Shiro在前后台分离架构项目中的应用

Shiro是Apache的强大灵活的开源安全框架

能提供认证、授权、企业会话管理、安全加密、缓存等功能。

与Spring Security的比较

Apache Shiro	Spring Security
简单灵活	复杂、笨重
可脱离Spring	必须依赖Spring
粒度较粗	粒度更细

Shiro的几个关键要素

• Subject

  主体（官方解释，不明白为毛要命名为主体，一眼看到这么个东西让人很难理解），其实很简单，Subject就是应用和Shiro管理器交流的桥梁，基本上所有对权限的操作都是通过Subject进行的，比如登录，比如注销，Subject就可以看成是Shiro里的用户。

• SecurityManager

  安全管理器，所有与安全相关的操作都会由SecurityManager来处理，而且，通过查看源码可以看到，Subject的所有操作都是借助于SecurityManager来完成的，它是Shiro的核心。

• Realm

  域（这个概念也是比较抽象的），可以有一个或多个，Shiro中所有的安全验证数据都是由Realm提供的，而且Shiro不知道应用的权限存储以何种方式存储，所以我们一般都需要实现自己的Realm；可以这样看，Subject提供验证数据入口，Realm提供验证的数据源，而真正的验证功能由Shiro的认证器来完成。

• Authenticator

  认证器，负责主体认证的，即认证器都用来实现用户在什么情况下算是认证通过了。

• Authrizer

  授权器，或者访问控制器，用来对主体（Subject）进行授权，觉得主体有哪些操作的权限，能访问应用中的那些功能。

• SessionManager

  Session管理器，但是这个地方的Session与当初学习Servlet时接触到的Session基本类似，但是这个Session是由Shiro自己去维护的，与Web环境无关，可以应用到Web环境中，也可以应用到普通的JavaSE环境。

• SessionDAO

  数据访问对象，用于会话的CRUD，比如将Session存储到Redis，或者数据库，或者内存，都可以通过SessionDAO来实现，可以使用默认的SessionDAO，也可以自定义实现。

• CacheManager

  缓存控制器，用来管理用户、角色、权限等的缓存。

• Cryptography

  密码模块，Shiro提供了一些常见的加密组件用于密码加密/解密。

Shiro内置的过滤器

• anon,authBasic,authc,user,logout
• perms,roles,ssl,port

过滤器简称过滤器简称	对应的java类
anon	org.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter
authc	org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter
authcBasic	org.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilter
perms	org.apache.shiro.web.filter.authz.PermissionsAuthorizationFilter
port	org.apache.shiro.web.filter.authz.PortFilter
rest	org.apache.shiro.web.filter.authz.HttpMethodPermissionFilter
roles	org.apache.shiro.web.filter.authz.RolesAuthorizationFilter
ssl	org.apache.shiro.web.filter.authz.SslFilter
user	org.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter
logout	org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter

Shiro在前后台分离架构的项目中的应用

Shiro在传统web项目中的应用与前后台分离项目中的区别

传统项目中，前后台在一个工程里，页面的跳转，请求的访问，一般都是由后台来控制，中间不需要做太多的转换。

而在前后台分离项目中，前后台在不同的工程里，也在不同的服务器上，页面的跳转由前端路由来控制（其实也没啥页面的跳转，随着前端框架如雨后竹笋一般的冒出来，前端应用都往单页面应用的方向发展），后台只负责提供数据以及安全验证，对于页面的东西后台已经不做关注。在这种情况下，在使用Shiro时就需要有一些自定义的东西了。

需要关注的几个点

• 通过Redis存储Session
• 由Shiro来跳转的请求地址
• 配置不需要验证的请求接口

具体实现

作为一个SpringBoot洗脑流，不管是什么新东西，最先想到的就是通过SpringBoot来集成。这里通过SpringBoot，集成Shiro、Swagger（模拟前台通过JSON请求后台）、Redis（暂时只存储Session），使用Swagger来模拟请求，测试Shiro的权限控制。

以下的集成相关东西，都是建立于一个完整的SpringBoot Demo。

• 集成Redis

  引入Redis依赖

  
  
      org.springframework.boot
      spring-boot-starter-data-redis
  
  

  引入第三方Redis序列化工具

  
  
      com.esotericsoftware
      kryo-shaded
      4.0.0
  
  

