Shiro安全框架（二）SpringBoot+会话管理

1 Shiro在SpringBoot工程的应用

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  Shiro是一个功能强大、灵活的，开源的安全框架。它可以干净利落地处理身份验证、授权、企业会话管理和加密。越来越多的企业使用Shiro作为项目的安全框架，保证项目的平稳运行。
  在之前的讲解中只是单独的使用shiro，方便学员对shiro有一个直观且清晰的认知，我们今天就来看一下shiro在springBoot工程中如何使用以及其他特性

1.1 案例说明

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使用springBoot构建应用程序，整合shiro框架完成用户认证与授权。

1.1.1 数据库表

1.1.2 基本工程结构

导入资料中准备的基本工程代码，此工程中实现了基本用户角色权限的操作。我们只需要在此工程中添加Shiro相关的操作代码即可

1.2 整合Shiro

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1.2.1 spring和shiro的整合依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.shirogroupId>
    <artifactId>shiro-springartifactId>
    <version>1.3.2version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.shirogroupId>
    <artifactId>shiro-coreartifactId>
    <version>1.3.2version>
dependency>

1.2.2 修改登录方法

认证：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份。基于shiro的认证，shiro需要采集到用户登录数据使用subject的login方法进入realm完成认证工作。

@RequestMapping(value="/login")
public String login(String username,String password) {
     
    try{
     
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken uptoken = new
        UsernamePasswordToken(username,password);
        subject.login(uptoken);
        return "登录成功";
    }catch (Exception e) {
     
        return "用户名或密码错误";
    }
}

1.2.3 自定义realm

Realm域：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，即安全数据源

public class CustomRealm extends AuthorizingRealm {
     
    @Override
    public void setName(String name) {
     
        super.setName("customRealm");
    }
    @Autowired
    private UserService userService;
    /**
    * 构造授权方法
    */
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
     
        //1.获取认证的用户数据
        User user = (User)principalCollection.getPrimaryPrincipal();
        //2.构造认证数据
        SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();
        Set<Role> roles = user.getRoles();
        for (Role role : roles) {
     
            //添加角色信息
            info.addRole(role.getName());
            for (Permission permission:role.getPermissions()) {
     
                //添加权限信息
                info.addStringPermission(permission.getCode());
            }
        }
        return info;
    }
    /**
    * 认证方法
    */
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
     
        //1.获取登录的upToken
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken)authenticationToken;
        //2.获取输入的用户名密码
        String username = upToken.getUsername();
        String password = new String(upToken.getPassword());
        //3.数据库查询用户
        User user = userService.findByName(username);
        //4.用户存在并且密码匹配存储用户数据
        if(user != null && user.getPassword().equals(password)) {
     
            return new SimpleAuthenticationInfo(user,user.getPassword(),this.getName());
        }else {
     
            //返回null会抛出异常，表明用户不存在或密码不匹配
            return null;
        }
    }
}

1.3 Shiro的配置

SecurityManager 是 Shiro 架构的心脏，用于协调内部的多个组件完成全部认证授权的过程。例如通过调用realm完成认证与登录。使用基于springboot的配置方式完成SecurityManager，Realm的装配

@Configuration
public class ShiroConfiguration {
     
    //配置自定义的Realm
    @Bean
    public CustomRealm getRealm() {
     
        return new CustomRealm();
    }
    //配置安全管理器
    @Bean
    public SecurityManager securityManager(CustomRealm realm) {
     
        //使用默认的安全管理器
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager(realm);
        //将自定义的realm交给安全管理器统一调度管理
        securityManager.setRealm(realm);
        return securityManager;
    }
    //Filter工厂，设置对应的过滤条件和跳转条件
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shirFilter(SecurityManager securityManager) {
     
