spring安全框架之Shiro

Shiro

一、现存问题

1.1 现存问题

认证（登录）：认证操作流程都差不多，但是每次都需要手动的基于业务代码去实现，很麻烦！

授权：如果权限控制粒度比较粗，可以自身去实现，但是如果控制粒度比较细，操作麻烦！

分布式会话管理：单体项目时，需要依赖Web容器的Session实现会话，搭建了集群或者是分布式项目，手动去基于Redis或者其他拥有公共存储能力的中间件实现分布式会话管理。

单点登录：在一处服务认证，所有其他服务都信任。（了解）

1.2 Shiro框架介绍

Shiro是基于Java语言编写的，Shiro最核心的功能就是认证和授权。

Shiro官方：http://shiro.apache.org

Shiro的核心架构图

image.png

二、Shiro的基本使用

2.1 SimpleAccountRealm

认证流程：

image.png

授权流程：

image.png

具体操作代码：

@Test
public void authen() {//认证的发起者(subject)，   SecurityManager，   Realm//1. 准备Realm（基于内存存储用户信息）SimpleAccountRealm realm = new SimpleAccountRealm();realm.addAccount("admin", "admin", "超级管理员", "商家");//2. 准备SecurityManagerDefaultSecurityManager securityManager = new DefaultSecurityManager();//3. SecurityManager和Realm建立连接securityManager.setRealm(realm);//4. subject和SecurityManager建立联系SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);//5. 声明subjectSubject subject = SecurityUtils.getSubject();//6. 发起认证subject.login(new UsernamePasswordToken("admin", "admin"));// 如果认证时，用户名错误，抛出：org.apache.shiro.authc.UnknownAccountException异常// 如果认证时，密码错误，抛出：org.apache.shiro.authc.IncorrectCredentialsException://7. 判断是否认证成功System.out.println(subject.isAuthenticated());//8. 退出登录后再判断//        subject.logout();//        System.out.println("logout方法执行后，认证的状态：" + subject.isAuthenticated());//9. 授权是在认证成功之后的操作！！！// SimpleAccountRealm只支持角色的授权System.out.println("是否拥有超级管理员角色：" + subject.hasRole("超级管理员"));subject.checkRole("商家");// check方法校验角色时，如果没有指定角色，会抛出异常：org.apache.shiro.authz.UnauthorizedException: Subject does not have role [角色信息]
}
2.2 IniRealm

基于文件存储用户名，密码，角色等信息

准备一个.ini文件，存储用户信息，并且IniRealm支持权限校验

[users]
username=password,role1,role2
admin=admin,超级管理员,运营
[roles]
role1=perm1,perm2
超级管理员=user:add,user:update,user:delete

具体实现业务的代码：

@Test
public void authen(){//1. 构建IniRealmIniRealm realm = new IniRealm("classpath:shiro.ini");//2. 构建SecurityManager绑定RealmDefaultSecurityManager securityManager = new DefaultSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);//3. 基于SecurityUtils绑定SecurityManager并声明subjectSecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//4. 认证操作subject.login(new UsernamePasswordToken("admin","admin"));//5. 角色校验// 超级管理员System.out.println(subject.hasRole("超级管理员"));subject.checkRole("运营");//6. 权限校验System.out.println(subject.isPermitted("user:update"));// 如果没有响应的权限，就抛出异常：UnauthorizedException: Subject does not have permission [user:select]subject.checkPermission("user:delete");
}
2.3 JdbcRealm

实现权限校验时，库表设计方案

用户认证、授权时推荐的表结构设计，经典五张表！

image.png

具体实现业务代码：

@Test
public void authen(){//1. 构建IniRealmJdbcRealm realm = new JdbcRealm();DruidDataSource dataSource = new DruidDataSource();dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");dataSource.setUrl("jdbc:mysql:///shiro");dataSource.setUsername("root");dataSource.setPassword("root");realm.setDataSource(dataSource);realm.setPermissionsLookupEnabled(true);//2. 构建SecurityManager绑定RealmDefaultSecurityManager securityManager = new DefaultSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);//3. 基于SecurityUtils绑定SecurityManager并声明subjectSecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//4. 认证操作subject.login(new UsernamePasswordToken("admin","admin"));//5. 授权操作(角色)System.out.println(subject.hasRole("超级管1理员"));//6. 授权操作(权限)System.out.println(subject.isPermitted("user:add"));}

SQL构建代码

DROP TABLE IF EXISTS `roles_permissions`;
CREATE TABLE `roles_permissions` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`permission` varchar(128) NOT NULL,`role_name` varchar(128) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=4 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;-- ----------------------------
-- Records of roles_permissions
-- ----------------------------
INSERT INTO `roles_permissions` VALUES ('1', 'user:add', '超级管理员');
INSERT INTO `roles_permissions` VALUES ('2', 'user:update', '超级管理员');
INSERT INTO `roles_permissions` VALUES ('3', 'user:select', '运营');-- ----------------------------
-- Table structure for `users`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `users`;
CREATE TABLE `users` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`username` varchar(32) NOT NULL,`password` varchar(32) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;-- ----------------------------
-- Records of users
-- ----------------------------
INSERT INTO `users` VALUES ('1', 'admin', 'admin');-- ----------------------------
-- Table structure for `user_roles`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `user_roles`;
CREATE TABLE `user_roles` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`role_name` varchar(128) NOT NULL,`username` varchar(32) NOT NULL,PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;-- ----------------------------
-- Records of user_roles
-- ----------------------------
INSERT INTO `user_roles` VALUES ('1', '超级管理员', 'admin');
INSERT INTO `user_roles` VALUES ('2', '运营', 'admin');
2.4 CustomRealm（自定义Realm）

