CAS方式实现单点登录SSO

1. CAS介绍

CAS（Central Authentication Service）中心认证服务
下面这张图来自官网，清晰简单的介绍了CAS的继续交互过程

2. CAS具体实现

首先需要分别搭建CAS-server和CAS-client服务，
这两个服务分别在2台机器上，官方地址如下：

https://github.com/apereo/java-cas-client

2.1 搭建CAS-server

这一步就不详细阐述了，许多公司内部都已经搭建好了CAS server，我们只需要把我们的域名注册到CAS server即可。

2. 搭建CAS-client

在我们自己的项目中，我们首先需要导入依赖

        <dependency>
            <groupId>org.jasig.cas.clientgroupId>
            <artifactId>cas-client-coreartifactId>
            <version>3.6.4version>
        dependency>

根据这个库的实现，我们还需要写2个Filter，分别为Filter1_CasAuthenticationFilter 和Filter2_CasTicketValidationFilter
具体实现如下：
Filter1_CasAuthenticationFilter

package com.vip.data.unific.server.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.jasig.cas.client.authentication.AuthenticationFilter;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;


@WebFilter(urlPatterns = "/*")
@Slf4j
public class Filter1_CasAuthenticationFilter implements Filter {

    private AuthenticationFilter authentication;
    @Autowired
    private CasProperties casProperties;
    public Filter1_CasAuthenticationFilter() {
        super();
    }

    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {

        this.authentication = new AuthenticationFilter();
        this.authentication.setIgnoreInitConfiguration(true);
        this.authentication.setServerName(casProperties.getServerName());
        this.authentication.setCasServerLoginUrl(casProperties.getCasUrlPrefix() + "/login");
        authentication.init(filterConfig);
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
        if (Boolean.TRUE.equals(casProperties.getSkipFilter())) {
            chain.doFilter(request, response);
            return ;
        }
        // 不需要 CAS 单点登录的页面直接跳过
        if (Arrays.stream(casProperties.getIgnorePaths()).filter(p -> request.getRequestURI().matches(p)).count() > 0) {
//            log.info(LogMsgKit.of("doFilter").p("uri", request.getRequestURI()).end("跳过cas认证"));
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
        this.authentication.doFilter(request, response, chain);
    }
    @Override
    public void destroy() {
        this.authentication.destroy();
    }
}

Filter2_CasTicketValidationFilter如下

package com.vip.data.unific.server.config;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.util.*;

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
@Slf4j
public class Filter2_CasTicketValidationFilter implements Filter  {

    private static String casServerUrlPrefix = "casServerUrlPrefix";

    private static String serverName = "serverName";

    private static String encoding = "encoding";

    private final TicketValidationWrapper ticketValidation;

    @Autowired
    private CasProperties casProperties;

    public Filter2_CasTicketValidationFilter() {
        super();
        this.ticketValidation = new TicketValidationWrapper();
    }

    @Override
    public void init(final FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        ticketValidation.init(new FilterConfig() {
            @Override
            public String getFilterName() {
                return filterConfig.getFilterName();
            }

            @Override
            public ServletContext getServletContext() {
                return filterConfig.getServletContext();
            }

            @Override
            public String getInitParameter(String name) {
                String value = null;
                if (casServerUrlPrefix.equals(name)) {
                    value = casProperties.getCasUrlPrefix();
                } else if (serverName.equals(name)) {
                    value = casProperties.getServerName();
                } else if(encoding.equals(name)){
                    value = casProperties.getEncoding();
                }
                if (value == null) {
                    value = filterConfig.getInitParameter(name);
                }
                return value;
            }

            @Override
            public Enumeration<String> getInitParameterNames() {
                Enumeration<String> name = filterConfig.getInitParameterNames();
                Set<String> set = new HashSet<>();
                while (name.hasMoreElements()) {
                    set.add(name.nextElement());
                }
                set.add(casServerUrlPrefix);
                set.add(serverName);
                set.add(encoding);
                final Iterator<String> iterator = set.iterator();
                set = null;
                return new Enumeration<String>() {
                    @Override
                    public boolean hasMoreElements() {
                        return iterator.hasNext();
                    }
                    @Override
                    public String nextElement() {
                        return iterator.next();
                    }
                };
            }
        });
        ticketValidation.setRedirectAfterValidation(false);//取消重定向，自定义重定向
    }

