，而正是因为jwt令牌最后一个部分数字签名的存在，所以整个jwt 令牌是非常安全可靠的。一旦jwt令牌当中任何一个部分、任何一个字符被篡改了，整个令牌在校验的时候都会失败。

JWT令牌最典型的应用场景就是登录认证：

1. 在浏览器发起请求来执行登录操作，此时会访问登录的接口，如果登录成功之后，我们需要生成一个jwt令牌，将生成的 jwt令牌返回给前端。
2. 前端拿到jwt令牌之后，会将jwt令牌存储起来。在后续的每一次请求中都会将jwt令牌携带到服
务端。
3. 服务端统一拦截请求后，先判断这次请求是否携带令牌，若无，拒绝访问，若有，则校验令牌是否是有效。若有效，就直接放行进行请求的处理。

生成和校验

首先我们先来实现JWT令牌的生成：工具类：Jwts。要想使用JWT令牌，需要先引入JWT的依赖：

<!-- JWT依赖-->
<dependency>
	<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
	<artifactId>jjwt</artifactId>
	<version>0.9.1</version>
</dependency>

生成JWT代码实现测试：

@Test
public void genJwt(){
    Map<String,Object> claims = new HashMap<>();
    claims.put("id",1);
    claims.put("username","Tom");
    String jwt = Jwts.builder()
            .setClaims(claims) //自定义内容(即JWT的第二部分 载荷部分)
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "itheima") //指定: 1.数字签名算法 2.数字签名密钥
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 24*3600*1000)) //设置有效期 单位毫秒 这里是24小时的有效期
            .compact();//拿到字符串类型的返回值 即JWT令牌
    System.out.println(jwt);
}

其中数字签名算法种类我们可以在官网上查看：

请添加图片描述

运行测试方法：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjk5NjA1MjY0LCJ1c2VybmFtZSI6IlRvbSJ9._fTZ5DBIeGAZjFf4aQriOpvZMG8cjSAqlSeeIsZ9fvI

我们可以将生成的令牌复制一下，然后打开JWT的官网，将生成的令牌直接放在Encoded位置，此时就会自动的将令牌解析出来。

请添加图片描述

第一部分解析出来，看到JSON格式的原始数据，所使用的签名算法为HS256。

第二个部分是我们自定义的数据，还有一个exp代表的是我们所设置的过期时间。

由于前两个部分是base64编码，可以直接解码出来。但最后一个部分并不是base64编码，是经过签名算法计算出来的，所以最后一个部分是不会解析的。

下面我们接着使用Java代码来校验JWT令牌(解析生成的令牌)：

@Test
public void parseJwt() {
    Claims claims = Jwts.parser()
            .setSigningKey("itheima")//指定签名密钥（必须保证和生成令牌时使用 相同的签名密钥）
            .parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjk5NjA1MjY0LCJ1c2VybmFtZSI6IlRvbSJ9._fTZ5DBIeGAZjFf4aQriOpvZMG8cjSAqlSeeIsZ9fvI")
            .getBody();
    System.out.println(claims);
}

运行测试方法：

{id=1, exp=1699605264, username=Tom}

令牌解析后，我们可以看到自定义数据和过期时间

做一个测试：把令牌header中的数字9变为8，运行测试方法后发现报错。结论：篡改令牌中的任何一个字符，在对令牌进行解析时都会报错，所以JWT令牌是非常安全可靠的。

继续测试：修改生成令牌的时指定的过期时间，修改为1分钟。等待1分钟之后运行测试方法发现也报错了，说明：JWT令牌过期后，令牌就失效了，解析的为非法令
牌。

案例集成JWT

主要就是两步操作：1.在登录成功之后来生成一个JWT令牌，并且把这个令牌直接返回给前端；2.拦截前端请求，从请求中获取到令牌，对令牌进行解析校验

我们首先来完成：登录成功之后生成JWT令牌，并且把令牌返回给前端。

JWT令牌怎么返回给前端呢？此时我们就需要再来看一下接口文档当中关于登录接口的描述（主要看响应数据）：

参数格式：application/json
响应数据样例：

{
	"code": 1,
	"msg": "success",
	"data":"eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJuYW1lIjoi6YeR5bq4IiwiaWQiOjEsInVzZXJuYW1lIjoiamlueW9uZyIsImV4cCI6MTY2MjIwNzA0OH0.KkUc_CXJZJ8Dd063eImx4H9Ojfrr6XMJ-yVzaWCVZCo"
}