仿照JdbcRealm实现一个自定义的Realm对象

  • 声明POJO类，继承AuthorizingRealm

    public class CustomRealm extends AuthorizingRealm {……………………
}

  • 重写doGetAuthenticationInfo方法（认证）

    /*** 认证方法，只需要完成用户名校验即可，密码校验由Shiro内部完成* @param token  用户传入的用户名和密码* @return* @throws AuthenticationException*/
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {//1. 基于Token获取用户名String username = (String) token.getPrincipal();//2. 判断用户名（非空）if(StringUtils.isEmpty(username)){// 返回null，会默认抛出一个异常，org.apache.shiro.authc.UnknownAccountExceptionreturn null;}//3. 如果用户名不为null，基于用户名查询用户信息User user = this.findUserByUsername(username);//4. 判断user对象是否为nullif(user == null){return null;}//5. 声明AuthenticationInfo对象，并填充用户信息SimpleAuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(user,user.getPassword(),"CustomRealm!!");//6. 返回inforeturn info;
}// 模拟数据库操作
private User findUserByUsername(String username) {if("admin".equals(username)){User user = new User();user.setId(1);user.setUsername("admin");user.setPassword("admin");return user;}return null;
}

  • 重写doGetAuthenticationInfo方法（密码加密加盐）

    {HashedCredentialsMatcher matcher = new HashedCredentialsMatcher();matcher.setHashAlgorithmName("MD5");matcher.setHashIterations(1024);this.setCredentialsMatcher(matcher);
}

    /**

    • 认证方法，只需要完成用户名校验即可，密码校验由Shiro内部完成

    • @param token 用户传入的用户名和密码

    • @return

    • @throws AuthenticationException
      */
      @Override
      protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
      //1. 基于Token获取用户名
      String username = (String) token.getPrincipal();

      //2. 判断用户名（非空）
      if(StringUtils.isEmpty(username)){
      // 返回null，会默认抛出一个异常，org.apache.shiro.authc.UnknownAccountException
      return null;
      }

      //3. 如果用户名不为null，基于用户名查询用户信息
      User user = this.findUserByUsername(username);

      //4. 判断user对象是否为null
      if(user == null){
      return null;
      }

      //5. 声明AuthenticationInfo对象，并填充用户信息
      SimpleAuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(user,user.getPassword(),“CustomRealm!!”);
      // 设置盐！
      info.setCredentialsSalt(ByteSource.Util.bytes(user.getSalt()));
      //6. 返回info
      return info;
      }

    // 模拟数据库操作
    private User findUserByUsername(String username) {
    if(“admin”.equals(username)){
    User user = new User();
    user.setId(1);
    user.setUsername(“admin”);
    user.setPassword(“1ebc4dcaf1e21b814ece65f27531f1a9”);
    user.setSalt(“weruiothergjkdfnbgjkdfngjkdf”);
    return user;
    }
    return null;
    }

  • 重写doGetAuthorizationInfo方法（授权）

    // 授权方法，授权是在认证之后的操作
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {//1. 获取认证用户的信息User user = (User) principals.getPrimaryPrincipal();//2. 基于用户信息获取当前用户拥有的角色。Set<String> roleSet = this.findRolesByUser();//3. 基于用户拥有的角色查询权限信息Set<String> permSet = this.findPermsByRoleSet(roleSet);//4. 声明AuthorizationInfo对象作为返回值，传入角色信息和权限信息SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();info.setRoles(roleSet);info.setStringPermissions(permSet);//5. 返回return info;
}private Set<String> findPermsByRoleSet(Set<String> roleSet) {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("user:add");set.add("user:update");return set;
}private Set<String> findRolesByUser() {Set<String> set = new HashSet<>();set.add("超级管理员");set.add("运营");return set;
}

三、Shiro的Web流程

image.png

四、Shiro整合Web（SpringMVC，SpringBoot）

4.1 SSM方式

  • 准备SSM的配置（掌握跳过）

  • 准备经典五张表，完成测试

  • 准备Shiro的配置

    • 准备核心过滤器

      <!--    配置Shiro整合web的过滤器-->
<filter><!--        默认情况下，请求到达这个过滤器，会去Spring容器中名字为filter-name的实例去处理--><filter-name>shiroFilter</filter-name><filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
</filter>
<filter-mapping><filter-name>shiroFilter</filter-name><url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

    • 准备shiroFilter实例

      <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">.....
</bean>

    • 注入SecurityManager，登录页面路径，过滤器链

      <!--    构建realm-->
<bean id="realm" class="com.mashibing.realm.ShiroRealm" /><!--    构建securityManager-->
<bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager"><property name="realm" ref="realm"/>
</bean><!--    构建ShiroFilter实例-->
<bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean"><property name="securityManager" ref="securityManager"/><property name="loginUrl" value="/login.html" /><property name="filterChainDefinitionMap"><map><entry key="/login.html" value="anon" /><entry key="/user/**" value="anon" /><entry key="/**" value="authc" /></map></property>
</bean>

    • 将ShiroRealm的模拟数据库操作，修改为与数据库交互

    • 编写登录功能，并测试效果

      @PostMapping("/login")
public String login(String username,String password){// 执行Shiro的认证操作//1. 直接基于SecurityUtils获取subject主体,不需要手动的将SecurityManager和SecurityUtils手动整合，Spring已经奥丁Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//2. 发起认证try {subject.login(new UsernamePasswordToken(username,password));return "SUCCESS";} catch (UnknownAccountException exception){return "username fail!!!";} catch (IncorrectCredentialsException exception){return "password fail!!!";} catch (AuthenticationException e) {return "donot know...!!!";}
}
4.2 SpringBoot方式

