Spring Security是Java的安全框架,主要提供认证和授权相关的功能:
- 认证:验证你是不是访问本系统的用户
- 授权:经过认证后判断你是否有权限做某种操作
入门
首先初始化一个最简单的SpringBoot工程,加入依赖:
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
随便写一个Controller接口,会发现跳转到了认证界面:
这是springsecurity提供的默认的登录界面,后续可以通过配置更换调掉。(默认用户名为user,密码会在控制台打印)
执行流程
SpringSecurity的原理其实就是一个过滤器链,内部包含了提供各种功能的过滤器。部分过滤器如下:
-
UsernamePasswordAuthenticationFilter:负责处理我们在登陆页面填写了用户名密码后的登陆请求。入门案例的认证工作主要有它负责。
-
ExceptionTranslationFilter:处理过滤器链中抛出的任何AccessDeniedException和AuthenticationException 。
-
FilterSecurityInterceptor:负责权限校验的过滤器。
认证功能
认证流程:
Authentication接口: 它的实现类,表示当前访问系统的用户,封装了用户相关信息。
AuthenticationManager接口:定义了认证Authentication的方法
UserDetailsService接口:加载用户特定数据的核心接口。里面定义了一个根据用户名查询用户信息的方法。
UserDetails接口:提供核心用户信息。通过UserDetailsService根据用户名获取处理的用户信息要封装成UserDetails对象返回。然后将这些信息封装到Authentication对象中。
总结:
- 后台将接收到用户名和密码封装成Authentication对象的子对象UsernamePasswordAuthenticationToken,是用AuthenticationManager的Authenticate()方法进行认证,传入Authentication对象。
- 最后会调用UserDetailService接口的实现类(默认为InMemoryUserDetailsManager)的loadByUserName方法,这个方法放回一个UserDetails对象,这个UserDetails对象就是用户信息的对象,里面存放用户的信息和权限信息等。
所以我们需要指定一个UserDetails对象(相当于user对象)存储核心用户信息,和一个
实现了UserDetailService接口的实现类认证通过后返回一个UserDetails对象。
完成认证功能,思路如下:
登录:
①自定义登录接口
-
调用ProviderManager的方法进行认证 如果认证通过生成jwt
-
把用户信息存入redis中
②自定义UserDetailsService
- 在这个实现类中去查询数据库
校验:
- 定义Jwt认证过滤器
- 获取token
- 解析token获取其中的userid
- 从redis中获取用户信息
- 存入SecurityContextHolder
核心实现:
UserDetail对象:存储用户核心信息
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class LoginUser implements UserDetails {
private User user;
@Override
public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
return null;
}
@Override
public String getPassword() {
return user.getPassword();
}
@Override
public String getUsername() {
return user.getUserName();
}
@Override
public boolean isAccountNonExpired() {
return true;
}
@Override
public boolean isAccountNonLocked() {
return true;
}
@Override
public boolean isCredentialsNonExpired() {
return true;
}
@Override
public boolean isEnabled() {
return true;
}
}
创建一个类实现UserDetailsService接口,重写其中的方法。使用用户名从数据库中查询用户信息并返回:
@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
//根据用户名查询用户信息
LambdaQueryWrapper<User> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
wrapper.eq(User::getUserName,username);
User user = userMapper.selectOne(wrapper);
//如果查询不到数据就通过抛出异常来给出提示
if(Objects.isNull(user)){
throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
}
//TODO 根据用户查询权限信息 添加到LoginUser中
//封装成UserDetails对象返回
return new LoginUser(user);
}
}
密码加密
默认使用的PasswordEncoder要求数据库中的密码格式为:{id}password 。它会根据id去判断密码的加密方式。但是我们一般不会采用这种方式。所以就需要替换PasswordEncoder。
我们只需要使用把BCryptPasswordEncoder对象注入Spring容器中,SpringSecurity就会使用该PasswordEncoder来进行密码校验。
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
return new BCryptPasswordEncoder();
}
}
登录接口
Controller:
@RestController
public class LoginController {
@Autowired
private LoginServcie loginServcie;
@PostMapping("/user/login")
public ResponseResult login(@RequestBody User user){
return loginServcie.login(user);
}
}
Service:
@Service
public class LoginServiceImpl implements LoginServcie {
@Autowired
private AuthenticationManager authenticationManager;
@Autowired
private RedisCache redisCache;
@Override
public ResponseResult login(User user) {
UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(user.getUserName(),user.getPassword());
Authentication authenticate = authenticationManager.authenticate(authenticationToken);