//用户登录成功后，系统自动下发JWT令牌，在后续的每次请求中，都需要在请求头header中携带到服务端。
//请求头的名称为 token ，值为登录时下发的JWT令牌。
//如果检测到用户未登录，则会返回如下固定错误信息：
/*
{
	"code": 0,
	"msg": "NOT_LOGIN",
	"data": null
}
*/

实现：书写JWT工具类，登录完成后调用工具类生成JWT令牌并返回

JWT工具类

public class JwtUtils {
    private static String signKey = "itheima";//签名密钥
    private static Long expire = 43200000L; //有效时间

    /**
     * 生成JWT令牌
     *
     * @param claims JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     * @return
     */
    public static String generateJwt(Map<String, Object> claims) {
        String jwt = Jwts.builder()
                .addClaims(claims)//自定义信息（有效载荷）
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey)//签名算 法（头部）
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() +
                        expire))//过期时间
                .compact();
        return jwt;
    }

    /**
     * 解析JWT令牌
     *
     * @param jwt JWT令牌
     * @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt) {
        Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(signKey)//指定签名密钥
                .parseClaimsJws(jwt)//指定令牌Token
                .getBody();
        return claims;
    }

}

LoginController

登录成功，生成JWT令牌并返回

@RestController
public class LoginController {
    @Autowired
    private EmpService empService;

    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Emp emp){
        Emp loginEmp = empService.login(emp);
        //判断：登录用户是否存在
        if(loginEmp !=null ){
            //自定义信息
            Map<String , Object> claims = new HashMap<>();
            claims.put("id", loginEmp.getId());
            claims.put("username",loginEmp.getUsername());
            claims.put("name",loginEmp.getName());
            //使用JWT工具类，生成身份令牌
            String token = JwtUtils.generateJwt(claims);
            return Result.success(token);
        }
        return Result.error("用户名或密码错误");
    }
}

postman测试登录接口：

在这里插入图片描述

打开浏览器完成前后端联调操作：利用开发者工具，抓取一下网络请求

在这里插入图片描述

服务器响应的JWT令牌存储在本地浏览器哪里了呢？在当前案例中，JWT令牌存储在浏览器的本地存储空间local storage中了。 local storage是浏览器的本地存储，在移动端也是支持的。

在这里插入图片描述

再发起一个查询部门数据的请求，此时我们可以看到在请求头中包含一个token(JWT令牌)，后续的每一次请求当中，都会将这个令牌携带到服务端。

在这里插入图片描述

过滤器Filter

在后续的请求当中，都会在请求头中携带JWT令牌到服务端，而服务端需要统一拦截所有的请求，从而判断是否携带的有合法的JWT令牌。那怎么样来统一拦截到所有的请求校验令牌的有效性呢？这里我们会学习两种解决方案：

Filter过滤器
Interceptor拦截器

首先学习Filter过滤器。

在这里插入图片描述

Filter表示过滤器，是 JavaWeb三大组件(Servlet、Filter、Listener)之一。
过滤器可以把对资源的请求拦截下来，从而实现一些特殊的功能
- 使用了过滤器之后，要想访问web服务器上的资源，必须先经过滤器处理完毕之后，才可以访问对应资源。
过滤器一般完成一些通用的操作，比如：登录校验、统一编码处理、敏感字符处理等。

下面我们通过Filter快速入门程序掌握过滤器的基本使用：

第1步，定义过滤器：定义一个类，实现 Filter 接口，并重写其所有方法。
第2步，配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。引导类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