        //1.创建shiro过滤器工厂
        ShiroFilterFactoryBean filterFactory = new ShiroFilterFactoryBean();
        //2.设置安全管理器
        filterFactory.setSecurityManager(securityManager);
        //3.通用配置（配置登录页面，登录成功页面，验证未成功页面）
        filterFactory.setLoginUrl("/autherror?code=1"); //设置登录页面
        filterFactory.setUnauthorizedUrl("/autherror?code=2"); //授权失败跳转页面
        //4.配置过滤器集合
        /**
        * key ：访问连接
        * 支持通配符的形式
        * value：过滤器类型
        * shiro常用过滤器
        * anno ：匿名访问（表明此链接所有人可以访问）
        * authc ：认证后访问（表明此链接需登录认证成功之后可以访问）
        */
        Map<String,String> filterMap = new LinkedHashMap<String,String>();
        // 配置不会被拦截的链接 顺序判断
        filterMap.put("/user/home", "anon");
        filterMap.put("/user/**", "authc");
        //5.设置过滤器
        filterFactory.setFilterChainDefinitionMap(filterMap);
        return filterFactory;
    }
    //配置shiro注解支持
    @Bean
    public AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor(SecurityManager securityManager) {
     
        AuthorizationAttributeSourceAdvisor advisor = new AuthorizationAttributeSourceAdvisor();
        advisor.setSecurityManager(securityManager);
        return advisor;
    }
}

1.4 shiro中的过滤器

注意：anon, authc, authcBasic, user 是第一组认证过滤器，perms, port, rest, roles, ssl 是第二组授权过滤器，要通过授权过滤器，就先要完成登陆认证操作（即先要完成认证才能前去寻找授权) 才能走第二组授权器（例如访问需要 roles 权限的 url，如果还没有登陆的话，会直接跳转到
shiroFilterFactoryBean.setLoginUrl(); 设置的 url ）

1.5 授权

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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
shiro支持基于过滤器的授权方式也支持注解的授权方式

1.5.1 基于配置的授权

在shiro中可以使用过滤器的方式配置目标地址的请求权限

//配置请求连接过滤器配置
//匿名访问（所有人员可以使用）
filterMap.put("/user/home", "anon");
//具有指定权限访问
filterMap.put("/user/find", "perms[user-find]");
//认证之后访问（登录之后可以访问）
filterMap.put("/user/**", "authc");
//具有指定角色可以访问
filterMap.put("/user/**", "roles[系统管理员]");

基于配置的方式进行授权，一旦操作用户不具备操作权限，目标地址不会被执行。会跳转到指定的url连接地址。所以需要在连接地址中更加友好的处理未授权的信息提示

1.5.2 基于注解的授权

（1）RequiresPermissions
配置到方法上，表明执行此方法必须具有指定的权限

//查询
@RequiresPermissions(value = "user-find")
public String find() {
     
    return "查询用户成功";
}

（2）RequiresRoles
配置到方法上，表明执行此方法必须具有指定的角色

//查询
@RequiresRoles(value = "系统管理员")
public String find() {
     
    return "查询用户成功";
}

基于注解的配置方式进行授权，一旦操作用户不具备操作权限，目标方法不会被执行，而且会抛出AuthorizationException 异常。所以需要做好统一异常处理完成未授权处理

2 Shiro中的会话管理

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在shiro里所有的用户的会话信息都会由Shiro来进行控制，shiro提供的会话可以用于JavaSE/JavaEE环境，不依赖于任何底层容器，可以独立使用，是完整的会话模块。通过Shiro的会话管理器（SessionManager）进行统一的会话管理

2.1 什么是shiro的会话管理

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SessionManager（会话管理器）：管理所有Subject的session包括创建、维护、删除、失效、验证等工作。SessionManager是顶层组件，由SecurityManager管理

shiro提供了三个默认实现：

1. DefaultSessionManager：用于JavaSE环境
2. ServletContainerSessionManager：用于Web环境，直接使用servlet容器的会话。
3. DefaultWebSessionManager：用于web环境，自己维护会话（自己维护着会话，直接废弃了Servlet容器的会话管理）。

在web程序中，通过shiro的Subject.login()方法登录成功后，用户的认证信息实际上是保存在HttpSession中的通过如下代码验证。

//登录成功后，打印所有session内容
@RequestMapping(value="/show")
public String show(HttpSession session) {
     
    // 获取session中所有的键值
    Enumeration<?> enumeration = session.getAttributeNames();
    // 遍历enumeration中的
    while (enumeration.hasMoreElements()) {
     
