Java实现Token登录验证(基于JWT的token认证实现)

文章目录

• 一、JWT是什么？
• 二、使用步骤
• • 1.项目结构
  • 2.相关依赖
  • 3.数据库
  • 4.相关代码
• 三、测试结果

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一、JWT是什么？

在介绍JWT之前，我们先来回顾一下利用token进行用户身份验证的流程：

1、客户端使用用户名和密码请求登录

2、服务端收到请求，验证用户名和密码

3、验证成功后，服务端会签发一个token，再把这个token返回给客户端

4、客户端收到token后可以把它存储起来，比如放到cookie中

5、客户端每次向服务端请求资源时需要携带服务端签发的token，可以在cookie或者header中携带

6、服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的token，如果验证成功，就向客户端返回请求数据

这种基于token的认证方式相比传统的session认证方式更节约服务器资源，并且对移动端和分布式更加友好。其优点如下：

支持跨域访问：cookie是无法跨域的，而token由于没有用到cookie(前提是将token放到请求头中)，所以跨域后不会存在信息丢失问题
无状态：token机制在服务端不需要存储session信息，因为token自身包含了所有登录用户的信息，所以可以减轻服务端压力
更适用CDN：可以通过内容分发网络请求服务端的所有资料
更适用于移动端：当客户端是非浏览器平台时，cookie是不被支持的，此时采用token认证方式会简单很多
无需考虑CSRF：由于不再依赖cookie，所以采用token认证方式不会发生CSRF，所以也就无需考虑CSRF的防御

而JWT就是上述流程当中token的一种具体实现方式，其全称是JSON Web Token，官网地址：https://jwt.io/

通俗地说，JWT的本质就是一个字符串，它是将用户信息保存到一个Json字符串中，然后进行编码后得到一个JWT token，并且这个JWT token带有签名信息，接收后可以校验是否被篡改，所以可以用于在各方之间安全地将信息作为Json对象传输。JWT的认证流程如下：

1、首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口，这个过程一般是一个POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输(HTTPS)，从而避免敏感信息被嗅探

2、后端核对用户名和密码成功后，将包含用户信息的数据作为JWT的Payload，将其与JWT Header分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT Token，形成的JWT Token就是一个如同lll.zzz.xxx的字符串
3、后端将JWT Token字符串作为登录成功的结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在浏览器中，退出登录时删除保存的JWT Token即可

4、前端在每次请求时将JWT Token放入HTTP请求头中的Authorization属性中(解决XSS和XSRF问题)

5、后端检查前端传过来的JWT Token，验证其有效性，比如检查签名是否正确、是否过期、token的接收方是否是自己等等

6、验证通过后，后端解析出JWT Token中包含的用户信息，进行其他逻辑操作(一般是根据用户信息得到权限等)，返回结果

最后：说白了，JWT：JSON Web Token，其实token就是一段字符串，由三部分组成：Header，Payload，Signature

二、使用步骤

1.项目结构

2.相关依赖

    
        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-web
        

        
            mysql
            mysql-connector-java
            8.0.22
        

        
            cn.hutool
            hutool-all
            5.7.21
        

        
            com.baomidou
            mybatis-plus-boot-starter
            3.4.3.2
        

        
            com.alibaba
            fastjson
            1.2.79
        

        
            commons-beanutils
            commons-beanutils
            1.9.4
        

        
            org.projectlombok
            lombok
            1.18.22
        

        
            commons-io
            commons-io
            2.11.0
        

        
            org.apache.poi
            poi-ooxml
            4.1.2
        

        
            junit
            junit
            4.13.1
            test
        

        
            org.springframework.boot
            spring-boot-starter-test
            2.3.8.RELEASE
        

        
            com.auth0
            java-jwt
            3.18.3
        

        
            org.apache.commons
            commons-lang3
        
    

3.数据库

这里进行测试，所以用户类只有用户名密码，自行创建

4.相关代码

1、annotation包
PassToken：

package com.geesun.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:26
 * @description：用来跳过验证的 PassToken
 */
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface PassToken {
    boolean required() default true;
}