定义过滤器

package com.itheima.filter;
//定义一个类，实现一个标准的Filter过滤器的接口
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override //初始化方法, 只调用一次
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init 初始化方法执行了");
    }

    @Override //拦截到请求之后调用, 调用多次
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Demo 拦截到了请求...放行前逻辑");
        //放行操作 不执行放行操作，将无法访问后面的资源。
        chain.doFilter(request,response);
    }

    @Override //销毁方法, 只调用一次
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy 销毁方法执行了");
    }
}

init方法：过滤器的初始化方法。在web服务器启动的时候会自动的创建Filter过滤器对象，在创建过滤器对象的时候会自动调用init初始化方法，这个方法只会被调用一次。

doFilter方法：这个方法是在每一次拦截到请求之后都会被调用，所以这个方法是会被调用多次的，每拦截到一次请求就会调用一次doFilter()方法。

destroy方法：是销毁的方法。当我们关闭服务器的时候，它会自动的调用销毁方法destroy，而这个销毁方法也只会被调用一次。

在定义完Filter之后，Filter其实并不会生效，还需要完成Filter的配置，Filter的配置非常简单，只需要在Filter类上添加一个注解：@WebFilter，并指定属性urlPatterns，通过这个属性指定过滤器要拦截哪些请求

@WebFilter(urlPatterns = "/*") //配置过滤器要拦截的请求路径（ /* 表示拦截浏览器的所有请求 ）
public class DemoFilter implements Filter {
	...
}

当我们在Filter类上面加了@WebFilter注解之后，接下来我们还需要在启动类上面加上一个注解@ServletComponentScan，通过这个@ServletComponentScan注解来开启SpringBoot项目对于Servlet组件的支持。

@ServletComponentScan
@SpringBootApplication
public class TliasWebManagementApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TliasWebManagementApplication.class, args);
    }

}

重新启动服务，打开浏览器，执行部门管理的请求，可以看到控制台输出了过滤器中的内容：

在这里插入图片描述

Filter详解

快速入门程序我们已经完成了，现在介绍Filter以下3个方面的细节

1. 过滤器的执行流程 2. 过滤器的拦截路径配置 3. 过滤器链

过滤器的执行流程

在这里插入图片描述

过滤器拦截到了请求后，若希望继续访问后面的web资源，就要执行放行操作，放行就是调用 FilterChain对象当中的doFilter()方法，在调用doFilter()这个方法之前所编写的代码属于放行之前的逻辑。
在放行后访问完 web 资源之后还会回到过滤器当中，回到过滤器之后如有需求还可以执行放行之后的逻辑，放行之后的逻辑我们写在doFilter()这行代码之后。

过滤器的拦截路径配置

Filter可以根据需求，配置不同的拦截资源路径：

拦截路径	urlPatterns值	含义
拦截具体路径	/login	只有访问 /login 路径时，才会被拦截
目录拦截	/emps/*	访问/emps下的所有资源，都会被拦截
拦截所有	/*	访问所有资源，都会被拦截

过滤器链

所谓过滤器链指的是在一个web应用程序当中，可以配置多个过滤器，多个过滤器就形成了一个过滤器链,执行到了最后一个过滤器放行之后，才会访问对应的web资源。访问完web资源之后，还会回到过滤器当中来执行过滤器放行后的逻辑，而在执行放行后的逻辑的时候，顺序是反着的。

在这里插入图片描述

下面来验证下过滤器链:

在filter包下再来新建一个Filter过滤器类：AbcFilter
在AbcFilter过滤器中编写放行前和放行后逻辑
配置AbcFilter过滤器拦截请求路径为：/*
重启SpringBoot服务，查看DemoFilter、AbcFilter的执行日志

AbcFilter过滤器

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class AbcFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Abc 拦截到了请求... 放行前逻辑");

        //放行
        chain.doFilter(request,response);

