Java中Apache Shiro安全框架怎么用

一、Shiro简介：

Apache Shiro是一个Java的安全（权限）框架。
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可以完成，认证，授权，加密，会话管理，Web集成，缓存等。

shiro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，即判断用户能否进行什么操作，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，即用户登录后就是第一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中;会话可以是普通的JavaSE环境，也可以是Web环境;
Cryptography:加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库中，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，能把权限自动的传播过去
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

Shiro架构（外部）

从外部来看Shiro，即从应用程序角度来观察如何使用shiro完成工作:

subject: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，Subject代表了当前的用户，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，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager; Subject其实是一个门面，SecurityManageer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SercurityManager交互，并且它管理着所有的Subject，可以看出它是Shiro的核心，它负责与Shiro的其他组件进行交互，它相当于SpringMVC的
DispatcherServlet的角色
Realm: Shiro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，来确定用户的身份是否合法;也需要从Realm得到用户相应的角色、权限，进行验证用户的操作是否能够进行，可以把Realm看成DataSource;

Shiro架构（内部）

subject:任何可以与应用交互的'用户';
Security Manager:相当于SpringMVC中的DispatcherServlet;是Shiro的心脏，所有具体的交互都通过Security Manager进行控制，它管理者所有的Subject，且负责进行认证，授权，会话，及缓存的管理.

Authenticator:负责Subject认证，是一个扩展点，可以自定义实现;可以使用认证策略(AuthenticationStrategy)，即什么情况下算用户认证通过了;
Authorizer: 授权器，即访问控制器，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那些功能;
Realm:可以有一个或者多个的realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的，可以用DBC实现，也可以是内存实现等等，由用户提供;所以一般在应用中都需要实现自己的realm
SessionManager: 管理Session生命周期的组件，而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在普通的JavaSE环境中
CacheManager:缓存控制器，来管理如用户，角色，权限等缓存的;因为这些数据基本上很少以受，成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密码加密，解密等

二、快速入门

1.拷贝案例

1.按照官网提示找到 快速入门案例 GitHub地址：shiro/samples/quickstart/

2.新建一个 Maven 工程，删除其 src 目录，将其作为父工程

3.在父工程中新建一个 Maven 模块

4.复制快速入门案例 POM.xml 文件中的依赖

        
            org.apache.shiro
            shiro-core
            1.4.1
        
 
        
        
            org.slf4j
            jcl-over-slf4j
            1.7.29
        
        
            org.slf4j
            slf4j-log4j12
            1.7.29
        
        
            log4j
            log4j
            1.2.17
        
    

5.把快速入门案例中的 resource 下的log4j.properties复制下来

6.复制一下shiro.ini文件

7.复制一下Quickstart.java文件

8.运行启动Quickstart.java

2.分析代码

public class Quickstart {
    private static final transient Logger log = LoggerFactory.getLogger(Quickstart.class);
    public static void main(String[] args) {
        //工厂模式，通过shiro.ini配置文件中的信息，生成一个工厂实例
        Factory factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
        //获取当前的用户对象Subject
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
        //通过当前用户拿到session
        Session session = currentUser.getSession();
        session.setAttribute("someKey", "aValue");
        String value = (String) session.getAttribute("someKey");
        if (value.equals("aValue")) {
            log.info("Subject=>session[" + value + "]");
        }
        //判断当前的用户是否被认证
        if (!currentUser.isAuthenticated()) {
            //Token :令牌,没有获取，随机
            UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("lonestarr", "vespa");
            token.setRememberMe(true);  //设置记住我
            try {
                currentUser.login(token); //执行了登录操作
            } catch (UnknownAccountException uae) {
                //如果   用户名不存在
                log.info("There is no user with username of " + token.getPrincipal());
            } catch (IncorrectCredentialsException ice) {
                //如果   密码不正确
                log.info("Password for account " + token.getPrincipal() + " was incorrect!");
            } catch (LockedAccountException lae) {
                //用户被锁定，如密码输出过多，则被锁定
                log.info("The account for username " + token.getPrincipal() + " is locked.  " +
                        "Please contact your administrator to unlock it.");
            }
            //...在此处捕获更多异常
            catch (AuthenticationException ae) {
                //意外情况 ? 错误 ?
            }
        }
        //打印其标识主体(在这种情况下，为用户名)
        log.info("User [" + currentUser.getPrincipal() + "] logged in successfully.");
 