  • 搭建SpringBoot工程（准备工作）

  • 配置Shiro整合SpringBoot内容

    @Configuration
public class ShiroConfig {@Beanpublic DefaultWebSecurityManager securityManager(ShiroRealm realm){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);return securityManager;}@Beanpublic DefaultShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition(){DefaultShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition = new DefaultShiroFilterChainDefinition();Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<String, String>();filterChainDefinitionMap.put("/login.html","anon");filterChainDefinitionMap.put("/user/**","anon");filterChainDefinitionMap.put("/**","authc");shiroFilterChainDefinition.addPathDefinitions(filterChainDefinitionMap);return shiroFilterChainDefinition;}
}

五、Shiro的授权方式

5.1 过滤器链
public enum DefaultFilter {// ....perms(PermissionsAuthorizationFilter.class),roles(RolesAuthorizationFilter.class),// ....
}

filterChainDefinitionMap.put("/item/select","roles[超级管理员,运营]");
filterChainDefinitionMap.put("/item/delete","perms[item:delete,item:insert]");

image.png

5.2 自定义过滤器

  • 仿照RolesAuthorizationFilter实现自定义过滤器

    /*** 在要求的多个角色中，有一个满足要求，就放行* @author zjw* @description*/
public class RolesOrAuthorizationFilter extends AuthorizationFilter {@Overrideprotected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {// 获取主体subjectSubject subject = getSubject(request, response);// 将传入的角色转成数组操作String[] rolesArray = (String[]) mappedValue;// 健壮性校验if (rolesArray == null || rolesArray.length == 0) {return true;}// 开始校验for (String role : rolesArray) {if(subject.hasRole(role)){return true;}}return false;}
}

  • 将自定义过滤器配置给Shiro

    @Configuration
public class ShiroConfig {@Beanpublic DefaultWebSecurityManager securityManager(ShiroRealm realm){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);return securityManager;}@Beanpublic DefaultShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition(){DefaultShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition = new DefaultShiroFilterChainDefinition();Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<String, String>();filterChainDefinitionMap.put("/login.html","anon");filterChainDefinitionMap.put("/user/**","anon");filterChainDefinitionMap.put("/item/select","rolesOr[超级管理员,运营]");filterChainDefinitionMap.put("/item/delete","perms[item:delete,item:insert]");filterChainDefinitionMap.put("/**","authc");shiroFilterChainDefinition.addPathDefinitions(filterChainDefinitionMap);return shiroFilterChainDefinition;}@Value("#{ @environment['shiro.loginUrl'] ?: '/login.jsp' }")protected String loginUrl;@Value("#{ @environment['shiro.successUrl'] ?: '/' }")protected String successUrl;@Value("#{ @environment['shiro.unauthorizedUrl'] ?: null }")protected String unauthorizedUrl;

    @Bean
protected ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(SecurityManager securityManager,ShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition) {//1. 构建ShiroFilterFactoryBean工厂ShiroFilterFactoryBean filterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();//2. 设置了大量的路径filterFactoryBean.setLoginUrl(loginUrl);filterFactoryBean.setSuccessUrl(successUrl);filterFactoryBean.setUnauthorizedUrl(unauthorizedUrl);//3. 设置安全管理器filterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);//4. 设置过滤器链filterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(shiroFilterChainDefinition.getFilterChainMap());//5. 设置自定义过滤器 ， 这里一定要手动的new出来这个自定义过滤器，如果使用Spring管理自定义过滤器，会造成无法获取到SubjectfilterFactoryBean.getFilters().put("rolesOr",new RolesOrAuthorizationFilter());//6. 返回工厂return filterFactoryBean;
}

    }

  • 测试功能

    // 修改当前用户的角色授权过滤器
filterChainDefinitionMap.put("/item/select","rolesOr[超级管理员,运营]");
5.3 注解

  • 注解进行授权时，是基于对Controller类进行代理，在前置增强中对请求进行权限校验

  • 因为咱们使用SpringBoot的测试方式，直接在Controller方法上添加注解即可

    @GetMapping("/update")
@RequiresRoles(value = {"超级管理员","运营"})
public String update(){return "item Update!!!";
}@GetMapping("/insert")
@RequiresRoles(value = {"超级管理员","运营"},logical = Logical.OR)
public String insert(){return "item Update!!!";
}//    @RequiresPermissions(value = "",logical = Logical.AND)

  • 在SpringBoot中注解默认就生效，是因为自动装配中，已经配置好了对注解的支持

    @Configuration
@ConditionalOnProperty(name = "shiro.annotations.enabled", matchIfMissing = true)
public class ShiroAnnotationProcessorAutoConfiguration extends AbstractShiroAnnotationProcessorConfiguration {@Bean@DependsOn("lifecycleBeanPostProcessor")@ConditionalOnMissingBean@Overridepublic DefaultAdvisorAutoProxyCreator defaultAdvisorAutoProxyCreator() {return super.defaultAdvisorAutoProxyCreator();}@Bean@ConditionalOnMissingBean@Overridepublic AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor(SecurityManager securityManager) {return super.authorizationAttributeSourceAdvisor(securityManager);}
}

