SpringMVC+Shiro的基本使用及功能介绍

SpringMVC+Shiro的基本使用及功能介绍

目录一.介绍二.基本功能三.使用Maven包四.用户登录五.Reaml六.登录失败次数限制七.退出登录八.创建Ecache缓存以及时效

一.介绍

Apache Shiro是java的一个安全框架。目前，使用Apache Shiro的人越来越多，因为它相当简单，对比Spring Security，可能没有Spring Security做的功能强大，但是在实际工作时可能并不需要那么复杂的东西，所以使用小而简单的Shiro就足够了。对于它俩到底哪个好，这个不必纠结，能更简单的解决项目问题就好了。Shiro可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE环境，也可以用在JavaEE环境。Shiro可以帮助我们完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛，而且Shiro的API也是非常简单

二.基本功能

Authentication：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份；Authorization：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，常见的如：验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限；Session Manager：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中；会话可以是普通JavaSE环境的，也可以是如Web环境的；Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储；Web Support：Web支持，可以非常容易的集成到Web环境；Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查，这样可以提高效率；Concurrency：shiro支持多线程应用的并发验证，即如在一个线程中开启另一个线程，能把权限自动传播过去；Testing：提供测试支持；Run As：允许一个用户假装为另一个用户（如果他们允许）的身份进行访问；Remember Me：记住我，这个是非常常见的功能，即一次登录后，下次再来的话不用登录了。记住一点，Shiro不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计/提供；然后通过相应的接口注入给Shiro即可。可以看到：应用代码直接交互的对象是Subject，也就是说Shiro的对外API核心就是Subject；其每个API的含义：Subject：主体，代表了当前“用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互的任何东西都是Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有Subject都绑定到SecurityManager，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager；可以把Subject认为是一个门面；SecurityManager才是实际的执行者；SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互；且它管理着所有Subject；可以看出它是Shiro的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行交互，如果学习过SpringMVC，你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器；Realm：域，Shiro从从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。

也就是说对于我们而言，最简单的一个Shiro应用：1、应用代码通过Subject来进行认证和授权，而Subject又委托给SecurityManager；2、我们需要给Shiro的SecurityManager注入Realm，从而让SecurityManager能得到合法的用户及其权限进行判断。从以上也可以看出，Shiro不提供维护用户/权限，而是通过Realm让开发人员自己注入Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；SecurityManager：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher；是Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；它管理着所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得Shiro默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；Sessionhttp://Manager：如果写过Servlet就应该知道Session的概念，Session呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是SessionManager；而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境、EJB等环境；所有呢，Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在Web环境用，刚开始是一台Web服务器；接着又上了台EJB服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到Memcached服务器）；SessionDAO：DAO大家都用过，数据访问对象，用于会话的CRUD，比如我们想把Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把Session放到Memcached中，可以实现自己的Memcached SessionDAO；另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存，以提高性能；CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能Cryptography：密码模块，Shiro提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

三.使用Maven包

1.2.3

org.apache.shiro

shiro-core

${shiro.version}

org.apache.shiro

shiro-web

${shiro.version}

org.apache.shiro

shiro-spring

${shiro.version}

org.apache.shiro

shiro-all

${shiro.version}

org.apache.shiro

shiro-ehcache

${shiro.version}

org.apache.shiro

shiro-quartz

${shiro.version}

四.用户登录

（1）使用用户的登录信息创建令牌

UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);

token可以理解为用户令牌，登录的过程被抽象为Shiro验证令牌是否具有合法身份以及相关权限。（2）执行登陆

SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 注入SecurityManager安全管理器

Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 获取Subject单例对象

subject.login(token); // 登陆

Shiro的核心部分是SecurityManager，它负责安全认证与授权。Shiro本身已经实现了所有的细节，用户可以完全把它当做一个黑盒来使用。SecurityUtils对象，本质上就是一个工厂类似Spring中的ApplicationContext。Subject是初学者比较难于理解的对象，很多人以为它可以等同于User，其实不然。Subject中文翻译：项目，而正确的理解也恰恰如此。它是你目前所设计的需要通过Shiro保护的项目的一个抽象概念。通过令牌（token）与项目（subject）的登陆（login）关系，Shiro保证了项目整体的安全。