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) resp;
        if (Boolean.TRUE.equals(casProperties.getSkipFilter())) {
            chain.doFilter(request, response);
            return ;
        }
        // 不需要 CAS 单点登录的页面直接跳过
        if (Arrays.stream(casProperties.getIgnorePaths()).filter(p -> request.getRequestURI().matches(p)).count() > 0) {
//            log.info(LogMsgKit.of("doFilter").p("uri", request.getRequestURI()).end("跳过cas认证"));
            chain.doFilter(request, response);
            return;
        }
        ticketValidation.doFilter(request, response, chain);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        ticketValidation.destroy();
    }
}

这2个Filter基本就是固定写法，顺序最好不要交换（虽然交换了也能执行成功），

3、常见问题讨论

常见问题

如果我有多台服务器，如何实现分布式session共享？

单点登录其本质就是分布式session共享的一种解决方案，也就是集中管理session，所以单点登录已经解决了session共享问题

用户访问/api/xxx路径，登录成功后跳转到/api/aaa路径，如何修改重定向路径？

修改重定向有2个方法，一个是修改response如下，但是cas-client中是直接response.sendRedirect();所以这种方法不管用

response.setHeader(“Location”,“/index”);
response.setStatus(302);
第二种方法，继承Cas20ProxyReceivingTicketValidationFilter，然后重写onSuccessfulValidation方法，自己定义重定向地址

public class TicketValidationWrapper extends Cas20ProxyReceivingTicketValidationFilter {
 
//    @Value("${cas.redirectURL}") //filter启动先于spring bean初始化
    public static final String redirectURL="/";
    @Override
    protected void onSuccessfulValidation(final HttpServletRequest request, final HttpServletResponse response,
                                          final Assertion assertion) {
        try {
            response.sendRedirect(redirectURL);
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

为什么需要2个Filter，能写在一起吗？

2个Filter负责的职责不同，理论上可以写在一起，但是分开写逻辑更加清楚

这两个Filter的顺序能交换吗？

通过实验测试，发现2个Filter交换顺序并不会影响登录，用户体验结果是一样，但是F2放在F1前面的话会多走1此Filter，建议Filter1 auth，Filter2 ticket

Filter1_CasAuthenticationFilter
这个主要用来判断用户是否登录，没有登录则重定向到登录界面进行登录，登录完成继续重定向到原始路径

Filter2_CasTicketValidationFilter
这个主要用来验证是否有ST-ticket（ticket是一次性使用的）

session到底存储在哪？

登录成功后，CAS-server有一个session，当用户请求的cookie中携带TGT-xxx访问CAS-server时，可以得到一个ST-ticket

自己的app中也会存储一个session，当用户请求的cookie中携带jsessionid时，则判断为登录成功

也就是CAS-server和自己的app都存储一份session，这两个session是不一样的

编码时可能出现的问题？

注册Filter时，使用2个注解即可，否则会多次注册Filer，导致一个请求执行多次Filter

@ServletComponentScan 加在springboot启动main函数上
@WebFilter(urlPatterns = “/*”) 加在Filter上

Filter上不用加@Component，加了可能会报错或者filter多次注册
Filer执行多次原因还有可能是浏览器默认请求了favicon.ico这个文件，可能检查网络请求中是否有

参考链接：https://blog.csdn.net/chaijunkun/article/details/7646338

在Filter进行注入时要注意，无法使用@Value注入，因为Filter启动时，springbean还没初始化？（可能）

如何控制Filter执行顺序

@order注解不管用，默认是按照类名，所以建议以Filer1xxx，Filter2xxx命名

参考链接：https://www.cnblogs.com/tfgzs/p/4571137.html

下面是一些调研

分布式session解决方案
方案1：Tomcat集群Session全局复制（集群内每个tomcat的session完全同步）【会影响集群的性能】

方案2：根据请求的IP进行Hash映射到对应的机器上【如果服务器宕机了，会丢失Session的数据，实现最简单】

方案3：引入中间件Redis，把Session数据放在Redis中，已经实现的框架有Spring session 使用Spring Session和Redis解决分布式Session共享【有一定的侵入性，实现难度中等，】

方案4：JWT方式，user信息保存在token中，每次请求都携带token【可能存在安全问题，网络开销大一点】

（单点登录其实就属于方案1和3的结合，CAS-server保存登录状态，每个app中也保存的单独的session）

共同点（单点登录的核心）
问题：单点登录的问题是session是各个系统所独自拥有的，各个系统不知道用户是否登录，无法共享用户的登录状态，
目标/切入点：目标/切入点是 “一定要让所有的系统就都可以知道现在用户登录没有”，只要能够实现这个目标/切入点，就可以作为方案，所以 Tomcat集群Session全局复制、请求的IP一直会访问同一个服务器、引入中间件Redis 都是方案。