  • 注解的形式无法将错误页面的信息定位到401.html，因为配置的这种路径，只针对过滤器链有效，注解无效。为了实现友好提示的效果，可以配置异常处理器，@RestControllerAdvice，@ControllerAdvice

5.4 标签（前端，不玩，JSP、Freemarker、Thymeleaf）
5.5 记住我

  • 记住我在开启后，可以针对一些安全级别相对更低的页面采用user过滤器拦截，只要登录过，不需要重新登录就可以访问

  • 准备工作：

    • 准备两个接口

      @GetMapping("/rememberMe")
public String rememberMe(){return "rememberMe!!!";
}@GetMapping("/authentication")
public String authentication(){return "authentication!!!";
}

    • 配置不同的过滤器

      filterChainDefinitionMap.put("/item/rememberMe","user");
filterChainDefinitionMap.put("/item/authentication","authc");

  • 在页面追加记住我按钮，并且在登录是，添加rememberMe效果

    <form action="/user/login" method="post">用户名：<input  name="username" />  <br />密码：<input name="password" />  <br />记住我：<input type="checkbox" name="rememberMe" value="on" />  <br /><button type="submit">登录</button>
</form><!-- ================================== -->
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
token.setRememberMe(rememberMe != null && "on".equals(rememberMe));
subject.login(token);

  • 测试效果

  • 问题1：认证后，后台报错，原因是记住我，需要以浏览器的cookie和后台的user对象绑定，user对象需要序列化。

    public class User implements Serializable {  ……}

  • 问题2：认证后，重新打开浏览器，还可以访问角色授权、权限授权的地址。没有在Realm的授权方法中先判断用户是否认证，导致可以直接方案，因为cookie绑定的是认证成功后，返回的第一个参数，而第一个参数和授权方法中参数能获得到的用户信息是一个内容。直接在授权方法中先做认证判断

    @Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {//0. 判断是否认证Subject subject = SecurityUtils.getSubject();if(subject == null){return null;}if (!subject.isAuthenticated()) {return null;}………………
}

  • 测试效果：需要认证的接口地址，无法在关闭浏览器后重新访问，必须要重新认证。

  • 测试效果：需要记住我的接口地址，可以在浏览器重新打开后正常访问。

六、Shiro的分布式Session的处理

6.1 Shiro的Session管理

Shiro在认证成功后，可以不依赖Web容器的Session，也可以依赖！

在SpringBoot自动装配之后，Shiro默认将HttpSession作为存储用户认证成功信息的位置。

但是SpringBoot也提供了一个基于JVM内存存储用户认证信息的位置。

修改Shiro默认使用的SessionDAO，修改为默认构建好的MemorySessionDAO

// 构建管理SessionDAO的SessionManager
@Bean
public SessionManager sessionManager(SessionDAO sessionDAO) {DefaultWebSessionManager sessionManager = new DefaultWebSessionManager();sessionManager.setSessionDAO(sessionDAO);return sessionManager;
}@Bean
public DefaultWebSecurityManager securityManager(ShiroRealm realm,SessionManager sessionManager){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);// 将使用MemorySessionDAO的SessionManager注入到SecurityManagersecurityManager.setSessionManager(sessionManager);return securityManager;
}
6.2 Shiro解决分布式Session

在服务搭建集群后，或者是服务是分布式架构的，导致单台服务的认证无法让其他服务也得知到信息：

  • 基于Nginx做ip_hash策略，但是也只是针对单台服务搭建集群有效果
  • 基于Shiro提供的SessionDAO解决，让SessionDAO去与公共的Redis进行交互，存储用户信息

image.png

6.3 实现Shiro的分布式Session处理

  • 项目连接Redis

    • 导入依赖

      <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

    • 编写配置

      spring:redis:host: 49.233.115.171port: 6379password: xxxxx

  • 声明SessionDAO的实现类，并重写核心方法

    @Component
public class RedisSessionDAO extends AbstractSessionDAO {@Resourceprivate RedisTemplate redisTemplate;// 存储到Redis时，sessionId作为key，Session作为Value// sessionId就是一个字符串// Session可以和sessionId绑定到一起，绑定之后，可以基于Session拿到sessionId// 需要给Key设置一个统一的前缀，这样才可以方便通过keys命令查看到所有关联的信息private final String SHIOR_SESSION = "session:";@Overrideprotected Serializable doCreate(Session session) {System.out.println("Redis---doCreate");//1. 基于Session生成一个sessionId（唯一标识）Serializable sessionId = generateSessionId(session);//2. 将Session和sessionId绑定到一起（可以基于Session拿到sessionId）assignSessionId(session, sessionId);//3. 将 前缀:sessionId 作为key，session作为value存储redisTemplate.opsForValue().set(SHIOR_SESSION + sessionId,session,30, TimeUnit.MINUTES);//4. 返回sessionIdreturn sessionId;}@Overrideprotected Session doReadSession(Serializable sessionId) {//1. 基于sessionId获取Session （与Redis交互）if (sessionId == null) {return null;}Session session = (Session) redisTemplate.opsForValue().get(SHIOR_SESSION + sessionId);if (session != null) {redisTemplate.expire(SHIOR_SESSION + sessionId,30,TimeUnit.MINUTES);}return session;}@Overridepublic void update(Session session) throws UnknownSessionException {System.out.println("Redis---update");//1. 修改Redis中sessionif(session == null){return ;}redisTemplate.opsForValue().set(SHIOR_SESSION + session.getId(),session,30, TimeUnit.MINUTES);}@Overridepublic void delete(Session session) {// 删除Redis中的Sessionif(session == null){return ;}redisTemplate.delete(SHIOR_SESSION + session.getId());}@Overridepublic Collection<Session> getActiveSessions() {Set keys = redisTemplate.keys(SHIOR_SESSION + "*");Set<Session> sessionSet = new HashSet<>();// 尝试修改为管道操作，pipeline（Redis的知识）for (Object key : keys) {Session session = (Session) redisTemplate.opsForValue().get(key);sessionSet.add(session);}return sessionSet;}
}

