SpringBoot集成Token

简介

在项目开发中，Token 是常见且重要的一个功能，目前对于 Token 设计有很多成熟的方案；比如使用 Redis 存储管理 Token，不过这种方式需要而额外集成 Redis 服务，虽然 Redis 查询效率很高，但是对于普通项目来说，还是增加了开发难度；本章将介绍一个简单易用的 Token 插件：jjwt，该插件直接与 SpringBoot 集成即可，其原理是：在服务端加密生成一个三段式加密字符串，前端每次请求都要将该 Token 传递给服务端(建议放在 Header 中)，后台通过解析该 Token 字符串，判断其是否合法，超时等

基本原理

从这个架构图中可以看出 JWT 主体分为 3 个部分：user，application server，authentication server；
非常常见的一个架构，首先用户需要 通过登录等手段向 authentication server 发送一个认证请求，authentication会返回给用户一个 JWT (这个JWT 的具体内容格式是啥后面会说，先理解成一个简单的字符串好了) 此后用户向application server发送的所有请求都要捎带上这个 JWT，然后application server 会验证这个 JWT 的合法性，验证通过则说明用户请求时来自合法守信的客户端

JWT 结构

这个 JWT 的格式，就是一个由三部分组成的字符串：header.payload.signatue；其中 header 主要包含了加密算法等信息；payload 则主要包含后端服务器放入的自定义信息，如：登录用户的信息；signature 就是使用算法生成的能够实现身份认证的字符串

实现步骤

1. 在项目的 pom.xml 配置文件中添加如下依赖

    io.jsonwebtoken
    jjwt
    0.7.0

 2. 添加一个公共类 Token，提供生成 Token，校验等基本方法

/**
 * @ClassName Token
 * @Author Andy
 * @Date 2020/7/14 14:32
 * @Description 用于生成, 解析 token 的工具类
 **/
public class Token {
    // 密钥
    private static SecretKeySpec key = "";

    // 对密钥加密
    static {
        key = new SecretKeySpec(Constant.SECRET_KEY.getBytes(), SignatureAlgorithm.HS512.getJcaName());
    }

    // 生成 token
    public static String createToken(String subject, Map < String, Object > claims, Date expireDate) {
        JwtBuilder builder = Jwts.builder()
            .setClaims(claims) // payload 私有申明，存放一些个人信息，必须放在第一个
            .setIssuer(Constant.AUTHOR) // token 的签发人
            .setIssuedAt(new Date()) // token 的签发时间
            .setSubject(subject) // token 的所有人, 一般放用户的 id 之类的
            .setExpiration(expireDate) // 过期时间
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, key); // token 的签名算法
        return builder.compact();
    }

    // 生成 token
    public static String createToken(String subject, Date expireDate) {
        return createToken(subject, new HashMap < > (), expireDate);
    }

    // 解析 token
    public static Claims parseToken(String token) {
        try {
            return Jwts.parser().setSigningKey(key).parseClaimsJws(token).getBody();
        } catch (Exception e) {
            throw new CommonException(Exceptions.TOKEN_PARSE_ERROR);
        }
    }

    // 将 token 标记为过期
    public static void markTokenExpired(String token) {
        Date expireDate = CommonUtil.currentTimeAddSeconds(1);
        Jwts.parser().setSigningKey(key).parseClaimsJws(token).getBody().setExpiration(expireDate);
    }

    // 判断 token 是否过期
    public static boolean checkTokenExpired(String token) {
        Claims claims = parseToken(token);
        return !CommonUtil.checkExpired(claims.getExpiration());
    }

    // 获取 token 的 subject 信息, 登录成功保存的时用户的主键
    public static String getSubject(HttpServletRequest request) {
        return parseToken(getToken(request)).getSubject();
    }
   
    // 根据 token 获取 subject 信息
    public static String getSubject(String token) {
        return parseToken(token).getSubject();
    }

    // 根据 HttpServletRequest 获取 token
    public static String getToken(HttpServletRequest request) {
        return request.getHeader(Constant.HEADER_TOKEN);
    }

