shiro权限框架整理
Shiro简介
SpringMVC整合Shiro，Shiro是一个强大易用的Java安全框架,提供了认证、授权、加密和会话管理等功能。
Authentication：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份；
Authorization：授权，即权限验证，验证某个已认证的用户是否拥有某个权限；即判断用户是否能做事情，常见的如：验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限；
Session Manager：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中；会话可以是普通JavaSE环境的，也可以是如Web环境的；
Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储；
Web Support：Web支持，可以非常容易的集成到Web环境；
Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查，这样可以提高效率；
Concurrency：shiro支持多线程应用的并发验证，即如在一个线程中开启另一个线程，能把权限自动传播过去；
Testing：提供测试支持；
Run As：允许一个用户假装为另一个用户（如果他们允许）的身份进行访问；
Remember Me：记住我，这个是非常常见的功能，即一次登录后，下次再来的话不用登录了。
记住一点，Shiro不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计/提供；然后通过相应的接口注入给Shiro即可。
首先，我们从外部来看Shiro吧，即从应用程序角度的来观察如何使用Shiro完成工作。如下图：
可以看到：应用代码直接交互的对象是Subject，也就是说Shiro的对外API核心就是Subject；其每个API的含义：
Subject：主体，代表了当前“用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互的任何东西都是Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有Subject都绑定到SecurityManager，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager；可以把Subject认为是一个门面；SecurityManager才是实际的执行者；
SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互；且它管理着所有Subject；可以看出它是Shiro的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行交互，如果学习过SpringMVC，你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器；
Realm：域，Shiro从从Realm获取安全数据（如用户、角色、权限），就是说SecurityManager要验证用户身份，那么它需要从Realm获取相应的用户进行比较以确定用户身份是否合法；也需要从Realm得到用户相应的角色/权限进行验证用户是否能进行操作；可以把Realm看成DataSource，即安全数据源。
接下来我们来从Shiro内部来看下Shiro的架构，如下图所示：
Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；
SecurityManager：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher；是Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；它管理着所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。
Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得Shiro默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；
Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；
Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；
SessionManager：如果写过Servlet就应该知道Session的概念，Session呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是SessionManager；而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境、EJB等环境；所有呢，Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在Web环境用，刚开始是一台Web服务器；接着又上了台EJB服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到Memcached服务器）；
SessionDAO：DAO大家都用过，数据访问对象，用于会话的CRUD，比如我们想把Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把Session放到Memcached中，可以实现自己的Memcached SessionDAO；另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存，以提高性能；
CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能
Cryptography：密码模块，Shiro提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。
自定义Realm
public class ShiroRealm extends AuthorizingRealm{
}
1、ShiroRealm父类AuthorizingRealm将获取Subject相关信息分成两步：获取身份验证信息（doGetAuthenticationInfo）及授权信息（doGetAuthorizationInfo）；
2、doGetAuthenticationInfo获取身份验证相关信息：首先根据传入的用户名获取User信息；然后如果user为空，那么抛出没找到帐号异常UnknownAccountException；如果user找到但锁定了抛出锁定异常LockedAccountException；最后生成AuthenticationInfo信息，交给间接父类AuthenticatingRealm使用CredentialsMatcher进行判断密码是否匹配，如果不匹配将抛出密码错误异常IncorrectCredentialsException；另外如果密码重试此处太多将抛出超出重试次数异常ExcessiveAttemptsException；在组装SimpleAuthenticationInfo信息时，需要传入：身份信息（用户名）、凭据（密文密码）、盐（username+salt），CredentialsMatcher使用盐加密传入的明文密码和此处的密文密码进行匹配。
3、doGetAuthorizationInfo获取授权信息：PrincipalCollection是一个身份集合，因为我们现在就一个Realm，所以直接调用getPrimaryPrincipal得到之前传入的用户名即可；然后根据用户名调用UserService接口获取角色及权限信息。
AuthenticationToken
AuthenticationToken用于收集用户提交的身份（如用户名）及凭据（如密码）：