（3）判断用户

Shiro本身无法知道所持有令牌的用户是否合法，因为除了项目的设计人员恐怕谁都无法得知。因此Realm是整个框架中为数不多的必须由设计者自行实现的模块，当然Shiro提供了多种实现的途径，本文只介绍最常见也最重要的一种实现方式——数据库查询。

2.基本代码

/**

* 用户登录

* @param user

* @param model

* @param remember

* @return

*/

@RequestMapping("/login")

public String login(Student user,Model model,String remember) {

ModelAndView view = new ModelAndView("loginerro");

String msg = "";

Subject subject = SecurityUtils.getSubject();

UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(user.getUsername(), user.getPassword(),user.getUsername());

if(remember!=null){

if(remember.equals("记住我")){//记住我

token.setRememberMe(true);

}

}

try {

subject.login(token);

return "main";

} catch (IncorrectCredentialsException e) {

model.addAttribute("errorMsg", "抱歉，您的密码有误");

} catch (ExcessiveAttemptsException e) {

msg = "登录失败次数过多";

model.addAttribute("errorMsg", "登录失败次数过多");

System.out.println(msg);

} catch (LockedAccountException e) {

msg = "帐号已被锁定. The account for username " + token.getPrincipal() + " was locked.";

model.addAttribute("errorMsg", "帐号已被锁定");

System.out.println(msg);

} catch (DisabledAccountException e) {

msg = "帐号已被禁用. The account for username " + token.getPrincipal() + " was disabled.";

model.addAttribute("errorMsg", "帐号已被禁用");

System.out.println(msg);

} catch (ExpiredCredentialsException e) {

msg = "帐号已过期. the account for username " + token.getPrincipal() + " was expired.";

model.addAttribute("errorMsg", "帐号已过期");

System.out.println(msg);

} catch (UnknownAccountException e) {

model.addAttribute("errorMsg", e.getMessage());

} catch (UnauthorizedException e) {

msg = "您没有得到相应的授权！" + e.getMessage();

model.addAttribute("errorMsg", "您没有得到相应的授权");

System.out.println(msg);

} catch (AccountException e) {

msg = e.getMessage();

model.addAttribute("errorMsg", e.getMessage());

System.out.println(msg);

}

return "home";

}

五.Reaml

1.Realm能做的工作主要有以下几个方面：

验证是否能登录，并返回验证信息（getAuthenticationInfo方法）验证是否有访问指定资源的权限，并返回所拥有的所有权限（getAuthorizationInfo方法）判断是否支持token（例如：HostAuthenticationToken，UsernamePasswordToken等）（supports方法）

2.Realm接口的内容，这个接口里有3个方法，内容如下：

AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)

boolean supports(AuthenticationToken token)

String getName()

3.实现自定义Realm

在权限控制中比较重要的验证（登录或权限）逻辑，都是在Realm中做的。Realm的类继承如下：继承了AuthorizingRealm的类，都要实现上面说的getAuthenticationInfo和getAuthorizationInfo方法，来完成登录和权限的验证。但如果自定义的Realm类只实现Realm接口的话，只需要getAuthenticationInfo方法就可以。下面看一个只实现Realm接口的自定义Realm。

自定义realm代码

public class LoginShiro extends AuthorizingRealm {

private static final Logger logger = LogManager.getLogger(LoginShiro.class);

@Autowired

private UserServerInter userServerInter;

@Autowired

private RoleServerInter roleServerInter;

@Autowired

private PermissionServerInter permissionServerInter;

@Autowired

private UserDao userDao;

@Override

public String getName() {

return "realm";

}

/**

* 权限认证

* @param principalCollection

* @return

*/

@Override

protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {

String currentUsername = (String)super.getAvailablePrincipal(principalCollection);

System.out.print("AuthorizationInfo====："+currentUsername);

SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();

//根据用户ID查询角色（role），放入到Authorization里。

Set roles = roleServerInter.FindRoleByName(currentUsername);

info.setRoles(roles);

//根据用户ID查询权限（permission），放入到Authorization里。

Set permissions = permissionServerInter.findPermissionByName(currentUsername);

info.setStringPermissions(permissions);

return info;