        // 获取session键值
        String name = enumeration.nextElement().toString();
        // 根据键值取session中的值
        Object value = session.getAttribute(name);
        // 打印结果
        System.out.println("" + name + "=" + value + "
/n");
    }
    return "查看session成功";
}

2.2 应用场景分析

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在分布式系统或者微服务架构下，都是通过统一的认证中心进行用户认证。如果使用默认会话管理，用户信息只会保存到一台服务器上。那么其他服务就需要进行会话的同步

会话管理器可以指定sessionId的生成以及获取方式。
通过sessionDao完成模拟session存入，取出等操作

2.3 Shiro结合redis的统一会话管理

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2.3.1 步骤分析

2.3.2 构建环境

（1）使用开源组件Shiro-Redis可以方便的构建shiro与redis的整合工程。

<dependency>
    <groupId>org.crazycakegroupId>
    <artifactId>shiro-redisartifactId>
    <version>3.0.0version>
dependency>

（2） 在springboot配置文件中添加redis配置

redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379

2.3.3 自定义shiro会话管理器

/**
* 自定义的sessionManager
*/
public class CustomSessionManager extends DefaultWebSessionManager {
     
    /**
    * 头信息中具有sessionid
    * 请求头：Authorization： sessionid
    *
    * 指定sessionId的获取方式
    */
    protected Serializable getSessionId(ServletRequest request, ServletRespons response) {
     
        //获取请求头Authorization中的数据
        String id = WebUtils.toHttp(request).getHeader("Authorization");
        if(StringUtils.isEmpty(id)) {
     
            //如果没有携带，生成新的sessionId
            return super.getSessionId(request,response);
        }else{
     
            //返回sessionId；
            request.setAttribute(ShiroHttpServletRequest.REFERENCED_SESSION_ID_SOURCE,"header");
            request.setAttribute(ShiroHttpServletRequest.REFERENCED_SESSION_ID, id);
            request.setAttribute(ShiroHttpServletRequest.REFERENCED_SESSION_ID_IS_VALID,Boolean.TRUE);
            return id;
        }
    }
}

2.3.4 配置Shiro基于redis的会话管理

在Shiro配置类cn.itcast.shiro.ShiroConfiguration 配置

1. 配置shiro的RedisManager，通过shiro-redis包提供的RedisManager统一对redis操作

@Value("${spring.redis.host}")
private String host;
@Value("${spring.redis.port}")
private int port;
//配置shiro redisManager
public RedisManager redisManager() {
     
    RedisManager redisManager = new RedisManager();
    redisManager.setHost(host);
    redisManager.setPort(port);
    return redisManager;
}

2. Shiro内部有自己的本地缓存机制，为了更加统一方便管理，全部替换redis实现

//配置Shiro的缓存管理器
//使用redis实现
public RedisCacheManager cacheManager() {
     
    RedisCacheManager redisCacheManager = new RedisCacheManager();
    redisCacheManager.setRedisManager(redisManager());
    return redisCacheManager;
}

3. 配置SessionDao，使用shiro-redis实现的基于redis的sessionDao

/**
* RedisSessionDAO shiro sessionDao层的实现 通过redis
* 使用的是shiro-redis开源插件
*/
public RedisSessionDAO redisSessionDAO() {
     
    RedisSessionDAO redisSessionDAO = new RedisSessionDAO();
    redisSessionDAO.setRedisManager(redisManager());
    return redisSessionDAO;
}

4. 配置会话管理器，指定sessionDao的依赖关系

/**
* 3.会话管理器
*/
public DefaultWebSessionManager sessionManager() {
     
    CustomSessionManager sessionManager = new CustomSessionManager();
    sessionManager.setSessionDAO(redisSessionDAO());
    return sessionManager;
}

5. 统一交给SecurityManager管理

//配置安全管理器
@Bean
public SecurityManager securityManager(CustomRealm realm) {
     
    //使用默认的安全管理器
    DefaultWebSecurityManager securityManager = new
    DefaultWebSecurityManager(realm);
    // 自定义session管理 使用redis
    securityManager.setSessionManager(sessionManager());
    // 自定义缓存实现 使用redis
    securityManager.setCacheManager(cacheManager());
    //将自定义的realm交给安全管理器统一调度管理
    securityManager.setRealm(realm);
    return securityManager;
}