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Spring Security結(jié)合JWT的方法教程

發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 01:06:16 來源：腳本之家 閱讀：184 作者：林塬 欄目：編程語言

概述

眾所周知使用 JWT 做權(quán)限驗(yàn)證，相比 Session 的優(yōu)點(diǎn)是，Session 需要占用大量服務(wù)器內(nèi)存，并且在多服務(wù)器時(shí)就會(huì)涉及到共享 Session 問題，在手機(jī)等移動(dòng)端訪問時(shí)比較麻煩

而 JWT 無需存儲(chǔ)在服務(wù)器，不占用服務(wù)器資源（也就是無狀態(tài)的），用戶在登錄后拿到 Token 后，訪問需要權(quán)限的請求時(shí)附上 Token（一般設(shè)置在Http請求頭），JWT 不存在多服務(wù)器共享的問題，也沒有手機(jī)移動(dòng)端訪問問題，若為了提高安全，可將 Token 與用戶的 IP 地址綁定起來

前端流程

用戶通過 AJAX 進(jìn)行登錄得到一個(gè) Token

之后訪問需要權(quán)限請求時(shí)附上 Token 進(jìn)行訪問

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>Title</title>
 <script src="http://apps.bdimg.com/libs/jquery/2.1.4/jquery.min.js"></script>
 <script type="application/javascript">
  var header = "";
  function login() {
   $.post("http://localhost:8080/auth/login", {
    username: $("#username").val(),
    password: $("#password").val()
   }, function (data) {
    console.log(data);
    header = data;
   })
  }
  function toUserPageBtn() {
   $.ajax({
    type: "get",
    url: "http://localhost:8080/userpage",
    beforeSend: function (request) {
     request.setRequestHeader("Authorization", header);
    },
    success: function (data) {
     console.log(data);
    }
   });
  }
 </script>
</head>
<body>
 <fieldset>
  <legend>Please Login</legend>
  <label>UserName</label><input type="text" id="username">
  <label>Password</label><input type="text" id="password">
  <input type="button" onclick="login()" value="Login">
 </fieldset>
 <button id="toUserPageBtn" onclick="toUserPageBtn()">訪問UserPage</button>
</body>
</html>

后端流程（Spring Boot + Spring Security + JJWT）

思路：

  • 創(chuàng)建用戶、權(quán)限實(shí)體類與數(shù)據(jù)傳輸對象
  • 編寫 Dao 層接口，用于獲取用戶信息
  • 實(shí)現(xiàn) UserDetails（Security 支持的用戶實(shí)體對象，包含權(quán)限信息）
  • 實(shí)現(xiàn) UserDetailsSevice（從數(shù)據(jù)庫中獲取用戶信息，并包裝成UserDetails）
  • 編寫 JWTToken 生成工具，用于生成、驗(yàn)證、解析 Token
  • 配置 Security，配置請求處理 與 設(shè)置 UserDetails 獲取方式為自定義的 UserDetailsSevice
  • 編寫 LoginController，接收用戶登錄名密碼并進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證成功返回 Token 給用戶
  • 編寫過濾器，若用戶請求頭或參數(shù)中包含 Token 則解析，并生成 Authentication，綁定到 SecurityContext ，供 Security 使用
  • 用戶訪問了需要權(quán)限的頁面，卻沒附上正確的 Token，在過濾器處理時(shí)則沒有生成 Authentication，也就不存在訪問權(quán)限，則無法訪問，否之訪問成功

編寫用戶實(shí)體類，并插入一條數(shù)據(jù)

User（用戶）實(shí)體類

@Data
@Entity
public class User {
 @Id
 @GeneratedValue
 private int id;
 private String name;
 private String password;
 @ManyToMany(cascade = {CascadeType.REFRESH}, fetch = FetchType.EAGER)
 @JoinTable(name = "user_role", joinColumns = {@JoinColumn(name = "uid", referencedColumnName = "id")}, inverseJoinColumns = {@JoinColumn(name = "rid", referencedColumnName = "id")})
 private List<Role> roles;
}

Role（權(quán)限）實(shí)體類

@Data
@Entity
public class Role {
 @Id
 @GeneratedValue
 private int id;
 private String name;
 @ManyToMany(mappedBy = "roles")
 private List<User> users;
}

插入數(shù)據(jù)

