springboot登录验证jwt令牌技术

首先，我们要清楚我们使用的前后端交互协议是HTTP协议，而HTTP协议是无状态协议，所谓无状态，指的是每一次请求都是独立的，下一次请求并不会携带上一次请求的数据。而浏览器与服务器之间进行交互，基于HTTP协议也就意味着现在我们通过浏览器来访问了登陆这个接口，实现了登陆的操作，接下来我们在执行其他业务操作时，服务器也并不知道这个员工到底登陆了没有。因为HTTP协议是无状态的，两次请求之间是独立的，所以是无法判断这个员工到底登陆了没有。
 

这时候就需要会话跟踪了。

会话跟踪：一种维护浏览器状态的方法，服务器需要识别多次请求是否来自于同一浏览器，以便在同一次会话的多次请求间共享数据。

会话跟踪技术有两种：

1. Cookie（客户端会话跟踪技术）

   • 数据存储在客户端浏览器当中

2. Session（服务端会话跟踪技术）

   • 数据存储在储在服务端

3. 令牌技术

方案一：Cookie

cookie 是客户端会话跟踪技术，它是将共享的数据存储在客户端浏览器的。

• 服务器会 自动 的将 cookie 响应给浏览器。

• 浏览器接收到响应回来的数据之后，会 自动 的将 cookie 存储在浏览器本地。

• 在后续的请求当中，浏览器会 自动 的将 cookie 携带到服务器端。

为什么这一切都是自动的？

是因为 cookie 它是 HTP 协议当中所支持的技术，而各大浏览器厂商都支持了这一标准。在 HTTP 协议官方给我们提供了一个响应头和请求头：

• 响应头 Set-Cookie ：设置Cookie数据的

• 请求头 Cookie：携带Cookie数据的

优点：HTTP协议中支持的技术

缺点：移动APP中无法使用cookie

            不安全，在本地存储，而且用户也可以手动禁止

           cookie不能跨域

方案二  Session会话

Session，它是服务器端会话跟踪技术，所以它是将共享数据存储在服务器端的。

浏览器第一次请求session，会话对象是不存在的，这个时候服务器会自动创建一个会话对象，每一个对象都会有一个ID。然后服务器端给浏览器响应数据的时候，会将session的ID通过cookie响应给浏览器。

接下来，在后续的每一次请求当中，都会将 Cookie 的数据获取出来，并且携带到服务端。接下来服务器拿到JSESSIONID这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session 。

这样我们就可以通过 Session 会话对象在同一次会话的多次请求之间来共享数据了。

 方案三 jwt令牌

令牌其实就是给用户一个身份标识，由头部，荷载（搭载需要的业务数据），签名三部分组成。

通过令牌跟踪技术跟踪会话，在请求登录接口时，如果登录成功，我们可以生成一个令牌，这个令牌就是用户的合法身份凭证，我们响应数据的时候，就可以把令牌响应给前端。

而令牌可以把这个身份凭证存储在自己指定的地方，响应体/头都可以，接下来每次请求中都要将令牌携带到服务端，进行检验令牌的有效性。这样就可以共享数据了。

 

优缺点

• 优点：

  • 支持PC端、移动端

  • 解决集群环境下的认证问题

  • 减轻服务器的存储压力（无需在服务器端存储）

• 缺点：需要自己实现（包括令牌的生成、令牌的传递、令牌的校验）

 生成和校验

 首先需要在pom中引用依赖：

    io.jsonwebtoken
    jjwt
    0.9.1

生成jwt令牌

@Test
public void genJwt(){
    Map claims = new HashMap<>();
    claims.put("id",1);
    claims.put("username","Tom");
    
    String jwt = Jwts.builder()
        .setClaims(claims) //自定义内容(载荷)          
        .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "itheima") //签名算法        
        .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 24*3600*1000)) //有效期   
        .compact();
    
    System.out.println(jwt);
}

解析令牌

@Test
public void parseJwt(){
    Claims claims = Jwts.parser()
        .setSigningKey("itheima")//指定签名密钥（必须保证和生成令牌时使用相同的签名密钥）  
	    .parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjcyNzI5NzMwfQ.fHi0Ub8npbyt71UqLXDdLyipptLgxBUg_mSuGJtXtBk")
        .getBody();