  注： Kryo是一个快速高效的Java序列化框架，旨在提供快速、高效和易用的API。无论文件、数据库或网络数据Kryo都可以随时完成序列化。Kryo还可以执行自动深拷贝（克隆）、浅拷贝（克隆）。这是对象到对象的直接拷贝，非对象->字节->对象的拷贝。在后面的文章会分析一下Redis各种序列化方式的效率。

  配置Redis连接（为了方便测试，使用Redis单机版即可）

  spring:
    redis:
      database: 0
      host: localhost
      password:  # Redis服务器若设置密码，此处必须配置
      port: 6379
      timeout: 10000 # 连接超时时间（毫秒）
      pool:
        max-active: 8 # 连接池最大连接数（使用负数表示没有限制）
        max-idle: 8 # 连接池中的最大空闲连接
        min-idle: 0 # 连接池中的最小空闲连接
        max-wait: -1 # 连接池最大阻塞等待时间（使用负数表示没有限制）
  

• Swagger的集成

  为了不重复造轮子，使用swagger-spring-boot-starter（一个大牛自己针对Swagger封装的一个SpringBoot的Starter自动配置模块）即可。

  
  
      com.spring4all
      swagger-spring-boot-starter
      1.7.1.RELEASE
  
  

  在使用Shiro之后，由于默认情况下，资源都会被Shiro拦截，所以需要对Swagger的资源手动做加载，并使用@EnableSwagger2Doc打开Swagger自动配置，并且在下面shiro拦截器配置时，将swagger相关资源配置为anno。

  @Configuration
  @EnableSwagger2Doc
  public class SwaggerConfiguration extends WebMvcConfigurerAdapter {
      @Override
      public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
          registry.addResourceHandler("/js/**").addResourceLocations("classpath:/js/");
          registry.addResourceHandler("swagger-ui.html")
                  .addResourceLocations("classpath:/META-INF/resources/");
          registry.addResourceHandler("/webjars/**")
                  .addResourceLocations("classpath:/META-INF/resources/webjars/");
      }
  }
  

  配置Swagger

  swagger:
    title: 测试Demo
    description: 测试Demo
    version: 1.0.RELEASE
    license: Apache License, Version 2.0
    license-url: https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html
    terms-of-service-url: https://github.com/dyc87112/spring-boot-starter-swagger
    base-package: com.example
    base-path: /**
    exclude-path: /error, /ops/**
  

• Shiro集成

  引入Shiro官方提供的与Spring类项目集成的依赖包

  
  
      org.apache.shiro
      shiro-spring
      ${shiro.version}
  
  
  
      org.apache.shiro
      shiro-ehcache
      ${shiro.version}
  
  

  除了上面这两个依赖包之外，以便于以后项目做集群，使用Redis存储Shiro的安全验证信息，所以在Github上翻了翻，找到了下面shiro-redis包，它很好的完成了Redis与Shiro的集成，不需要开发人员自己去编码，实现Shiro的SessionDAO接口。

  
  
      org.crazycake
      shiro-redis
      3.0.0
  
  

  还没完，Shiro的常规配置还需要通过JavaConfig的方式去配置（以SpringBoot自动配置的方式实现），废话少说，下面代码见真章。

  shiro的相关拦截规则配置

  security:
    shiro:
      filter:
        anon:   # 不需要Shiro拦截的请求URL
          - /api/v1/**  # swagger接口文档
          - /swagger-ui.html
          - /webjars/**
          - /swagger-resources/**
          - /user/login   # 登录接口
          - /user/noLogin   # 未登录提示信息接口
        authc:   # 需要Shiro拦截的请求URL
          - /**
      loginUrl: /user/login   # 登录接口
      noAccessUrl: /user/noLogin   # 未登录时跳转URL
      globalSessionTimeout: 30  # 登录过期时长
  

  自定义的Shiro属性配置类ShiroProperties.java

  @Data
  @ConfigurationProperties(prefix = "security.shiro")
  public class ShiroProperties {
      /**
       * 登录Url
       */
      private String loginUrl;
      /**
       * 没权限访问时的转发Url(做未登录提示信息用)
       */
      private String noAccessUrl;
      /**
       * Shiro请求拦截规则配置(Shiro的拦截器规则，常用的anon和authc)
       */
      private Map> filter;
      /**
       * Shiro Session 过期时间（分钟）
       */
      private Long globalSessionTimeout = 30L;
  }
  