User 表

id name password
1 linyuan 123

Role 表

id name
1 USER

User_ROLE 表

uid rid
1 1

Dao 層接口，通過用戶名獲取數(shù)據(jù)，返回值為 Java8 的 Optional 對象

public interface UserRepository extends Repository<User,Integer> {
 Optional<User> findByName(String name);
}

編寫 LoginDTO，用于與前端之間數(shù)據(jù)傳輸

@Data
public class LoginDTO implements Serializable {
 @NotBlank(message = "用戶名不能為空")
 private String username;
 @NotBlank(message = "密碼不能為空")
 private String password;
}

編寫 Token 生成工具，利用 JJWT 庫創(chuàng)建，一共三個(gè)方法：生成 Token（返回String）、解析 Token（返回Authentication認(rèn)證對象）、驗(yàn)證 Token（返回布爾值）

@Component
public class JWTTokenUtils {
 private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(JWTTokenUtils.class);
 private static final String AUTHORITIES_KEY = "auth";
 private String secretKey;   //簽名密鑰
 private long tokenValidityInMilliseconds;  //失效日期
 private long tokenValidityInMillisecondsForRememberMe;  //（記住我）失效日期
 @PostConstruct
 public void init() {
  this.secretKey = "Linyuanmima";
  int secondIn1day = 1000 * 60 * 60 * 24;
  this.tokenValidityInMilliseconds = secondIn1day * 2L;  this.tokenValidityInMillisecondsForRememberMe = secondIn1day * 7L;
 }
 private final static long EXPIRATIONTIME = 432_000_000;
 //創(chuàng)建Token
 public String createToken(Authentication authentication, Boolean rememberMe){
  String authorities = authentication.getAuthorities().stream()  //獲取用戶的權(quán)限字符串，如 USER,ADMIN
    .map(GrantedAuthority::getAuthority)
    .collect(Collectors.joining(","));
  long now = (new Date()).getTime();    //獲取當(dāng)前時(shí)間戳
  Date validity;           //存放過期時(shí)間
  if (rememberMe){
   validity = new Date(now + this.tokenValidityInMilliseconds);
  }else {
   validity = new Date(now + this.tokenValidityInMillisecondsForRememberMe);
  }
  return Jwts.builder()         //創(chuàng)建Token令牌
    .setSubject(authentication.getName())   //設(shè)置面向用戶
    .claim(AUTHORITIES_KEY,authorities)    //添加權(quán)限屬性
    .setExpiration(validity)      //設(shè)置失效時(shí)間
    .signWith(SignatureAlgorithm.HS512,secretKey) //生成簽名
    .compact();
 }
 //獲取用戶權(quán)限
 public Authentication getAuthentication(String token){
  System.out.println("token:"+token);
  Claims claims = Jwts.parser()       //解析Token的payload
    .setSigningKey(secretKey)
    .parseClaimsJws(token)
    .getBody();
  Collection<? extends GrantedAuthority> authorities =
    Arrays.stream(claims.get(AUTHORITIES_KEY).toString().split(","))   //獲取用戶權(quán)限字符串
    .map(SimpleGrantedAuthority::new)
    .collect(Collectors.toList());             //將元素轉(zhuǎn)換為GrantedAuthority接口集合
  User principal = new User(claims.getSubject(), "", authorities);
  return new UsernamePasswordAuthenticationToken(principal, "", authorities);
 }
 //驗(yàn)證Token是否正確
 public boolean validateToken(String token){
  try {
   Jwts.parser().setSigningKey(secretKey).parseClaimsJws(token); //通過密鑰驗(yàn)證Token
   return true;
  }catch (SignatureException e) {          //簽名異常
   log.info("Invalid JWT signature.");
   log.trace("Invalid JWT signature trace: {}", e);
  } catch (MalformedJwtException e) {         //JWT格式錯(cuò)誤
   log.info("Invalid JWT token.");
   log.trace("Invalid JWT token trace: {}", e);
  } catch (ExpiredJwtException e) {         //JWT過期
   log.info("Expired JWT token.");
   log.trace("Expired JWT token trace: {}", e);
  } catch (UnsupportedJwtException e) {        //不支持該JWT
   log.info("Unsupported JWT token.");
   log.trace("Unsupported JWT token trace: {}", e);
  } catch (IllegalArgumentException e) {        //參數(shù)錯(cuò)誤異常
   log.info("JWT token compact of handler are invalid.");
   log.trace("JWT token compact of handler are invalid trace: {}", e);
  }
  return false;
 }
}