    System.out.println(claims);
}

而我们可以直接在工具类中使用

public class JwtUtils {

    private static String signKey = "itheima";//签名密钥
    private static Long expire = 43200000L; //有效时间

    /**
     * 生成JWT令牌
     * @param claims JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     * @return
     */
    public static String generateJwt(Map claims){
        String jwt = Jwts.builder()
                .addClaims(claims)//自定义信息（有效载荷）
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey)//签名算法（头部）
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire))//过期时间
                .compact();
        return jwt;
    }

    /**
     * 解析JWT令牌
     * @param jwt JWT令牌
     * @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt){
        Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(signKey)//指定签名密钥
                .parseClaimsJws(jwt)//指定令牌Token
                .getBody();
        return claims;
    }
}

而我们使用了令牌之后，我们会发现，要想检验令牌的有效性，必须在每个接口都要进行校验，太复杂麻烦了，所以我们只需要拦截后，统一来进行校验，这里有两种方法：过滤器Filter和拦截器Interceptor。

 过滤器Filter

 就是使用过滤器来进行统一的令牌校验，只有通过了校验，才会放行，让它继续调用接口方法。

 快速入门

• 第1步，定义过滤器 ：1.定义一个类，实现 Filter 接口，并重写其所有方法。

• 第2步，配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。引导类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

@WebFilter(urlPatterns = "/*") //配置过滤器要拦截的请求路径（ /* 表示拦截浏览器的所有请求 ）
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override //初始化方法, 只调用一次
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init 初始化方法执行了");
    }

    @Override //拦截到请求之后调用, 调用多次
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Demo 拦截到了请求...放行前逻辑");
        //放行
        chain.doFilter(request,response);
    }

    @Override //销毁方法, 只调用一次
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy 销毁方法执行了");
    }
}

而其中主要就是doFilter（）方法，登录校验也主要在这个方法中。

@Slf4j
@WebFilter(urlPatterns = "/*") //拦截所有请求
public class LoginCheckFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        //前置：强制转换为http协议的请求对象、响应对象 （转换原因：要使用子类中特有方法）
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

        //1.获取请求url
        String url = request.getRequestURL().toString();
        log.info("请求路径：{}", url); //请求路径：http://localhost:8080/login


        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
        if(url.contains("/login")){
            chain.doFilter(request, response);//放行请求
            return;//结束当前方法的执行
        }


        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);


        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }


        //6.放行
        chain.doFilter(request, response);

    }
}

其中我们用到了将对象转化成json字符串的工具类fastjson，需要我们引入依赖

    com.alibaba
    fastjson
    1.2.76

拦截器Interceptor

• 是一种动态拦截方法调用的机制，类似于过滤器。

• 拦截器是Spring框架中提供的，用来动态拦截控制器方法的执行。

拦截器的作用：

• 拦截请求，在指定方法调用前后，根据业务需要执行预先设定的代码。

快速入门

下面我们通过快速入门程序，来学习下拦截器的基本使用。拦截器的使用步骤和过滤器类似，也分为两步：

1. 定义拦截器

2. 注册配置拦截器

//自定义拦截器
@Component
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //目标资源方法执行前执行。 返回true：放行    返回false：不放行
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        
        return true; //true表示放行
    }

    //目标资源方法执行后执行
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("postHandle ... ");
    }

    //视图渲染完毕后执行，最后执行
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        System.out.println("afterCompletion .... ");
    }
}

//注册配置拦截器
@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //自定义的拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
       //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor).addPathPatterns("/**");//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
    }
}

 其中：

preHandle方法：目标资源方法执行前执行。 返回true：放行 返回false：不放行

postHandle方法：目标资源方法执行后执行

afterCompletion方法：视图渲染完毕后执行，最后执行

拦截器/**必须两个** 不然只会拦截/emp 或者/dept 无法拦截/emp/1的多级路径。

最后，两种拦截方法都可以实现最终的验证，到底使用那种啦？