UserLoginToken：

package com.geesun.annotation;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:26
 * @description：用于登录后才能操作的token
 */
/*RetentionPolicy.RUNTIME:这种类型的Annotations将被JVM保留,
所以他们能在运行时被JVM或其他使用反射机制的代码所读取和使用。*/
@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface UserLoginToken {
    boolean required() default true;
}

2、common包
CodeMsg：

package com.geesun.common;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:26
 * @description：返回提示
 */
public class CodeMsg {
    private int retCode;
    private String message;
    // 按照模块定义CodeMsg
    // 通用异常
    public static CodeMsg SUCCESS = new CodeMsg(0,"success");
    public static CodeMsg SERVER_EXCEPTION = new CodeMsg(500100,"服务端异常");
    public static CodeMsg PARAMETER_ISNULL = new CodeMsg(500101,"输入参数为空");
    // 业务异常
    public static CodeMsg USER_NOT_EXSIST = new CodeMsg(500102,"用户不存在");
    public static CodeMsg ONLINE_USER_OVER = new CodeMsg(500103,"在线用户数超出允许登录的最大用户限制。");
    public static CodeMsg SESSION_NOT_EXSIST =  new CodeMsg(500104,"不存在离线session数据");
    public static CodeMsg NOT_FIND_DATA = new CodeMsg(500105,"查找不到对应数据");
    public static CodeMsg USER_OR_PASS_ERROR = new CodeMsg(500102,"账号或者密码错误，请重试！");


    private CodeMsg(int retCode, String message) {
        this.retCode = retCode;
        this.message = message;
    }

    public int getRetCode() {
        return retCode;
    }
    public String getMessage() {
        return message;
    }
    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }
}

Result：

package com.geesun.common;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:26
 * @description：返回统一结果集
 */
public class Result {

    private String message;
    private int retCode;
    private T data;

    private Result(T data) {
        this.retCode = 200;
        this.message = "成功";
        this.data = data;
    }

    private Result(CodeMsg cm) {
        if(cm == null){
            return;
        }
        this.retCode = cm.getRetCode();
        this.message = cm.getMessage();
    }

    /**
     * 成功时候的调用
     * @return
     */
    public static  Result success(T data){
        return new Result(data);
    }

    /**
     * 成功，不需要传入参数
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static  Result success(){
        return (Result) success("");
    }
    /**
     * 失败时候的调用
     * @return
     */
    public static  Result error(CodeMsg cm){
        return new Result(cm);
    }
    /**
     * 失败时候的调用,扩展消息参数
     * @param cm
     * @param msg
     * @return
     */
    public static  Result error(CodeMsg cm,String msg){
        cm.setMessage(cm.getMessage()+"--"+msg);
        return new Result(cm);
    }
    public T getData() {
        return data;
    }
    public String getMessage() {
        return message;
    }
    public int getRetCode() {
        return retCode;
    }
}

3、config包
InterceptorConfig：

package com.geesun.config;

import com.geesun.Interceptor.AuthenticationInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.format.FormatterRegistry;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.validation.MessageCodesResolver;
import org.springframework.validation.Validator;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodArgumentResolver;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodReturnValueHandler;
import org.springframework.web.servlet.HandlerExceptionResolver;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.*;
import java.util.List;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:25
 * @description：新建Token拦截器
 */
@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(authenticationInterceptor())
                .addPathPatterns("/**");    // 拦截所有请求，通过判断是否有 @LoginRequired 注解 决定是否需要登录
    }
    @Bean
    public AuthenticationInterceptor authenticationInterceptor() {
        return new AuthenticationInterceptor();
    }
    @Override
    public void addArgumentResolvers(List arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void addCorsMappings(CorsRegistry arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void addFormatters(FormatterRegistry arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void addReturnValueHandlers(List arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void addViewControllers(ViewControllerRegistry arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureAsyncSupport(AsyncSupportConfigurer arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureContentNegotiation(ContentNegotiationConfigurer arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureDefaultServletHandling(DefaultServletHandlerConfigurer arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureHandlerExceptionResolvers(List arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureMessageConverters(List> arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configurePathMatch(PathMatchConfigurer arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void configureViewResolvers(ViewResolverRegistry arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void extendHandlerExceptionResolvers(List arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public void extendMessageConverters(List> arg0) {
        // TODO Auto-generated method stub