實(shí)現(xiàn) UserDetails 接口，代表用戶實(shí)體類，在我們的 User 對象上在進(jìn)行包裝，包含了權(quán)限等性質(zhì)，可以供 Spring Security 使用

public class MyUserDetails implements UserDetails{
 private User user;
 public MyUserDetails(User user) {
  this.user = user;
 }
 @Override
 public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
  List<Role> roles = user.getRoles();
  List<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
  StringBuilder sb = new StringBuilder();
  if (roles.size()>=1){
   for (Role role : roles){
    authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(role.getName()));
   }
   return authorities;
  }
  return AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("");
 }
 @Override
 public String getPassword() {
  return user.getPassword();
 }
 @Override
 public String getUsername() {
  return user.getName();
 }
 @Override
 public boolean isAccountNonExpired() {
  return true;
 }
 @Override
 public boolean isAccountNonLocked() {
  return true;
 }
 @Override
 public boolean isCredentialsNonExpired() {
  return true;
 }
 @Override
 public boolean isEnabled() {
  return true;
 }
}

實(shí)現(xiàn) UserDetailsService 接口，該接口僅有一個(gè)方法，用來獲取 UserDetails，我們可以從數(shù)據(jù)庫中獲取 User 對象，然后將其包裝成 UserDetails 并返回

@Service
public class MyUserDetailsService implements UserDetailsService {
 @Autowired
 UserRepository userRepository;
 @Override
 public UserDetails loadUserByUsername(String s) throws UsernameNotFoundException {
  //從數(shù)據(jù)庫中加載用戶對象
  Optional<User> user = userRepository.findByName(s);
  //調(diào)試用，如果值存在則輸出下用戶名與密碼
  user.ifPresent((value)->System.out.println("用戶名:"+value.getName()+" 用戶密碼："+value.getPassword()));
  //若值不再則返回null
  return new MyUserDetails(user.orElse(null));
 }
}

編寫過濾器，用戶如果攜帶 Token 則獲取 Token，并根據(jù) Token 生成 Authentication 認(rèn)證對象，并存放到 SecurityContext 中，供 Spring Security 進(jìn)行權(quán)限控制

public class JwtAuthenticationTokenFilter extends GenericFilterBean {
 private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(JwtAuthenticationTokenFilter.class);
 @Autowired
 private JWTTokenUtils tokenProvider;
 @Override
 public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
  System.out.println("JwtAuthenticationTokenFilter");
  try {
   HttpServletRequest httpReq = (HttpServletRequest) servletRequest;
   String jwt = resolveToken(httpReq);
   if (StringUtils.hasText(jwt) && this.tokenProvider.validateToken(jwt)) {   //驗(yàn)證JWT是否正確
    Authentication authentication = this.tokenProvider.getAuthentication(jwt);  //獲取用戶認(rèn)證信息
    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);   //將用戶保存到SecurityContext
   }
   filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
  }catch (ExpiredJwtException e){          //JWT失效
   log.info("Security exception for user {} - {}",
     e.getClaims().getSubject(), e.getMessage());
   log.trace("Security exception trace: {}", e);
   ((HttpServletResponse) servletResponse).setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
  }
 }
 private String resolveToken(HttpServletRequest request){
  String bearerToken = request.getHeader(WebSecurityConfig.AUTHORIZATION_HEADER);   //從HTTP頭部獲取TOKEN
  if (StringUtils.hasText(bearerToken) && bearerToken.startsWith("Bearer ")){
   return bearerToken.substring(7, bearerToken.length());        //返回Token字符串，去除Bearer
  }
  String jwt = request.getParameter(WebSecurityConfig.AUTHORIZATION_TOKEN);    //從請求參數(shù)中獲取TOKEN
  if (StringUtils.hasText(jwt)) {
   return jwt;
  }
  return null;
 }
}