        System.out.println("Abc 拦截到了请求... 放行后逻辑");
    }
}

DemoFilter过滤器

@WebFilter(urlPatterns = "/*") 
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("DemoFilter   放行前逻辑.....");

        //放行请求
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);

        System.out.println("DemoFilter   放行后逻辑.....");
    }
}

打开浏览器访问登录接口：

在这里插入图片描述

AbcFilter先执行DemoFilter后执行，这是为什么呢？因为以注解方式配置的Filter过滤器，它的执行优先级是按时过滤器类名的自动排序确定的。测试：修改AbcFilter类名为XbcFilter，运行程序查看控制台日志

在这里插入图片描述

案例集成Filter

回顾一下登录校验的基本流程：

1.要进入到后台管理系统，必须先完成登录操作，就需要访问登录接口login。
2.登录成功之后，我们会在服务端生成一个JWT令牌，并且把JWT令牌返回给前端，前端会将JWT令牌存储下来。
3.在后续的每一次请求当中，都会将JWT令牌携带到服务端，请求到达服务端之后，要想去访问对应的业务功能，此时我们必须先要校验令牌的有效性。
4.对于校验令牌的这一块操作，我们使用登录校验的过滤器，在过滤器当中来校验令牌的有效性。

PS:所有的请求，拦截到了之后，都需要校验令牌吗？
登录请求例外

PS:拦截到请求后，什么情况下才可以放行，执行业务操作？
有令牌，且令牌校验通过(合法)；否则都返回未登录错误结果

基于上面的业务流程，我们分析出具体的操作步骤：

1. 获取请求url
2. 判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
3. 获取请求头中的令牌（token）
4. 判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
5. 解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
6. 放行

分析清楚了以上的问题后，我们就参照接口文档来开发登录功能了，登录接口描述如下：

基本信息

请求路径：/login
请求方式：POST
接口描述：该接口用于员工登录Tlias智能学习辅助系统，登录完毕后，系统下发JWT令牌。

请求参数样例：

{
	"username": "jinyong",
	"password": "123456"
}

响应数据样例：

{
	"code": 1,
	"msg": "success",
	"data":"eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJuYW1lIjoi6YeR5bq4IiwiaWQiOjEsInVzZXJuYW1lIjoiamlueW9uZyIsImV4cCI6MTY2MjIwNzA0OH0.KkUc_CXJZJ8Dd063eImx4H9Ojfrr6XMJ-yVzaWCVZCo"
}

登录校验过滤器：LoginCheckFilter

@Slf4j
@WebFilter(urlPatterns = "/*") //拦截所有请求
public class LoginCheckFilter implements Filter {
    /*
    没有重写init()和destroy()这两个方法，那么Servlet容器会调用Filter接口中的默认实现 这两个方法的默认实现是空的
    不需要进行特殊的初始化或清理操作 你可以选择不重写这两个方法
    反之 可能需要在init()方法中打开数据库连接 在destroy()方法中关闭数据库连接
     */

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        //前置：强制转换为http协议的请求对象、响应对象 （转换原因：要使用子类中特有方法）
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

        //1.获取请求url
        String url = request.getRequestURL().toString();
        log.info("请求路径：{}", url); //请求路径：http://localhost:8080/login

        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
        if(url.contains("/login")){
            chain.doFilter(request, response);//放行请求
            return;//结束当前方法的执行
        }

        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);

        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){//通过字符串长度判断
            log.info("Token不存在");
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);
            return;
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);
            return;
        }

        //6.放行
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

使用到了一个第三方json处理的工具包fastjson。需要引入如下依赖：

<dependency>
	<groupId>com.alibaba</groupId>
	<artifactId>fastjson</artifactId>
	<version>1.2.76</version>
</dependency>

登录校验的过滤器我们编写完成了，接下来我们就可以重新启动服务来做一个测试，测试前先把之前所编写的测试使用的过滤器，暂时注释掉。直接将@WebFilter注解给注释掉即可。