}

/**

* 身份认证

http:// * @param authenticationToken

* @return

* @throws AuthenticationException

*/

@Override

protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {

SimpleAuthenticationInfo authenticationInfo = null;

UsernamePasswordToken token=(UsernamePasswordToken) authenticationToken;

String username = String.valueOf(token.getUsername());

String password = new String(token.getPassword());

Student user= userDao.FindUserByUserName(username);

if (null != user) {

authenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(user.getUsername(), user.getPassword(), getName());

// //盐值：取用户信息中唯一的字段来生成盐值，避免由于两个用户原始密码相同，加密后的密码也相同

authenticationInfo.setCredentialsSalt(ByteSource.Util.bytes(username+user.getSalt()));

}else {

throw new AccountException("当前无此用户！");

}

return authenticationInfo;

}

@Override

public void clearCachedAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {

super.clearCachedAuthorizationInfo(principals);

}

@Override

public void clearCachedAuthenticationInfo(PrincipalCollection principals) {

super.clearCachedAuthenticationInfo(principals);

}

@Override

public void clearCache(PrincipalCollection principals) {

super.clearCache(principals);

}

public void clearAllCachedAuthorizationInfo() {

getAuthorizationCache().clear();

}

public void clearAllCachedAuthenticationInfo() {

getAuthenticationCache().clear();

}

/**

* 清空缓存

*/

public void clearAllCache() {

clearAllCachedAuthenticationInfo();

clearAllCachedAuthorizationInfo();

}

}

六.登录失败次数限制

1.在spring-shiro配置文件里面配置安全管理器

2.RetryLimitHashedCredentialsMatcher文件

public class RetryLimitHashedCredentialsMatcher extends HashedCredentialsMatcher {

private Cache < String, AtomicInteger> passwordRetryCache;

public RetryLimitHashedCredentialsMatcher(CacheManager cacheManager) {

// passwordRetryCache = cacheManager.getCache("passwordRetryCache");

}

@Override

public boolean doCredentialsMatch(AuthenticationToken token,

AuthenticationInfo info) {

// Strin matches;

String username = (String) token.getPrincipal();

//retrycount + 1

Object element = EhcacheUtil.getItem(username);

if (element == null) {

EhcacheUtil.putItem(username, 1);

element=0;

}else{

int count=Integer.parseInt(element.toString())+1;

element=count;

EhcacheUtil.putItem(username,element);

}

AtomicInteger retryCount = new AtomicInteger(Integer.parseInt(element.toString()));

if (retryCount.incrementAndGet() > 5) {

//if retrycount >5 throw

throw new ExcessiveAttemptsException();

}

boolean matches = super.doCredentialsMatch(token, info);

if (matches) {

//clear retrycount

EhcacheUtil.removeItem(username);

}

return matches;

}

}

七.退出登录

/**

* 退出登录

* @return

*/

@RequestMapping("/logout")

public String logout(){

Subject subject = SecurityUtils.getSubject();

Session session = subject.getSession();

if (subject.isAuthenticated()) {

System.out.println(session.getLastAccessTime());

subject.logout();

} else if(subject.isRemembered()) {

subject.logout();

}

return "home";

}

八.创建Ecache缓存以及时效

1.spring-shir配置ecache

2.Ecache工具类

public class EhcacheUtil {

private static final CacheManager cacheManager = CacheManager.getInstance();

/**

* 创建ehcache缓存，创建之后的有效期是1小时

*/

private static Cache cache = new Cache(new CacheConfiguration("systemCache", 5000).memoryStoreEvictionPolicy(MemoryStoreEvictionPolicy.FIFO).timeoutMillis(300).timeToLiveSeconds( 60 * 60));

static {

cacheManager.addCache(cache);

}

public static void putItem(String key, Object item) {

if (cache.get(key) != null) {

cache.remove(key);

}

Element element = new Element(key, item);

cache.put(element);

}

public static void removeItem(String key) {

cache.remove(key);

}

public static void updateItem(String key, Object value) {

putItem(key, value);

}

public static Object getItem(String key) {

Element element= cache.get(key);

if(null!=element)

{

return element.getObjectValue();

}

return null;

}

}

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