  • 将RedisSessionDAO交给SessionManager

    @Bean
public SessionManager sessionManager(RedisSessionDAO sessionDAO) {DefaultWebSessionManager sessionManager = new DefaultWebSessionManager();sessionManager.setSessionDAO(sessionDAO);return sessionManager;
}

  • 将SessionManager注入到SecurityManager

    @Bean
public DefaultWebSecurityManager securityManager(ShiroRealm realm,SessionManager sessionManager){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);securityManager.setSessionManager(sessionManager);return securityManager;
}
6.4 RedisSessionDAO问题

将传统的基于Web容器或者ConcurrentHashMap切换为Redis之后，发现每次请求需要访问多次Redis服务，这个访问的频次会出现很长时间的IO等待，对每次请求的性能减低了，并且对Redis的压力也提高了。

  • 基于装饰者模式重新声明SessionManager中提供的retrieveSession方法，让每次请求先去request域中查询session信息，request域中没有，再去Redis中查询

    public class DefaultRedisWebSessionManager extends DefaultWebSessionManager {@Overrideprotected Session retrieveSession(SessionKey sessionKey) throws UnknownSessionException {// 通过sessionKey获取sessionIdSerializable sessionId = getSessionId(sessionKey);// 将sessionKey转为WebSessionKeyif(sessionKey instanceof WebSessionKey){WebSessionKey webSessionKey = (WebSessionKey) sessionKey;// 获取到request域ServletRequest request = webSessionKey.getServletRequest();// 通过request尝试获取session信息Session session = (Session) request.getAttribute(sessionId + "");if(session != null){System.out.println("从request域中获取session信息");return session;}else{session = retrieveSessionFromDataSource(sessionId);if (session == null) {//session ID was provided, meaning one is expected to be found, but we couldn't find one:String msg = "Could not find session with ID [" + sessionId + "]";throw new UnknownSessionException(msg);}System.out.println("Redis---doReadSession");request.setAttribute(sessionId + "",session);return session;}}return null;}
}

  • 配置DefaultRedisWebSessionManager到SecurityManager中

    @Bean
public SessionManager sessionManager(RedisSessionDAO sessionDAO) {DefaultRedisWebSessionManager sessionManager = new DefaultRedisWebSessionManager();sessionManager.setSessionDAO(sessionDAO);return sessionManager;
}

七、Shiro的授权缓存

如果后台接口存在授权操作，那么每次请求都需要去数据库查询对应的角色信息和权限信息，对数据库来说，这样的查询压力太大了。

在Shiro中，发现每次在执行自定义Realm的授权方法查询数据库之前，会有一个执行Cache的操作。

先从Cache中基于一个固定的key去查询角色以及权限的信息。

只需要提供好响应的CacheManager实例，还要实现一个与Redis交互的Cache对象，将Cache对象设置到CacheManager实例中。

将上述设置好的CacheManager设置到SecurityManager对象中

7.1 实现RedisCache
@Component
public class RedisCache<K, V> implements Cache<K, V> {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;private final String CACHE_PREFIX = "cache:";/*** 获取授权缓存信息* @param k* @return* @throws CacheException*/@Overridepublic V get(K k) throws CacheException {V v = (V) redisTemplate.opsForValue().get(CACHE_PREFIX + k);if(v != null){redisTemplate.expire(CACHE_PREFIX + k,15, TimeUnit.MINUTES);}return v;}/*** 存放缓存信息* @param k* @param v* @return* @throws CacheException*/@Overridepublic V put(K k, V v) throws CacheException {redisTemplate.opsForValue().set(CACHE_PREFIX + k,v,15,TimeUnit.MINUTES);return v;}/*** 清空当前缓存* @param k* @return* @throws CacheException*/@Overridepublic V remove(K k) throws CacheException {V v = (V) redisTemplate.opsForValue().get(CACHE_PREFIX + k);if(v != null){redisTemplate.delete(CACHE_PREFIX + k);}return v;}/*** 清空全部的授权缓存* @throws CacheException*/@Overridepublic void clear() throws CacheException {Set keys = redisTemplate.keys(CACHE_PREFIX + "*");redisTemplate.delete(keys);}/*** 查看有多个权限缓存信息* @return*/@Overridepublic int size() {Set keys = redisTemplate.keys(CACHE_PREFIX + "*");return keys.size();}/*** 获取全部缓存信息的key* @return*/@Overridepublic Set<K> keys() {Set keys = redisTemplate.keys(CACHE_PREFIX + "*");return keys;}/*** 获取全部缓存信息的value* @return*/@Overridepublic Collection<V> values() {Set values = new HashSet();Set keys = redisTemplate.keys(CACHE_PREFIX + "*");for (Object key : keys) {Object value = redisTemplate.opsForValue().get(key);values.add(value);}return values;}
}
7.2 实现CacheManager并测试

实现CachaManager

@Component
public class RedisCacheManager implements CacheManager {@Autowiredprivate RedisCache redisCache;@Overridepublic <K, V> Cache<K, V> getCache(String s) throws CacheException {return redisCache;}
}