测试1：未登录是否可以访问部门管理页面

首先关闭浏览器，重新打开浏览器，在地址栏中输入：localhost:8080/#/system/dept

由于用户没有登录，登录校验过滤器返回错误信息，前端页面根据返回的错误信息结果，自动跳转到登录页面了
测试2：先进行登录操作，再访问部门管理页面

登录校验成功之后，可以正常访问相关业务操作页面

拦截器Interceptor

什么是拦截器？

是一种动态拦截方法调用的机制，类似于过滤器。拦截器是Spring框架中提供的，用来动态拦截控制器方法的执行。

下面我们通过快速入门程序，来学习下拦截器的基本使用。拦截器的使用步骤和过滤器类似，也分为两步：1. 定义拦截器 2. 注册配置拦截器

自定义拦截器：实现HandlerInterceptor接口，并重写其所有方法

package com.itheima.interceptor;

//自定义拦截器
@Component
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //目标资源方法执行前执行。 返回true：放行 返回false：不放行
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request,
                             HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        return true; //true表示放行
    }

    //目标资源方法执行后执行
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request,
                           HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView
                                   modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("postHandle ... ");
    }

    //视图渲染完毕后执行，最后执行
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request,
                                HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws
            Exception {
        System.out.println("afterCompletion .... ");
    }
}

注册配置拦截器：实现WebMvcConfigurer接口，并重写addInterceptors方法

package com.itheima.config;

@Configuration //代表其是配置类 还记得之前用过的@ConfigurationProperties吗
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    //自定义的拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor).addPathPatterns("/**");
        //指定拦截器 设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
    }
}

postman测试：

在这里插入图片描述

再来做一个测试：将拦截器中返回值改为false，使用postman，再次点击send发送请求后，没有响应数据，说明请求被拦截了没有放行。

拦截器Interceptor详解

拦截路径

在注册配置拦截器的时候，我们要指定拦截器的拦截路径，通过addPathPatterns("要拦截的路径")方法，就可以指定要拦截哪些资源。

在入门程序中我们配置的是/**，表示拦截所有资源。还可以指定不拦截哪些资源，只需要调用excludePathPatterns("不拦截的路径")方法，指定哪些资源不需要拦截。

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    //拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
                .excludePathPatterns("/login");//设置不拦截的请求路径
    }
}

在拦截器中除了可以设置/**拦截所有资源外，还有一些常见拦截路径设置：

拦截路径	含义	举例
/*	一级路径	能匹配/depts，/emps，/login，不能匹配 /depts/1
/**	任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2
/depts/*	/depts下的一级路径	能匹配/depts/1，不能匹配/depts/1/2，/depts
/depts/**	/depts下的任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2，不能匹配/emps/1

执行流程

在这里插入图片描述


当浏览器来访问部署在web服务器当中的web应用时，定义的过滤器会拦截到这次请求。拦截后，先执行放行前逻辑，然后再执行放行操作。而由于我们当前是基于springboot开发的，所以放行之后是进入到了spring的环境当中，也就是要来访问我们所定义的controller当中的接口方法。

Tomcat并不识别所编写的Controller程序，但是它识别Servlet程序，所以在Spring的Web环境中提供了一个非常核心的Servlet：DispatcherServlet（前端控制器），所有请求都会先行到DispatcherServlet，再将请求转给Controller。

在controller当中的方法执行完毕之后，再回过来执行postHandle() 这个方法以及afterCompletion() 方法，然后再返回给DispatcherServlet，最终再来执行过滤器当中放行后的这一部分逻辑的逻辑。执行完毕之后，最终给浏览器响应数据。

演示下过滤器和拦截器同时存在的执行流程：开启LoginCheckInterceptor拦截器和DemoFilter过滤器。
重启SpringBoot服务后，清空日志，打开Postman，测试查询部门：

在这里插入图片描述

所以过滤器和拦截器之间的区别主要是两点：

接口规范不同：过滤器需要实现Filter接口，而拦截器需要实现HandlerInterceptor接口。
拦截范围不同：过滤器Filter会拦截所有的资源，而Interceptor只会拦截Spring环境中的资源。