-
扩展接口RememberMeAuthenticationToken：提供了“boolean isRememberMe()”现“记住我”的功能；public interface AuthenticationToken extends Serializable { Object getPrincipal(); //身份 Object getCredentials(); //凭据 }
扩展接口是HostAuthenticationToken：提供了“String getHost()”方法用于获取用户“主机”的功能。
Shiro提供了一个直接拿来用的UsernamePasswordToken，用于实现用户名/密码Token组，另外其实现了RememberMeAuthenticationToken和HostAuthenticationToken，可以实现记住我及主机验证的支持。
AuthenticationInfo
AuthenticationInfo有两个作用：
1、如果Realm是AuthenticatingRealm子类，则提供给AuthenticatingRealm内部使用的CredentialsMatcher进行凭据验证；（如果没有继承它需要在自己的Realm中自己实现验证）；
2、提供给SecurityManager来创建Subject（提供身份信息）；
MergableAuthenticationInfo用于提供在多Realm时合并AuthenticationInfo的功能，主要合并Principal、如果是其他的如credentialsSalt，会用后边的信息覆盖前边的。
比如HashedCredentialsMatcher，在验证时会判断AuthenticationInfo是否是SaltedAuthenticationInfo子类，来获取盐信息。
Account相当于我们之前的User，SimpleAccount是其一个实现；在IniRealm、PropertiesRealm这种静态创建帐号信息的场景中使用，这些Realm直接继承了SimpleAccountRealm，而SimpleAccountRealm提供了相关的API来动态维护SimpleAccount；即可以通过这些API来动态增删改查SimpleAccount；动态增删改查角色/权限信息。及如果您的帐号不是特别多，可以使用这种方式，具体请参考SimpleAccountRealm Javadoc。
其他情况一般返回SimpleAuthenticationInfo即可。
PrincipalCollection
因为我们可以在Shiro中同时配置多个Realm，所以呢身份信息可能就有多个；因此其提供了PrincipalCollection用于聚合这些身份信息：
public interface PrincipalCollection extends Iterable, Serializable {
Object getPrimaryPrincipal(); //得到主要的身份
T oneByType(Class type); //根据身份类型获取第一个
Collection byType(Class type); //根据身份类型获取一组
List asList(); //转换为List
Set asSet(); //转换为Set
Collection fromRealm(String realmName); //根据Realm名字获取
Set getRealmNames(); //获取所有身份验证通过的Realm名字
boolean isEmpty(); //判断是否为空
} 因为PrincipalCollection聚合了多个，此处最需要注意的是getPrimaryPrincipal，如果只有一个Principal那么直接返回即可，如果有多个Principal，则返回第一个（因为内部使用Map存储，所以可以认为是返回任意一个）；oneByType / byType根据凭据的类型返回相应的Principal；fromRealm根据Realm名字（每个Principal都与一个Realm关联）获取相应的Principal。
目前Shiro只提供了一个实现SimplePrincipalCollection，还记得之前的AuthenticationStrategy实现嘛，用于在多Realm时判断是否满足条件的，在大多数实现中（继承了AbstractAuthenticationStrategy）afterAttempt方法会进行AuthenticationInfo（实现了MergableAuthenticationInfo）的merge，比如SimpleAuthenticationInfo会合并多个Principal为一个PrincipalCollection。
AuthorizationInfo
AuthorizationInfo用于聚合授权信息的
public interface AuthorizationInfo extends Serializable {
Collection getRoles(); //获取角色字符串信息
Collection getStringPermissions(); //获取权限字符串信息
Collection getObjectPermissions(); //获取Permission对象信息
} 当我们使用AuthorizingRealm时，如果身份验证成功，在进行授权时就通过doGetAuthorizationInfo方法获取角色/权限信息用于授权验证。
Shiro提供了一个实现SimpleAuthorizationInfo，大多数时候使用这个即可。
对于Account及SimpleAccount，之前的【6.3 AuthenticationInfo】已经介绍过了，用于SimpleAccountRealm子类，实现动态角色/权限维护的。
Subject
Subject是Shiro的核心对象，基本所有身份验证、授权都是通过Subject完成。
1、身份信息获取
Java代码
Object getPrincipal(); //Primary Principal
PrincipalCollection getPrincipals(); // PrincipalCollection 2、身份验证
Java代码
void login(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException;
boolean isAuthenticated();
boolean isRemembered(); 通过login登录，如果登录失败将抛出相应的AuthenticationException，如果登录成功调用isAuthenticated就会返回true，即已经通过身份验证；如果isRemembered返回true，表示是通过记住我功能登录的而不是调用login方法登录的。isAuthenticated/isRemembered是互斥的，即如果其中一个返回true，另一个返回false。
3、角色授权验证
Java代码
boolean hasRole(String roleIdentifier);
boolean[] hasRoles(List roleIdentifiers);
boolean hasAllRoles(Collection roleIdentifiers);
void checkRole(String roleIdentifier) throws AuthorizationException;
void checkRoles(Collection roleIdentifiers) throws AuthorizationException;
void checkRoles(String... roleIdentifiers) throws AuthorizationException;
hasRole*进行角色验证，验证后返回true/false；而checkRole*验证失败时抛出AuthorizationException异常。
4、权限授权验证
Java代码