将RedisCacheManager配置到SecurityManager

@Bean
public DefaultWebSecurityManager securityManager(ShiroRealm realm, SessionManager sessionManager, RedisCacheManager redisCacheManager){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(realm);securityManager.setSessionManager(sessionManager);// 设置CacheManager，提供与Redis交互的Cache对象securityManager.setCacheManager(redisCacheManager);return securityManager;
}

八、Shiro整合CAS框架实现单点登录

8.1 单点登录

单点登录（Single Sign On），简称为 SSO，是比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO的定义是在多个应用系统中，用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。

一般这种单点登录的实现方案，分为两种

中心化方式：image.png

去中心化方式：image.png

去中心化方式：不存在单点故障，并且在访问时，可以减少网络IO所占用的时间，并且针对认证服务器没有请求压力。去中心化的方式，采用JWT实现。

中心化方式：存在单点故障，单台服务的访问压力较大，每次请求认证身份都需要访问认证服务器，导致压力相对比较大，效率也比较低。

咱们即将搞定的Shiro+CAS的方式，就是基于中心化实现的。

8.2 CAS介绍&搭建
8.2.1 CAS介绍

CAS是一个开源项目，CAS是应用于企业级别的单点登录的服务，CAS分为CAS Server，CAS Client

CAS Server是需要一个单独部署的Web工程

CAS Client是一个项目中的具体业务服务，并且在需要认证或授权时，找到CAS Server即可

整体CAS的认证和授权流程就是中心化的方式

8.2.2 CAS搭建

在知道CAS是什么内容后，第一步就是将CAS Server单独部署并运行起来

CAS Server的5.x版本更改为使用gradle构建，平时更多的是使用Maven，采用4.x版本、

采用CAS的4.x版本使用……

下载CAS：https://github.com/apereo/cas/archive/refs/tags/v4.1.10.zip

使用IDEA打开CAS Server，并修改一些配置信息，将CAS Server进行打包，扔到Tomcat服务中运行

  • 采用IDEA打开CAS Server，并加载image.png
  • CAS Server默认只支持HTTPS，需要让CAS Server支持HTTP
    • Apereo-10000002.jsonimage.png
    • HTTPSandIMAPS-10000001.jsonimage.png
    • ticketGrantingTicketCookieGenerator.xmlimage.png
    • warnCookieGenerator.xmlimage.png
    • deployerConfigContext.xmlimage.png
  • 将项目进行打包，采用项目中的Maven插件，war的形式打包
    • 打包前，先将CAS Server进行compile，避免启动项目时，出现类路径下的配置文件无法找到
    • 再执行plugins中提供的war:war执行打包
  • 将war包扔到Tomcat的webapps里，并运行即可
  • 访问CAS Server首页，并且完成认证
    • 默认用户名&密码image.png
    • 访问首页测试image.pngimage.png
8.2.3 CAS连接数据库认证

注释掉之前采用配置文件内认证的方式，修改为与数据库交互实现

  • 导入依赖

    <!--    mysql驱动-->
<dependency><groupId>mysql</groupId><artifactId>mysql-connector-java</artifactId><version>5.1.47</version>
</dependency>
<!--    druid连接池-->
<dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>druid</artifactId><version>1.1.10</version>
</dependency>
<!--    jdbc的支持-->
<dependency><groupId>org.jasig.cas</groupId><artifactId>cas-server-support-jdbc</artifactId><version>4.1.10</version>
</dependency>

  • 编写配置

    <!--    数据源-->
<bean id="dataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"><property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" /><property name="url" value="jdbc:mysql:///shiro-web" /><property name="username" value="root" /><property name="password" value="root" />
</bean>
<!--配置primaryAuthenticationHandler，QueryDatabaseAuthenticationHandler-->
<bean id="primaryAuthenticationHandler" class="org.jasig.cas.adaptors.jdbc.QueryDatabaseAuthenticationHandler"><property name="dataSource" ref="dataSource" /><property name="sql" value="select password from tb_user where username = ?" />
</bean>

  • 需要将webapp项目进行compile，然后再执行war:war

  • 最终经过测试，得知，CAS Server在认证成功后，会给客户端返回一些TGC并写入浏览器的Cookie中，每次客户端携带者正确的TGC来访问时，就会与CAS Server端存储 的TGT进行配对，只要正确，证明认证成功，直接跳转到登录成功页面，否则跳转到登录页面

8.2.4 CAS实现对密码的加密&加盐

在实现CAS与数据库交互时，采用了QueryDatabaseAuthenticationHandler类实现。

同时这个类提供了一个属性passwordEncoder，可以基于passwordEncoder实现对密码进行加密校验。

但是基于咱们的业务，需要对密码进行加密和加盐的操作。

QueryDatabaseAuthenticationHandler无法实现业务需求。

需要参考QueryDatabaseAuthenticationHandler认证处理器去实现可以满足自身业务的认证处理器

需要实现属于自己的认证处理器：

  • 需要编写一个MD5HashQueryDatabaseAuthenticationHandler，去继承AbstractJdbcUsernamePasswordAuthenticationHandler

    /*** @author zjw* @since 3.0*/
public class MD5HashQueryDatabaseAuthenticationHandler extends AbstractJdbcUsernamePasswordAuthenticationHandler {// .....
}