案例集成拦截器Interceptor

登录校验的业务逻辑以及操作步骤和登录校验Filter过滤器当中的逻辑是完全
一致的。

登录校验拦截器

//自定义拦截器
@Component //当前拦截器对象由Spring创建和管理
@Slf4j
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //前置方式
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request,
                             HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception{

        //1.获取请求url
        String url = request.getRequestURL().toString();
        log.info("请求路径：{}", url); //请求路径：http://localhost:8080/login

        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
        if(url.contains("/login")) return true;

        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);

        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");
            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头（告知浏览器：响应的数据类型为json、响应的数据编码表为utf-8）
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);
            return false;//不放行
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");
            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);
            return false;
        }

        //6.放行
        return true;
    }
}

注册配置拦截器

@Configuration //代表其是配置类 还记得在上一节用过的@ConfigurationProperties吗
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    //自定义的拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns("/login");//登录请求不拦截
    }
}

登录校验的拦截器编写完成后，接下来我们就可以重新启动服务来做一个测试：（关闭登录校验Filter过滤器）

测试1：未登录是否可以访问部门管理页面。由于用户没有登录，校验机制返回错误信息，前端页面根据返回的错误信息结果，自动跳转到登录页面了。

测试2：先进行登录操作，再访问部门管理页面。登录校验成功之后，可以正常访问相关业务操作页面。

到此我们也就验证了所开发的登录校验的拦截器也是没问题的。登录校验的过滤器和拦截器，我们只需要使用其中的一种就可以了。

异常处理

看一下系统出现异常之后会发生什么现象，再来介绍异常处理的方案。

访问新增部门操作，且系统已经有了 “就业部” 部门，再增加一个就业部后，窗口关闭了，页面没有任何反应，就业部也没有添加上。而此时发现网络请求报错了。

在这里插入图片描述

状态码为500，表示服务器端异常，打开idea看一下，服务器端出了什么问题。报错添加就业部这个部门时，违反了唯一约束。

在这里插入图片描述

出现异常之后响应回来的数据是一个JSON格式的数据。但这种JSON格式的数据不是我们开发规范当中所提到的统一响应结果Result，所以前端并不能解析出响应的JSON数据。

因为对于当前案例项目的异常没有做任何的异常处理，异常从Mapper一直往上抛，最终抛给框架之后返回了一个json的数据封装着错误信息。

在这里插入图片描述

那么在三层构架项目中，出现了异常，该如何处理?

方案一：在所有Controller的所有方法中进行try…catch处理
缺点：代码臃肿（不推荐）

方案二：全局异常处理器
好处：简单、优雅（推荐）

全局异常处理器

定义全局异常处理器非常简单，就是定义一个类，在类上加上一个注解@RestControllerAdvice，加上这个注解就代表我们定义了一个全局异常处理器。
在全局异常处理器当中，需要定义一个方法来捕获异常，在这个方法上需要加上注解@ExceptionHandler。通过@ExceptionHandler注解当中的value属性来指定我们要捕获的是哪一类型的异常。

package com.itheima.exception;

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    //处理异常
    @ExceptionHandler(Exception.class) //指定能够处理的异常类型
    public Result ex(Exception e) {
        e.printStackTrace();//打印堆栈中的异常信息
        //捕获到异常之后，响应一个标准的Result
        return Result.error("对不起,操作失败,请联系管理员");
    }
}

处理异常的方法返回值会转换为json后再响应给前端
因为其注解里含有@ResponseBody注解：
@RestControllerAdvice = @ControllerAdvice + @ResponseBody

重新启动SpringBoot服务，打开浏览器，再来测试一下添加已存在的"就业部" 这个操作：

在这里插入图片描述

可以看到出现异常之后，异常已经被全局异常处理器捕获了。然后返回的错误信息，被前端程序正常解析，然后提示出了对应的错误提示信息。