boolean isPermitted(String permission);
boolean isPermitted(Permission permission);
boolean[] isPermitted(String... permissions);
boolean[] isPermitted(List permissions);
boolean isPermittedAll(String... permissions);
boolean isPermittedAll(Collection permissions);
void checkPermission(String permission) throws AuthorizationException;
void checkPermission(Permission permission) throws AuthorizationException;
void checkPermissions(String... permissions) throws AuthorizationException;
void checkPermissions(Collection permissions) throws AuthorizationException; isPermitted*进行权限验证，验证后返回true/false；而checkPermission*验证失败时抛出AuthorizationException。
5、会话
Java代码
Session getSession(); //相当于getSession(true)
Session getSession(boolean create);
类似于Web中的会话。如果登录成功就相当于建立了会话，接着可以使用getSession获取；如果create=false如果没有会话将返回null，而create=true如果没有会话会强制创建一个。
6、退出
Java代码
void logout(); 7、RunAs
Java代码
void runAs(PrincipalCollection principals) throws NullPointerException, IllegalStateException;
boolean isRunAs();
PrincipalCollection getPreviousPrincipals();
PrincipalCollection releaseRunAs();
RunAs即实现“允许A假设为B身份进行访问”；通过调用subject.runAs(b)进行访问；接着调用subject.getPrincipals将获取到B的身份；此时调用isRunAs将返回true；而a的身份需要通过subject. getPreviousPrincipals获取；如果不需要RunAs了调用subject. releaseRunAs即可。
8、多线程
Java代码
V execute(Callable callable) throws ExecutionException;
void execute(Runnable runnable);
Callable associateWith(Callable callable);
Runnable associateWith(Runnable runnable); 实现线程之间的Subject传播，因为Subject是线程绑定的；因此在多线程执行中需要传播到相应的线程才能获取到相应的Subject。最简单的办法就是通过execute(runnable/callable实例)直接调用；或者通过associateWith(runnable/callable实例)得到一个包装后的实例；它们都是通过：1、把当前线程的Subject绑定过去；2、在线程执行结束后自动释放。
Subject自己不会实现相应的身份验证/授权逻辑，而是通过DelegatingSubject委托给SecurityManager实现；及可以理解为Subject是一个面门。
对于Subject的构建一般没必要我们去创建；一般通过SecurityUtils.getSubject()获取：
Java代码
public static Subject getSubject() {
Subject subject = ThreadContext.getSubject();
if (subject == null) {
subject = (new Subject.Builder()).buildSubject();
ThreadContext.bind(subject);
}
return subject;
} 即首先查看当前线程是否绑定了Subject，如果没有通过Subject.Builder构建一个然后绑定到现场返回。
如果想自定义创建，可以通过：
Java代码
new Subject.Builder().principals(身份).authenticated(true/false).buildSubject()
这种可以创建相应的Subject实例了，然后自己绑定到线程即可。在new Builder()时如果没有传入SecurityManager，自动调用SecurityUtils.getSecurityManager获取；也可以自己传入一个实例。
Shiro的jstl标签
Shiro提供了JSTL标签用于在JSP/GSP页面进行权限控制，如根据登录用户显示相应的页面按钮。
导入标签库
Java代码
<%@taglib prefix="shiro" uri="http://shiro.apache.org/tags" %>
标签库定义在shiro-web.jar包下的META-INF/shiro.tld中定义。
guest标签
Java代码
欢迎游客访问，登录
用户没有身份验证时显示相应信息，即游客访问信息。
user标签
Java代码
欢迎[退出
用户已经身份验证/记住我登录后显示相应的信息。
authenticated标签
Java代码
用户[
用户已经身份验证通过，即Subject.login登录成功，不是记住我登录的。
notAuthenticated标签
未身份验证（包括记住我）
用户已经身份验证通过，即没有调用Subject.login进行登录，包括记住我自动登录的也属于未进行身份验证。
principal标签
显示用户身份信息，默认调用Subject.getPrincipal()获取，即Primary Principal。
Java代码
相当于Subject.getPrincipals().oneByType(String.class)。
Java代码
相当于Subject.getPrincipals().oneByType(String.class)。
Java代码
相当于((User)Subject.getPrincipals()).getUsername()。
hasRole标签
Java代码
用户[
如果当前Subject有角色将显示body体内容。
hasAnyRoles标签
Java代码
用户[
如果当前Subject有任意一个角色（或的关系）将显示body体内容。
lacksRole标签
Java代码
用户[
如果当前Subject没有角色将显示body体内容。
hasPermission标签
Java代码
用户[
如果当前Subject有权限将显示body体内容。
lacksPermission标签
Java代码
用户[
如果当前Subject没有权限将显示body体内容。
另外又提供了几个权限控制相关的标签：
Shiro与web
与spring集成：在Web.xml中
shiroFilter
org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy
targetFilterLifecycle
true
shiroFilter
/*
DelegatingFilterProxy作用是自动到spring容器查找名字为shiroFilter（filter-name）的bean并把所有Filter的操作委托给它。然后将ShiroFilter配置到spring容器即可：
Shiro集成spring
17.