編寫 LoginController，用戶通過用戶名、密碼訪問 /auth/login，通過 LoginDTO 對象接收，創(chuàng)建一個(gè) Authentication 對象，代碼中為 UsernamePasswordAuthenticationToken，判斷對象是否存在，通過 AuthenticationManager 的 authenticate 方法對認(rèn)證對象進(jìn)行驗(yàn)證，AuthenticationManager 的實(shí)現(xiàn)類 ProviderManager 會(huì)通過 AuthentionProvider（認(rèn)證處理） 進(jìn)行驗(yàn)證，默認(rèn) ProviderManager 調(diào)用 DaoAuthenticationProvider 進(jìn)行認(rèn)證處理，DaoAuthenticationProvider 中會(huì)通過 UserDetailsService（認(rèn)證信息來源） 獲取 UserDetails ，若認(rèn)證成功則返回一個(gè)包含權(quán)限的 Authention，然后通過 SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication() 設(shè)置到 SecurityContext 中，根據(jù) Authentication 生成 Token，并返回給用戶

@RestController
public class LoginController {
 @Autowired
 private UserRepository userRepository;
 @Autowired
 private AuthenticationManager authenticationManager;
 @Autowired
 private JWTTokenUtils jwtTokenUtils;
 @RequestMapping(value = "/auth/login",method = RequestMethod.POST)
 public String login(@Valid LoginDTO loginDTO, HttpServletResponse httpResponse) throws Exception{
  //通過用戶名和密碼創(chuàng)建一個(gè) Authentication 認(rèn)證對象，實(shí)現(xiàn)類為 UsernamePasswordAuthenticationToken
  UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(loginDTO.getUsername(),loginDTO.getPassword());
  //如果認(rèn)證對象不為空
  if (Objects.nonNull(authenticationToken)){
   userRepository.findByName(authenticationToken.getPrincipal().toString())
     .orElseThrow(()->new Exception("用戶不存在"));
  }
  try {
   //通過 AuthenticationManager（默認(rèn)實(shí)現(xiàn)為ProviderManager）的authenticate方法驗(yàn)證 Authentication 對象
   Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(authenticationToken);
   //將 Authentication 綁定到 SecurityContext
   SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
   //生成Token
   String token = jwtTokenUtils.createToken(authentication,false);
   //將Token寫入到Http頭部
   httpResponse.addHeader(WebSecurityConfig.AUTHORIZATION_HEADER,"Bearer "+token);
   return "Bearer "+token;
  }catch (BadCredentialsException authentication){
   throw new Exception("密碼錯(cuò)誤");
  }
 }
}

編寫 Security 配置類，繼承 WebSecurityConfigurerAdapter，重寫 configure 方法

@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
 public static final String AUTHORIZATION_HEADER = "Authorization";
 public static final String AUTHORIZATION_TOKEN = "access_token";
 @Autowired
 private UserDetailsService userDetailsService;
 @Override
 protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
  auth
    //自定義獲取用戶信息
    .userDetailsService(userDetailsService)
    //設(shè)置密碼加密
    .passwordEncoder(passwordEncoder());
 }
 @Override
 protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
  //配置請求訪問策略
  http
    //關(guān)閉CSRF、CORS
    .cors().disable()
    .csrf().disable()
    //由于使用Token，所以不需要Session
    .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
    .and()
    //驗(yàn)證Http請求
    .authorizeRequests()
    //允許所有用戶訪問首頁 與 登錄
    .antMatchers("/","/auth/login").permitAll()
    //其它任何請求都要經(jīng)過認(rèn)證通過
    .anyRequest().authenticated()
    //用戶頁面需要用戶權(quán)限
    .antMatchers("/userpage").hasAnyRole("USER")
    .and()
    //設(shè)置登出
    .logout().permitAll();
  //添加JWT filter 在
  http
    .addFilterBefore(genericFilterBean(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
 }
 @Bean
 public PasswordEncoder passwordEncoder() {
  return new BCryptPasswordEncoder();
 }
 @Bean
 public GenericFilterBean genericFilterBean() {
  return new JwtAuthenticationTokenFilter();
 }
}

編寫用于測試的Controller

@RestController
public class UserController {
 @PostMapping("/login")
 public String login() {
  return "login";
 }
 @GetMapping("/")
 public String index() {
  return "hello";
 }
 @GetMapping("/userpage")
 public String httpApi() {
  System.out.println(SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal());
  return "userpage";
 }
 @GetMapping("/adminpage")
 public String httpSuite() {
  return "userpage";
 }
}

案例源碼下載  （本地下載）

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。

向AI問一下細(xì)節(jié)

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