    }
    @Override
    public MessageCodesResolver getMessageCodesResolver() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }
    @Override
    public Validator getValidator() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

}

4、Interceptor包
AuthenticationInterceptor：

package com.geesun.Interceptor;

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTDecodeException;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTVerificationException;
import com.geesun.annotation.PassToken;
import com.geesun.annotation.UserLoginToken;
import com.geesun.pojo.User;
import com.geesun.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:24
 * @description：拦截器
 */
public class AuthenticationInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Autowired
    UserService userService;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object object) throws Exception {
        String token = httpServletRequest.getHeader("token");// 从 http 请求头中取出 token
        // 如果不是映射到方法直接通过
        if(!(object instanceof HandlerMethod)){
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod=(HandlerMethod)object;
        Method method=handlerMethod.getMethod();
        //检查是否有passtoken注释，有则跳过认证
        if (method.isAnnotationPresent(PassToken.class)) {
            PassToken passToken = method.getAnnotation(PassToken.class);
            if (passToken.required()) {
                return true;
            }
        }
        //检查有没有需要用户权限的注解
        if (method.isAnnotationPresent(UserLoginToken.class)) {
            UserLoginToken userLoginToken = method.getAnnotation(UserLoginToken.class);
            if (userLoginToken.required()) {
                // 执行认证
                if (token == null) {
                    throw new RuntimeException("无token，请重新登录");
                }
                // 获取 token 中的 user id
                String userId;
                try {
                    userId = JWT.decode(token).getAudience().get(0);
                } catch (JWTDecodeException j) {
                    throw new RuntimeException("401");
                }
                User user = userService.findUserById(userId);
                if (user == null) {
                    throw new RuntimeException("用户不存在，请重新登录");
                }
                // 验证 token
                JWTVerifier jwtVerifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(user.getPassword())).build();
                try {
                    jwtVerifier.verify(token);
                } catch (JWTVerificationException e) {
                    throw new RuntimeException("401");
                }
                return true;
            }
        }
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

    }
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object o, Exception e) throws Exception {

    }
}

5、utils包
TokenUtil：

package com.geesun.utils;

import com.auth0.jwt.JWT;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/28 10:24
 * @description：
 */
public class TokenUtil {

    public static String getTokenUserId() {
        String token = getRequest().getHeader("token");// 从 http 请求头中取出 token
        String userId = JWT.decode(token).getAudience().get(0);
        return userId;
    }

    /**
     * 获取request
     * @return
     */
    public static HttpServletRequest getRequest() {
        ServletRequestAttributes requestAttributes = (ServletRequestAttributes) RequestContextHolder
                .getRequestAttributes();
        return requestAttributes == null ? null : requestAttributes.getRequest();
    }

}

6、pojo包
User：

package com.geesun.pojo;

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableField;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
@TableName(value = "`user`")
public class User implements Serializable {
    @TableId(value = "id", type = IdType.NONE)
    private String id;

    @TableField(value = "username")
    private String username;

    @TableField(value = "password")
    private String password;

    private static final long serialVersionUID = 1L;
}

7、controller包
UserController：

package com.geesun.controller;

import cn.hutool.json.JSONObject;
import com.geesun.annotation.UserLoginToken;
import com.geesun.common.CodeMsg;
import com.geesun.common.Result;
import com.geesun.pojo.User;
import com.geesun.service.UserService;
import com.geesun.service.impl.TokenService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * @author ：Mr.ZJW
 * @date ：Created 2022/2/26 10:47
 * @description：
 */
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Autowired
    private TokenService tokenService;

    /**
     * 查询用户信息
     * @return
     */
    @UserLoginToken
    @GetMapping("/list")
    public Result