  为解决前后台分离架构的项目下，未登录时访问系统的跳转及对应的提示信息Shiro原有逻辑为未登录则跳转到登录Url，在前后台分离架构下，此种方式显然不能满足要求，只能修改authc默认过滤器处理流程，通过将请求转发到一个新的Url，给出未登录提示信息，由前台去控制路由跳转到登录页面

  @Slf4j
  public class SelfDefinedFormAuthenticationFilter extends FormAuthenticationFilter {
      // 没有权限访问的提示信息跳转URL
      private String noAccessUrl;
      public String getNoAccessUrl() {
          return noAccessUrl;
      }
      public SelfDefinedFormAuthenticationFilter setNoAccessUrl(String noAccessUrl) {
          this.noAccessUrl = noAccessUrl;
          return this;
      }
      // 重写跳转到登录URL的逻辑，改为转发到未登录URL
      @Override
      protected void redirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException {
          String noAccessUrl = getNoAccessUrl();
          try {
              request.getRequestDispatcher(noAccessUrl).forward(request, response);
          } catch (ServletException e) {
              e.getMessage();
          }
      }
  }
  

  自定义Realm，提供登录验证数据及授权逻辑

  @Slf4j
  @Component
  public class SelfDefinedShiroRealm extends AuthorizingRealm {
      /**
       * 授权
       * @param principals
       * @return
       */
      @Override
      protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
          SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
          return authorizationInfo;
      }
      /**
       * 认证
       * @param token
       * @return
       * @throws AuthenticationException
       */
      @Override
      protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)
              throws AuthenticationException {
          String username = (String) token.getPrincipal();
          log.info(username);
          SimpleAuthenticationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(
                  new User(username, "123"),
                  username,
                  getName()
          );
          return authorizationInfo;
      }
  }
  

  新建配置类，配置Shiro相关配置。

  @Configuration
  @EnableConfigurationProperties(ShiroProperties.class)
  public class ShiroConfiguration {
      @Autowired
      private RedisProperties redisProperties;
      @Autowired
      private ShiroProperties shiroProperties;
      @Bean
      public ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(SecurityManager securityManager) {
          ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();
          //获取filters
          Map filters = shiroFilterFactoryBean.getFilters();
          //将自定义 的FormAuthenticationFilter注入shiroFilter中
          filters.put("authc", new SelfDefinedFormAuthenticationFilter().
                  setNoAccessUrl(shiroProperties.getNoAccessUrl()));
          shiroFilterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);
          Map filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap();
          //注意过滤器配置顺序 不能颠倒
          Map> filterMap = shiroProperties.getFilter();
          filterMap.forEach((filter, urls) -> {
              urls.forEach(url -> {
                  filterChainDefinitionMap.put(url, filter);
              });
          });
          // 配置shiro默认登录界面地址，前后端分离中登录界面跳转应由前端路由控制，后台仅返回json数据
  shiroFilterFactoryBean.setLoginUrl(shiroProperties.getLoginUrl());
  shiroFilterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);
          return shiroFilterFactoryBean;
      }
      /**
       * 凭证匹配器(密码需要加密时，可使用)
       * @return
       */
      @Bean
      public HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher() {
          HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher = new HashedCredentialsMatcher();
          // 设置加密算法 Md5Hash
          hashedCredentialsMatcher.setHashAlgorithmName("md5");
          // 设置散列加密次数 如：2=md5(md5(aaa))
          hashedCredentialsMatcher.setHashIterations(2);
          return hashedCredentialsMatcher;
      }
      @Bean
      public SecurityManager securityManager(
              AuthorizingRealm authorizingRealm,
              SessionManager sessionManager,
              RedisCacheManager redisCacheManager) {
          DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
          securityManager.setRealm(authorizingRealm);
          // 自定义的Session管理
          securityManager.setSessionManager(sessionManager);
          // 自定义的缓存实现
          securityManager.setCacheManager(redisCacheManager);
          return securityManager;
      }
      /**
       * 自定义的SessionManager
       * @param redisSessionDAO
       * @return
       */
      @Bean
      public SessionManager sessionManager(RedisSessionDAO redisSessionDAO) {
          SelfDefinedSessionManager sessionManager = new SelfDefinedSessionManager();
          sessionManager.setSessionDAO(redisSessionDAO);                sessionManager.setGlobalSessionTimeout(shiroProperties.getGlobalSessionTimeout() * 60 * 1000);
          return sessionManager;
      }
      /**
       * 配置shiro redisManager
       * 使用的是shiro-redis开源插件
       * @return
       */
      @Bean
      public RedisManager redisManager() {
          RedisManager redisManager = new RedisManager();
          redisManager.setHost(redisProperties.getHost());
          redisManager.setPort(redisProperties.getPort());
          redisManager.setTimeout(redisProperties.getTimeout());
          if (!ObjectUtils.isEmpty(redisProperties.getPassword())) {
              redisManager.setPassword(redisProperties.getPassword());
          }
          return redisManager;
      }
      /**
       * cacheManager 缓存 redis实现
       * 使用的是shiro-redis开源插件
       * @param redisManager
       * @return
       */
      @Bean
      public RedisCacheManager redisCacheManager(RedisManager redisManager) {
          RedisCacheManager redisCacheManager = new RedisCacheManager();
          redisCacheManager.setRedisManager(redisManager);
          redisCacheManager.setValueSerializer(new StringSerializer());
          return redisCacheManager;
      }
      /**
       * RedisSessionDAO shiro sessionDao层的实现 redis实现
       * 使用的是shiro-redis开源插件
       * @param redisManager
       * @return
       */
      @Bean
      public RedisSessionDAO redisSessionDAO(RedisManager redisManager) {
          RedisSessionDAO redisSessionDAO = new RedisSessionDAO();
          redisSessionDAO.setRedisManager(redisManager);
          return redisSessionDAO;
      }
      /**
       * 开启shiro aop注解支持
       * @param securityManager
       * @return
       */
      @Bean
      public AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor(SecurityManager securityManager) {
          AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor =
                  new AuthorizationAttributeSourceAdvisor();
        authorizationAttributeSourceAdvisor.setSecurityManager(securityManager);
          return authorizationAttributeSourceAdvisor;
      }
  }
  