31.
37.
42.
50.
51.
52.
53.
58. 可以看出，只要把之前的ini配置翻译为此处的spring xml配置方式即可，无须多解释。LifecycleBeanPostProcessor用于在实现了Initializable接口的Shiro bean初始化时调用Initializable接口回调，在实现了Destroyable接口的Shiro bean销毁时调用 Destroyable接口回调。如UserRealm就实现了Initializable，而DefaultSecurityManager实现了Destroyable。具体可以查看它们的继承关系。
Web应用：
Web应用和普通JavaSE应用的某些配置是类似的，此处只提供一些不一样的配置，详细配置可以参考spring-shiro-web.xml。
/index.jsp = anon
/unauthorized.jsp = anon
/login.jsp = authc
/logout = logout
/** = user
1、formAuthenticationFilter为基于Form表单的身份验证过滤器；此处可以再添加自己的Filter bean定义；
2、shiroFilter：此处使用ShiroFilterFactoryBean来创建ShiroFilter过滤器；filters属性用于定义自己的过滤器，即ini配置中的[filters]部分；filterChainDefinitions用于声明url和filter的关系，即ini配置中的[urls]部分。
Shiro权限注解
注意:
在spring中需要开启权限注解与aop:
Shiro提供了相应的注解用于权限控制，如果使用这些注解就需要使用AOP的功能来进行判断，如Spring AOP；Shiro提供了Spring AOP集成用于权限注解的解析和验证。
为了测试，此处使用了Spring MVC来测试Shiro注解，当然Shiro注解不仅仅可以在web环境使用，在独立的JavaSE中也是可以用的，此处只是以web为例了。
在spring-mvc.xml配置文件添加Shiro Spring AOP权限注解的支持：
如上配置用于开启Shiro Spring AOP权限注解的支持；
接着就可以在相应的控制器（AnnotationController）中使用如下方式进行注解：
@RequiresRoles("admin")
@RequestMapping("/hello2")
public String hello2() {
return "success";
} 访问hello2方法的前提是当前用户有admin角色。
当验证失败，其会抛出UnauthorizedException异常，此时可以使用Spring的ExceptionHandler（DefaultExceptionHandler）来进行拦截处理：
@ExceptionHandler({UnauthorizedException.class})
@ResponseStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED)
public ModelAndView processUnauthenticatedException(NativeWebRequest request, UnauthorizedException e) {
ModelAndView mv = new ModelAndView();
mv.addObject("exception", e);
mv.setViewName("unauthorized");
return mv;
}
权限注解
Java代码
- @RequiresAuthentication
表示当前Subject已经通过login进行了身份验证；即Subject.isAuthenticated()返回true。
Java代码
- @RequiresUser
表示当前Subject已经身份验证或者通过记住我登录的。
Java代码
- @RequiresGuest
表示当前Subject没有身份验证或通过记住我登录过，即是游客身份。
Java代码
- @RequiresRoles(value={“admin”, “user”}, logical= Logical.AND)
表示当前Subject需要角色admin和user。
Java代码
- @RequiresPermissions (value={“user:a”, “user:b”}, logical= Logical.OR)
表示当前Subject需要权限user:a或user:b。
Shiro 完整项目配置
第一步：配置web.xml
shiroFilter
org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy
targetFilterLifecycle
true
shiroFilter
/*
第二步：配置applicationContext.xml
/mydemo/login=anon
/mydemo/getVerifyCodeImage=anon
/main**=authc
/user/info**=authc
/admin/listUser**=authc,perms[admin:manage]
第三步：自定义的Realm类
public class MyRealm extends AuthorizingRealm {
/**
* 为当前登录的Subject授予角色和权限
* @see 经测试:本例中该方法的调用时机为需授权资源被访问时
* @see 经测试:并且每次访问需授权资源时都会执行该方法中的逻辑,这表明本例中默认并未启用AuthorizationCache
* @see 个人感觉若使用了Spring3.1开始提供的ConcurrentMapCache支持,则可灵活决定是否启用AuthorizationCache
* @see 比如说这里从数据库获取权限信息时,先去访问Spring3.1提供的缓存,而不使用Shior提供的AuthorizationCache
*/
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals){
//获取当前登录的用户名,等价于(String)principals.fromRealm(this.getName()).iterator().next()
String currentUsername = (String)super.getAvailablePrincipal(principals);
// List roleList = new ArrayList();
// List permissionList = new ArrayList();
// //从数据库中获取当前登录用户的详细信息
