安全框架Shiro——Shiro简介、架构、Quickstart程序

目录

• 一、Shiro简介
  • 1、功能简介
  • 2、Shiro 架构
• 二、Shiro的HelloWorld程序
  • Quickstart类的分析

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一、Shiro简介

• Apache Shiro 是 Java 的一个安全（权限）框架。
• Shiro 可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE 环境，也可以用在 JavaEE 环境。• Shiro 可以完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web 集成、缓存等。
• 下载: http://shiro.apache.org/
  

1、功能简介

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• 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；即判断用户是否能进行什么操作，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，也可以是 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

2、Shiro 架构

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从外部来看Shiro ，即从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作：

• Subject：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。Subject 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；与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager；Subject 其实是一个门面，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；且其管理着所有 Subject；可以看出它是 Shiro的核心，它负责与 Shiro 的其他组件进行交互，它相当于 SpringMVC 中DispatcherServlet 的角色
• Realm：Shiro 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

从内部来看Shiro架构

• Subject：任何可以与应用交互的“用户”；
• SecurityManager ：相当于SpringMVC 中的 DispatcherServlet；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、授权、会话及缓存的管理。
• Authenticator：负责 Subject 认证，是一个扩展点，可以自定义实现；可以使用认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；
• Authorizer：授权器、即访问控制器，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，也可以是内存实现等等；由用户提供；所以一般在应用中都需要实现自己的 Realm；
• SessionManager：管理 Session 生命周期的组件；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
• 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。

二、Shiro的HelloWorld程序

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首先创建一个普通的maven项目

1、在官网/github中下载最新稳定版的"zip"压缩包,打开之后找到之中的示例文件夹"samples"

将上图中resources中的log4j的配置文件和shiro.ini文件拷到项目的resources下, 将java中的Quickstart.java拷贝到我们的项目中;

2、导入pom.xml中的坐标

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.shirogroupId>
        <artifactId>shiro-coreartifactId>
        <version>1.5.2version>
    dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.slf4jgroupId>
        <artifactId>jcl-over-slf4jartifactId>
        <version>1.7.25version>
    dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.slf4jgroupId>
        <artifactId>slf4j-log4j12artifactId>
        <version>1.7.25version>
    dependency>

    
    <dependency>
        <groupId>log4jgroupId>
        <artifactId>log4jartifactId>
        <version>1.2.17version>
    dependency>
dependencies>

3、shiro.ini、log4j.properties文件

shiro.ini文件

log4j.properties文件

3、Quickstart类的分析

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/**
 * Simple Quickstart application showing how to use Shiro's API.
 *
 * @since 0.9 RC2
 */
public class Quickstart {

    // 使用日志门面
    private static final transient Logger log = LoggerFactory.getLogger(Quickstart.class);

    public static void main(String[] args) {

        // 从classpath路径下, 加载shiro.ini文件,创建一个生产SecurityManager工厂
        Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        // 通过这个工程生产SecurityManager实例
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();

        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);

        // 获取当前的用户对象subject
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();

        // 通过当前用户拿到shiro的session--测试session
        Session session = currentUser.getSession();
        session.setAttribute("someKey", "桂朝阳");
        String value = (String) session.getAttribute("someKey");
        if (value.equals("桂朝阳")) {
            log.info("Retrieved the correct value! [" + value + "]");
        }

        // 判断当前的用户是否被认证(即是否已经登录)
        if (!currentUser.isAuthenticated()) {
            // 没有登录,把用户名和密码封装为UsernamePasswordToken对象
            UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("lonestarr", "vespa");
            token.setRememberMe(true); // 设置记住我
            try {
            	// 执行登录,上面token中的用户名密码在shiro.ini中已经配置,可以登录成功
                currentUser.login(token);
            } catch (UnknownAccountException uae) { // 用户不存在的异常
                log.info("There is no user with username of " + token.getPrincipal());
            } catch (IncorrectCredentialsException ice) {   // 密码错误异常
                log.info("Password for account " + token.getPrincipal() + " was incorrect!");
            } catch (LockedAccountException lae) {  // 用户锁定异常
                log.info("The account for username " + token.getPrincipal() + " is locked.  " +
                        "Please contact your administrator to unlock it.");
            }
            // 所有认证时异常的父类
            catch (AuthenticationException ae) {
                //unexpected condition?  error?
            }
        }

        // 获取当前用户名称(这里是lonestarr,已经存在了,在shiro.ini中)
        log.info("User [" + currentUser.getPrincipal() + "] logged in successfully.");

        // 当前用户是否有`schwartz`这个角色(可以在shiro.ini中看到,`lonestarr`用户有这个角色
        if (currentUser.hasRole("schwartz")) {
            log.info("May the Schwartz be with you!");
        } else {
            log.info("Hello, mere mortal.");
        }

        // 粗粒度的访问某资源(可以看shiro.ini中第二种角色: 访问权限分的不是很细致)
        // 判断当前用户是否拥有"lightsaber:wield"权限
        if (currentUser.isPermitted("lightsaber:wield")) {
            log.info("You may use a lightsaber ring.  Use it wisely.");
        } else {
            log.info("Sorry, lightsaber rings are for schwartz masters only.");
        }

        // 细粒度 (可以看shiro.ini中第三种角色: 访问权限分的比较细致)
        if (currentUser.isPermitted("winnebago:drive:eagle5")) {
            log.info("You are permitted to 'drive' the winnebago with license plate (id) 'eagle5'.  " +
                    "Here are the keys - have fun!");
        } else {
            log.info("Sorry, you aren't allowed to drive the 'eagle5' winnebago!");
        }

        // 注销
        currentUser.logout();

        // 结束
        System.exit(0);
    }
}

总结:

// 获取当前的用户对象subject
Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
//使用Session做一些操作,此时不需要web容器也可以进行
Session session = currentUser.getSession();
// 判断当前的用户是否被认证(是否已经登录)
currentUser.isAuthenticated();
// 获取当前用户名称(这里是lonestarr,已经存在了,在shiro.ini中)
currentUser.getPrincipal();
// 当前用户是否有schwartz这个角色
currentUser.hasRole(“schwartz”);
// 判断当前用户是否拥有"lightsaber:wield"权限
currentUser.isPermitted(“lightsaber:wield”);
// 注销
currentUser.logout();