• 编写简单的Controller，测试一下

  UserController.java

    @Autowired
      private RedisSessionDAO redisSessionDAO;
      @ApiOperation("登录")
      @PostMapping("/login")
      public Object login(@RequestBody User user) {
          Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
          UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(user.getUserName(), user.getPassword());
          try {
              // 登录
              subject.login(token);
              // 登录成功后，获取菜单权限信息
              if (subject.isAuthenticated()) {
                  return "登录成功";
              }
          } catch (IncorrectCredentialsException e) {
              return "密码错误";
          } catch (LockedAccountException e) {
              return "登录失败，该用户已被冻结";
          } catch (AuthenticationException e) {
              return "该用户不存在";
          } catch (Exception e) {
              return e.getMessage();
          }
          return "登录失败";
      }
      @ApiOperation("注销")
      @PostMapping("/logout")
      public Object logout() {
          Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
          redisSessionDAO.delete(subject.getSession());
          return "注销成功";
      }
      @ApiOperation("未登录提示信息接口")
      @RequestMapping("/noLogin")
      public Object noLogin() {
          return "未登录，请先登录再访问";
      }
      @ApiOperation("需登录才能访问")
      @PostMapping("/home")
      public Object home() {
          return "这是主页";
      }
  

  访问http://localhost:8080/shiro/swagger-ui.html页面，通过Swagger测试请求的拦截。

  1. 未登录访问/user/home

     返回信息“未登录，请先登录再访问”，代表请求成功拦截到了，未登录不能正常访问系统

  2. 访问/user/login进行登录，然后访问/user/home

     入参:

     {
         "userName":"admin",
         "password":"123"
     }
     

     出参:

     "登录成功"
     

     然后访问/user/home，成功返回"这是主页"

  3. 注销后在访问/user/home

     直接请求/user/logout，访问/user/home，提示“未登录，请先登录再访问”，表示成功注销。

  注： /user/noLogin使用的是@RequestMapping("/noLogin")，是为了保证所有请求方式(GET/POST/PUT/DELETE等)的未登录请求都能转发到此接口，从而正确返回未登录提示信息。

以上相关源码，请访问https://github.com/ArtIsLong/shiro-spring-boot-starter.git

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