  • 声明saltSql，需要注入查询盐的SQL语句，在做密码校验时，需要先将用户输入的密码进行加密和加盐，然后再做比较

    /** Licensed to Apereo under one or more contributor license* agreements. See the NOTICE file distributed with this work* for additional information regarding copyright ownership.* Apereo licenses this file to you under the Apache License,* Version 2.0 (the "License"); you may not use this file* except in compliance with the License.  You may obtain a* copy of the License at the following location:**   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0** Unless required by applicable law or agreed to in writing,* software distributed under the License is distributed on an* "AS IS" BASIS, WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY* KIND, either express or implied.  See the License for the* specific language governing permissions and limitations* under the License.*/
package org.jasig.cas.adaptors.jdbc;import org.apache.shiro.crypto.hash.Md5Hash;
import org.jasig.cas.authentication.HandlerResult;
import org.jasig.cas.authentication.PreventedException;
import org.jasig.cas.authentication.UsernamePasswordCredential;
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.dao.IncorrectResultSizeDataAccessException;import javax.security.auth.login.AccountNotFoundException;
import javax.security.auth.login.FailedLoginException;
import javax.validation.constraints.NotNull;
import java.security.GeneralSecurityException;/*** @author zjw* @since 3.0*/
public class MD5HashQueryDatabaseAuthenticationHandler extends AbstractJdbcUsernamePasswordAuthenticationHandler {@NotNullprivate String sql;@NotNullprivate String saltSql;private final Integer hashIterations = 1024;/*** {@inheritDoc}*/@Overrideprotected final HandlerResult authenticateUsernamePasswordInternal(final UsernamePasswordCredential credential)throws GeneralSecurityException, PreventedException {// 获取用户输入的用户名final String username = credential.getUsername();// 获取用户输入的密码final String encryptedPassword = this.getPasswordEncoder().encode(credential.getPassword());try {// 基于用户名查询数据库的密码final String dbPassword = getJdbcTemplate().queryForObject(this.sql, String.class, username);// 基于用户名查询当前用户的saltfinal String salt = getJdbcTemplate().queryForObject(this.saltSql, String.class, username);// 将用户输入的密码进行加密和加盐操作~final String password = new Md5Hash(encryptedPassword, salt, hashIterations).toString();// 比较密码if (!dbPassword.equals(password)) {throw new FailedLoginException("Password does not match value on record.");}} catch (final IncorrectResultSizeDataAccessException e) {if (e.getActualSize() == 0) {throw new AccountNotFoundException(username + " not found with SQL query");} else {throw new FailedLoginException("Multiple records found for " + username);}} catch (final DataAccessException e) {throw new PreventedException("SQL exception while executing query for " + username, e);}return createHandlerResult(credential, this.principalFactory.createPrincipal(username), null);}/*** @param sql The sql to set.*/public void setSql(final String sql) {this.sql = sql;}/*** @param saltSql The sql to set  -  select salt.*/public void setSaltSql(final String saltSql) {this.saltSql = saltSql;}
}

回到webapp项目中，采用MD5HashQueryDatabaseAuthenticationHandler作为认证处理器

<!--配置primaryAuthenticationHandler，QueryDatabaseAuthenticationHandler--><bean id="primaryAuthenticationHandler" class="org.jasig.cas.adaptors.jdbc.MD5HashQueryDatabaseAuthenticationHandler"><property name="dataSource" ref="dataSource" /><property name="sql" value="select password from tb_user where username = ?" /><property name="saltSql" value="select salt from tb_user where username = ?" /></bean>

在第一次重新打包并发布时，出现了ClassNotFountException，需要将JDBC项目进行install操作，然后才可以对webapp重新war:war，然后才可以生效，避免出现ClassNotFountException

image.png

8.3 Shiro + pac4j + CAS
8.3.1 认证流程

本质上和ShiroWeb的流程没有变化，只不过内部使用的一些Realm和过滤器交由pac4j提供

image.png

8.3.2 构建项目并设置配置信息

  • 导入依赖

    <dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.apache.shiro</groupId><artifactId>shiro-spring</artifactId><version>1.4.0</version></dependency><dependency><groupId>io.buji</groupId><artifactId>buji-pac4j</artifactId><version>4.0.0</version></dependency><dependency><groupId>org.pac4j</groupId><artifactId>pac4j-cas</artifactId><version>3.0.2</version></dependency>
</dependencies>

  • 配置Realm

    @Component
public class CasRealm extends Pac4jRealm {

    /*** 授权操作，需要自己编写，并且也可以基于RedisSessionDAO实现缓存……* @param principals* @return*/
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {// do something , find DB or Cachereturn null;
}

    }

  • 编写SecurityManager

    @Configuration
public class ShiroConfig {@Beanpublic SubjectFactory subjectFactory(){return new Pac4jSubjectFactory();}@Beanpublic SecurityManager securityManager(CasRealm casRealm,SubjectFactory subjectFactory){DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();securityManager.setRealm(casRealm);securityManager.setSubjectFactory(subjectFactory);return securityManager;}}

  • 配置过滤器

    @Configuration
public class ShiroConfig {

    /*** 配置核心过滤器* @return*/
@Bean
public FilterRegistrationBean filterRegistrationBean(){FilterRegistrationBean filterRegistration =new FilterRegistrationBean();filterRegistration.setFilter(new DelegatingFilterProxy("shiroFilter"));filterRegistration.addUrlPatterns("/*");return filterRegistration;
}

    }

  • 配置ShiroFiler（ShiroConfig）

    /*** shiroFilter核心配置* @return*/
@Bean
public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(SecurityManager securityManager){ShiroFilterFactoryBean factoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();factoryBean.setSecurityManager(securityManager);putFilterChain(factoryBean);return factoryBean;
}private void putFilterChain(ShiroFilterFactoryBean factoryBean) {Map<String,String> filterChain = new LinkedHashMap<>();// 后面在声明好pac4j提供的过滤器后，需要重新设置！filterChain.put("/**","anon");factoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChain);
}