if(Objects.isNull(authenticate)){
throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
}
//使用userid生成token
LoginUser loginUser = (LoginUser) authenticate.getPrincipal();
String userId = loginUser.getUser().getId().toString();
String jwt = JwtUtil.createJWT(userId);
//authenticate存入redis
redisCache.setCacheObject("login:"+userId,loginUser);
//把token响应给前端
HashMap<String,String> map = new HashMap<>();
map.put("token",jwt);
return new ResponseResult(200,"登陆成功",map);
}
}
配置拦截规则等
在配置类中增加:
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder(){
return new BCryptPasswordEncoder();
}
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http
//关闭csrf
.csrf().disable()
//不通过Session获取SecurityContext
.sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
.and()
.authorizeRequests()
// 对于登录接口 允许匿名访问
.antMatchers("/user/login").anonymous()
// 除上面外的所有请求全部需要鉴权认证
.anyRequest().authenticated();
}
@Bean
@Override
public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
return super.authenticationManagerBean();
}
}
authenticationManagerBean方法是提供一个bean给登录的service使用
认证过滤器
获取请求头中的token,对token进行解析取出其中的userid。使用userid去redis中获取对应的LoginUser对象。然后封装Authentication对象存入SecurityContextHolder
@Component
public class JwtAuthenticationTokenFilter extends OncePerRequestFilter {
@Autowired
private RedisCache redisCache;
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {
//获取token
String token = request.getHeader("token");
if (!StringUtils.hasText(token)) {
//放行
filterChain.doFilter(request, response);
return;
}
//解析token
String userid;
try {
Claims claims = JwtUtil.parseJWT(token);
userid = claims.getSubject();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException("token非法");
}
//从redis中获取用户信息
String redisKey = "login:" + userid;
LoginUser loginUser = redisCache.getCacheObject(redisKey);
if(Objects.isNull(loginUser)){
throw new RuntimeException("用户未登录");
}
//存入SecurityContextHolder
//TODO 获取权限信息封装到Authentication中
UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken =
new UsernamePasswordAuthenticationToken(loginUser,null,null);
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authenticationToken);
//放行
filterChain.doFilter(request, response);
}
}
在配置的configure方法中增加配置:
//把token校验过滤器添加到过滤器链中
http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
退出登陆
定义一个登陆接口,然后获取SecurityContextHolder中的认证信息,删除redis中对应的数据即可。Service代码如下:
public ResponseResult logout() {
Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
LoginUser loginUser = (LoginUser) authentication.getPrincipal();
Long userid = loginUser.getUser().getId();
redisCache.deleteObject("login:"+userid);
return new ResponseResult(200,"退出成功");
}
授权
限制权限
可以使用注解或者配置来控制接口的权限访问。开启注解配置权限:在配置类增加
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
在接口使用注解如@PreAuthorize等
封装权限信息
实现UserDtrail的类中,增加存储权限的集合,并且框架内部需要List<GrantedAuthority>
类型的权限,而我们数据库查询出来的都是String类型个,需要进行一个转换:
修改后的UserDetail类:
@Data
@NoArgsConstructor
public class LoginUser implements UserDetails {
private User user;
//存储权限信息
private List<String> permissions;
public LoginUser(User user,List<String> permissions) {
this.user = user;
this.permissions = permissions;
}
//存储SpringSecurity所需要的权限信息的集合
@JSONField(serialize = false)
private List<GrantedAuthority> authorities;
@Override
public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
if(authorities!=null){
return authorities;
}
//把permissions中字符串类型的权限信息转换成GrantedAuthority对象存入authorities中
authorities = permissions.stream().