    // 获取 token 的签发人
    public static String getIssuer(String token) {
        return parseToken(token).getIssuer();
    }
}

这里使用到其它关联类的方法或属性如下

Constant.class

// token 签发者
public static final String AUTHOR = "duzimei";
// 获取 header 中 token 标识
public static final String HEADER_TOKEN = "token";
// token 密钥加密字符串(取自 《肖申克的救赎》经典台词)
public static final String SECRET_KEY = "Fear can hold you prisoner.Hope can set you free";
// 设置 token 的过期时间为 1 个小时(单位秒)
public static final Integer EXPIRE_DATE = 3600;

CommonUtil.class

// 在当前时间基础上加 seconds 秒
public static Date currentTimeAddSeconds(int seconds) {
    Calendar now = Calendar.getInstance();
    now.add(Calendar.SECOND, seconds);
    return now.getTime();
}

// 判断于当前日期是否过期
public static boolean checkExpired(Date expiration) {
    return expiration.after(new Date());
}

异常定义请忽略，根据自己项目而实现

3. 定义一个 UserController.class，添加登录方法，当用户登录成功后，返回一个 Token

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class User {    
    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping("/login")
    public Map login(@RequestBody JSONObject params) {
        Map result = new HashMap<>();
        String userAccount = params.getString("account");
        String password = params.getString("password");
        User tempUser = userService.getUserByAccount(userAccount);
        if(null == tempUser) {
            result.put(-1, "用户不存在");
        } else if(!password.equals(tempUser.getPassword())) {
            result.put("-2", "密码不正确");
        } else {
            // 用户登录成功, 添加 token 返回给客户端
            // 1. 设置 token 过期时间
            Date expireDate = CommonUtil.currentTimeAddSeconds(Contant.EXPIRE_DATE);
            // 2. 这里我们把用户的 id 信息放到 subject 中
            String token = Token.createToken(tempUser.getUserId(), expireDate); 
            result.put(0, token);
        }
        return result;
    }
}

4. 前端当用户登录成功后，向后台发送其它请求的时候，将 Token 放到 Header 中一起传送给后台

$.ajax({
    headers: {
        "token": 从后台获取到的token
    },
    url: "http://xxx:8080/user/info",
    method: "GET",
    data: null,
    dataType: "json",
    contentType: "application/json",
    success: function(data) {
        console.log(data);
    },
    error: function(x, s, e) {
        console.log("异常信息: " + x.responseText);
    }
})

5.解析Token

在后台对应方法中，就可以通过解析 Token 获取用户 id，判断请求是否合法；像下面这种请求，前端根本不用传递用户的 id 到后台，后台通过解析 Token，获取 Token 的 subject 属性就能拿到用户 id，在一定程度上提高了安全性

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/info")
    public Map getUserInfo(HttpServletRequest request) {
        Map result = new HashMap<>();
        String token = Token.getToken(request);
        // 对 token 进行校验
        if(StringUtils.isEmpty(token)) { // 如果没有获取到 Token
            result.put(-1, "没有获取到 Token, 请求被阻止"); 
        } else if(!Constant.AUTHOR.equals(Token.getIssuer(token))) { // 如果 Token 的签发人不正确
            result.put(-2, "非法的 Token, 请求被阻止");
        } else if(Token.checkTokenExpired(token)) { // 如果 Token 已过期
            result.put(-3, "过期的 Token, 请求被阻止");
        } else {
            String userId = Token.getSubject(token);
            User user = userService.getUserById(userId);
            result.put(0, user);
        }
        return result;
    }
}

这里只是介绍的关于 JWT 实现 Token 的简单用法，在实际开发过程中，建议使用 Spring 的 AOP 技术实现对 Token 的校验；我们这里只是实现了一个最简单的 Token，这 Token 中还可以放入其它信息，由于是单向加密的，所以数据传输非常安全；更进一步的实现，应根据实际开发具体实现