  • 设置pac4j对CAS的设置

    @Configuration
public class Pac4jConfig {@Value("${cas.server.url:http://localhost:8080/cas}")private String casServerUrl;@Value("${cas.project.url:http://localhost:81}")private String casProjectUrl;@Value("${cas.clientName:test}")private String clientName;/*** 核心Config* @param casClient* @return*/@Beanpublic Config config(CasClient casClient){Config config = new Config(casClient);return config;}/*** casClient，主要设置回调* @param casConfiguration* @return*/@Beanpublic CasClient casClient(CasConfiguration casConfiguration){CasClient casClient = new CasClient(casConfiguration);// 设置CAS访问后的回调地址casClient.setCallbackUrl(casProjectUrl + "/callback?client_name=" + clientName);casClient.setName(clientName);return casClient;}/*** CAS服务地址* @return*/@Beanpublic CasConfiguration casConfiguration(){CasConfiguration casConfiguration = new CasConfiguration();// 设置CAS登录页面casConfiguration.setLoginUrl(casServerUrl + "/login");// 设置CAS协议casConfiguration.setProtocol(CasProtocol.CAS20);casConfiguration.setPrefixUrl(casServerUrl + "/");casConfiguration.setAcceptAnyProxy(true);return casConfiguration;}}

  • ShiroFilter二次配置（ShiroConfig）

    /*** shiroFilter核心配置* @return*/
@Bean
public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(SecurityManager securityManager, Config config){ShiroFilterFactoryBean factoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();factoryBean.setSecurityManager(securityManager);putFilterChain(factoryBean);// 后面在声明好pac4j提供的过滤器后Map<String, Filter> filters = factoryBean.getFilters();//1. 准备SecurityFilterSecurityFilter securityFilter = new SecurityFilter();securityFilter.setConfig(config);securityFilter.setClients(clientName);filters.put("security",securityFilter);//2. 设置回调的拦截器CallbackFilter callbackFilter = new CallbackFilter();callbackFilter.setConfig(config);callbackFilter.setDefaultUrl(casProjectUrl);filters.put("callback",callbackFilter);//3. 退出登录LogoutFilter logoutFilter = new LogoutFilter();logoutFilter.setConfig(config);logoutFilter.setCentralLogout(true);logoutFilter.setLocalLogout(true);logoutFilter.setDefaultUrl(casProjectUrl + "/callback?client_name=" + clientName);filters.put("logout",logoutFilter);return factoryBean;
}private void putFilterChain(ShiroFilterFactoryBean factoryBean) {Map<String,String> filterChain = new LinkedHashMap<>();// 后面在声明好pac4j提供的过滤器后，需要重新设置！filterChain.put("/test","security");filterChain.put("/logout","logout");filterChain.put("/callback","callback");filterChain.put("/**","security");factoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChain);
}
8.3.3 测试功能

编写了一个Controller，并且要求当前/test地址，必须认证后才可以访问。

  • 访问/test资源后，直接跳转到了CAS登录页面
  • 在CAS登录页面输入用户名和密码认证成功后，跳转到/test地址
  • 再次访问/logout地址，发现退出登录成功后，留在了CAS的退出登录成功页面

希望退出登录后，跳转到登录页面，并且避免出现401问题

需要配置两处位置：

  • CASServer需要支持退出登录后的重定向image.png

  • 修改CasClient对象，页面在退出登录后，会出现401

    public class CasClient extends org.pac4j.cas.client.CasClient {public CasClient() {super();}public CasClient(CasConfiguration configuration) {super(configuration);}@Overridepublic RedirectAction getRedirectAction(final WebContext context) {init();AjaxRequestResolver ajaxRequestResolver = getAjaxRequestResolver();RedirectActionBuilder redirectActionBuilder = getRedirectActionBuilder();// it's an AJAX request -> appropriate actionif (ajaxRequestResolver.isAjax(context)) {logger.info("AJAX request detected -> returning the appropriate action");RedirectAction action = redirectActionBuilder.redirect(context);cleanRequestedUrl(context);return ajaxRequestResolver.buildAjaxResponse(action.getLocation(), context);}// authentication has already been tried -> unauthorizedfinal String attemptedAuth = (String) context.getSessionStore().get(context, getName() + ATTEMPTED_AUTHENTICATION_SUFFIX);if (CommonHelper.isNotBlank(attemptedAuth)) {cleanAttemptedAuthentication(context);cleanRequestedUrl(context);// 跑抛出异常，页面401,只修改这个位置！！// throw HttpAction.unauthorized(context);return redirectActionBuilder.redirect(context);}return redirectActionBuilder.redirect(context);}private void cleanRequestedUrl(final WebContext context) {SessionStore<WebContext> sessionStore = context.getSessionStore();if (sessionStore.get(context, Pac4jConstants.REQUESTED_URL) != null) {sessionStore.set(context, Pac4jConstants.REQUESTED_URL, "");}}private void cleanAttemptedAuthentication(final WebContext context) {SessionStore<WebContext> sessionStore = context.getSessionStore();if (sessionStore.get(context, getName() + ATTEMPTED_AUTHENTICATION_SUFFIX) != null) {sessionStore.set(context, getName() + ATTEMPTED_AUTHENTICATION_SUFFIX, "");}}
}

  • 修改Pac4jConfig，将之前使用的默认CasClient更改为修改的这个！

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