map(SimpleGrantedAuthority::new)
.collect(Collectors.toList());
return authorities;
}
@Override
public String getPassword() {
return user.getPassword();
}
@Override
public String getUsername() {
return user.getUserName();
}
@Override
public boolean isAccountNonExpired() {
return true;
}
@Override
public boolean isAccountNonLocked() {
return true;
}
@Override
public boolean isCredentialsNonExpired() {
return true;
}
@Override
public boolean isEnabled() {
return true;
}
}
实现UserDetailsService的类通过用户名查询用户时,也需要查询相关的权限信息然后赋值。
@Service
public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Autowired
private MenuMapper menuMapper;
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
LambdaQueryWrapper<User> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
wrapper.eq(User::getUserName,username);
User user = userMapper.selectOne(wrapper);
if(Objects.isNull(user)){
throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
}
List<String> permissionKeyList = menuMapper.selectPermsByUserId(user.getId());
// //测试写法
// List<String> list = new ArrayList<>(Arrays.asList("test"));
return new LoginUser(user,permissionKeyList);
}
}
拦截过滤器中也需要将权限信息设置给SecurityContextHolder。
//存入SecurityContextHolder
UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken =
new UsernamePasswordAuthenticationToken(loginUser,null,loginUser.getAuthorities());
自定义失败
我们还希望在认证失败或者是授权失败的情况下也能和我们的接口一样返回相同结构的json,这样可以让前端能对响应进行统一的处理。要实现这个功能我们需要知道SpringSecurity的异常处理机制。
在SpringSecurity中,如果我们在认证或者授权的过程中出现了异常会被ExceptionTranslationFilter捕获到。在ExceptionTranslationFilter中会去判断是认证失败还是授权失败出现的异常。
如果是认证过程中出现的异常会被封装成AuthenticationException然后调用AuthenticationEntryPoint对象的方法去进行异常处理。
如果是授权过程中出现的异常会被封装成AccessDeniedException然后调用AccessDeniedHandler对象的方法去进行异常处理。
所以如果我们需要自定义异常处理,我们只需要自定义AuthenticationEntryPoint和AccessDeniedHandler然后配置给SpringSecurity即可。
1.自定义实现类
@Component
public class AccessDeniedHandlerImpl implements AccessDeniedHandler {
@Override
public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException {
ResponseResult result = new ResponseResult(HttpStatus.FORBIDDEN.value(), "权限不足");
String json = JSON.toJSONString(result);
WebUtils.renderString(response,json);
}
}
@Component
public class AuthenticationEntryPointImpl implements AuthenticationEntryPoint {
@Override
public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException {
ResponseResult result = new ResponseResult(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value(), "认证失败请重新登录");
String json = JSON.toJSONString(result);
WebUtils.renderString(response,json);
}
}
2.配置给SpringSecurity
@Autowired
private AuthenticationEntryPoint authenticationEntryPoint;
@Autowired
private AccessDeniedHandler accessDeniedHandler;
http.exceptionHandling().authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint).
accessDeniedHandler(accessDeniedHandler);
跨域
1.先对SpringBoot配置,运行跨域请求
@Configuration
public class CorsConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
// 设置允许跨域的路径
registry.addMapping("/**")
// 设置允许跨域请求的域名
.allowedOriginPatterns("*")
// 是否允许cookie
.allowCredentials(true)
// 设置允许的请求方式
.allowedMethods("GET", "POST", "DELETE", "PUT")
// 设置允许的header属性
.allowedHeaders("*")
// 跨域允许时间
.maxAge(3600);
}
}
2.开启SpringSecurity的跨域访问
由于我们的资源都会收到SpringSecurity的保护,所以想要跨域访问还要让SpringSecurity运行跨域访问。
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
....
//允许跨域
http.cors();
}
其他
自定义权限校验注解方法
我们也可以定义自己的权限校验方法,在@PreAuthorize注解中使用我们的方法。
@Component("ex")
public class SGExpressionRoot {
public boolean hasAuthority(String authority){
//获取当前用户的权限
Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
LoginUser loginUser = (LoginUser) authentication.getPrincipal();
List<String> permissions = loginUser.getPermissions();
//判断用户权限集合中是否存在authority
return permissions.contains(authority);
}
}
在SPEL表达式中使用 @ex相当于获取容器中bean的名字未ex的对象。然后再调用这个对象的hasAuthority方法
```java
@RequestMapping("/hello")
@PreAuthorize("@ex.hasAuthority('system:dept:list')")
public String hello(){
return "hello";
}
认证成功和失败处理器
实际上在UsernamePasswordAuthenticationFilter进行登录认证的时候,如果登录成功了是会调用AuthenticationSuccessHandler的方法进行认证成功后的处理的。AuthenticationSuccessHandler就是登录成功处理器。
如果认证失败了是会调用AuthenticationFailureHandler的方法进行认证失败后的处理的。AuthenticationFailureHandler就是登录失败处理器。
设置成功或者失败的处理逻辑:
@Component
public class SGSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {
@Override
public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
System.out.println("认证成功了");
}
}
在配置中配置:
@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Autowired
private AuthenticationSuccessHandler successHandler;
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.formLogin()
//配置认证成功处理器
.successHandler(successHandler)
//配置认证失败处理器
.failureHandler(failureHandler);
http.logout()
//配置注销成功处理器
.logoutSuccessHandler(logoutSuccessHandler);
http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated();
}
}