// User user = userService.getByUsername(currentUsername);
// if(null != user){
// //实体类User中包含有用户角色的实体类信息
// if(null!=user.getRoles() && user.getRoles().size()>0){
// //获取当前登录用户的角色
// for(Role role : user.getRoles()){
// roleList.add(role.getName());
// //实体类Role中包含有角色权限的实体类信息
// if(null!=role.getPermissions() && role.getPermissions().size()>0){
// //获取权限
// for(Permission pmss : role.getPermissions()){
// if(!StringUtils.isEmpty(pmss.getPermission())){
// permissionList.add(pmss.getPermission());
// }
// }
// }
// }
// }
// }else{
// throw new AuthorizationException();
// }
// //为当前用户设置角色和权限
// SimpleAuthorizationInfo simpleAuthorInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
// simpleAuthorInfo.addRoles(roleList);
// simpleAuthorInfo.addStringPermissions(permissionList);
SimpleAuthorizationInfo simpleAuthorInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
//实际中可能会像上面注释的那样从数据库取得
if(null!=currentUsername && "mike".equals(currentUsername)){
//添加一个角色,不是配置意义上的添加,而是证明该用户拥有admin角色
simpleAuthorInfo.addRole("admin");
//添加权限
simpleAuthorInfo.addStringPermission("admin:manage");
System.out.println("已为用户[mike]赋予了[admin]角色和[admin:manage]权限");
return simpleAuthorInfo;
}
//若该方法什么都不做直接返回null的话,就会导致任何用户访问/admin/listUser.jsp时都会自动跳转到unauthorizedUrl指定的地址
//详见applicationContext.xml中的的配置
return null;
}
/**
* 验证当前登录的Subject
* @see 经测试:本例中该方法的调用时机为LoginController.login()方法中执行Subject.login()时
*/
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authcToken) throws AuthenticationException {
//获取基于用户名和密码的令牌
//实际上这个authcToken是从LoginController里面currentUser.login(token)传过来的
//两个token的引用都是一样的
UsernamePasswordToken token = (UsernamePasswordToken)authcToken;
System.out.println("验证当前Subject时获取到token为" + ReflectionToStringBuilder.toString(token, ToStringStyle.MULTI_LINE_STYLE));
// User user = userService.getByUsername(token.getUsername());
// if(null != user){
// AuthenticationInfo authcInfo = new SimpleAuthenticationInfo(user.getUsername(), user.getPassword(), user.getNickname());
// this.setSession("currentUser", user);
// return authcInfo;
// }else{
// return null;
// }
//此处无需比对,比对的逻辑Shiro会做,我们只需返回一个和令牌相关的正确的验证信息
//说白了就是第一个参数填登录用户名,第二个参数填合法的登录密码(可以是从数据库中取到的,本例中为了演示就硬编码了)
//这样一来,在随后的登录页面上就只有这里指定的用户和密码才能通过验证
if("mike".equals(token.getUsername())){
AuthenticationInfo authcInfo = new SimpleAuthenticationInfo("mike", "mike", this.getName());
this.setSession("currentUser", "mike");
return authcInfo;
}
//没有返回登录用户名对应的SimpleAuthenticationInfo对象时,就会在LoginController中抛出UnknownAccountException异常
return null;
}
/**
* 将一些数据放到ShiroSession中,以便于其它地方使用
* @see 比如Controller,使用时直接用HttpSession.getAttribute(key)就可以取到
*/
private void setSession(Object key, Object value){
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
if(null != currentUser){
Session session = currentUser.getSession();
System.out.println("Session默认超时时间为[" + session.getTimeout() + "]毫秒");
if(null != session){
session.setAttribute(key, value);
}
}
}
}