        //测试角色是否存在
        if (currentUser.hasRole("schwartz")) {
            log.info("May the Schwartz be with you!");
        } else {
            log.info("Hello, mere mortal.");
        }
        //粗粒度，极限范围小
        //测试类型化的极限（不是实例级别）
        if (currentUser.isPermitted("lightsaber:wield")) {
            log.info("You may use a lightsaber ring.  Use it wisely.");
        } else {
            log.info("Sorry, lightsaber rings are for schwartz masters only.");
        }
        //细粒度，极限范围广
        //实例级别的权限（非常强大）
        if (currentUser.isPermitted("winnebago:drive:eagle5")) {
            log.info("You are permitted to 'drive' the winnebago with license plate (id) 'eagle5'.  " +
                    "Here are the keys - have fun!");
        } else {
            log.info("Sorry, you aren't allowed to drive the 'eagle5' winnebago!");
        }
        //注销
        currentUser.logout();
        //退出
        System.exit(0);
    }
}

三、SpringBoot 集成 Shiro

1.编写测试环境

1.在刚刚的父项目中新建一个 springboot 模块

2.导入 SpringBoot 和 Shiro 整合包的依赖

 
        
            org.apache.shiro
            shiro-spring
            1.4.1
        

下面是编写配置文件
Shiro 三大要素

Subject 用户 -> ShiroFilterFactoryBean
SecurityManager 管理所有用户 -> DefaultWebSecurityManager
Realm 连接数据

实际操作中对象创建的顺序 ： realm -> securityManager -> subject

3.编写自定义的 realm ，需要继承 AuthorizingRealm

//自定义的 UserRealm        extends AuthorizingRealm
public class UserRealm extends AuthorizingRealm {
    //授权
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
        //打印一个提示
        System.out.println("执行了授权方法");
        return null;
    }
 
    //认证
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        //打印一个提示
        System.out.println("执行了认证方法");
        return null;
    }
}

4.新建一个ShiroConfig配置文件

@Configuration
public class ShiroConfig {
 
    //ShiroFilterFactoryBean:3
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean getShiroFilterFactoryBean(@Qualifier("securityManager") DefaultWebSecurityManager defaultWebsecurityManager){
        ShiroFilterFactoryBean bean = new ShiroFilterFactoryBean();
        //设置安全管理器
        bean.setSecurityManager(defaultWebsecurityManager);
        return bean;
    }
    //DefaultWebSecurityManager:2
    @Bean(name="securityManager")
    public DefaultWebSecurityManager getDefaultWebSecurityManager(@Qualifier("userRealm") UserRealm userRealm){
        DefaultWebSecurityManager securityManager=new DefaultWebSecurityManager();
        //关闭UserRealm
        securityManager.setRealm(userRealm);
        return securityManager;
    }
    //创建realm 对象，需要自定义类:1
    @Bean(name="userRealm")
    public UserRealm userRealm(){
        return new UserRealm();
    }
}

5.测试成功！

2.使用

1.登录拦截

在getShiroFilterFactoryBean方法中添加需要拦截的登录请求

@Configuration
public class ShiroConfig {
 
    //ShiroFilterFactoryBean:3
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean getShiroFilterFactoryBean(@Qualifier("securityManager") DefaultWebSecurityManager defaultWebsecurityManager){
        ShiroFilterFactoryBean bean = new ShiroFilterFactoryBean();
        //设置安全管理器
        bean.setSecurityManager(defaultWebsecurityManager);
        //添加shiro的内置过滤器
        /*
            anon : 无需认证，就可以访问
            authc : 必须认证了才能访问
            user : 必须拥有 “记住我” 功能才能用
            perms : 拥有对某个资源的权限才能访问
            role : 拥有某个角色权限才能访问
         */
 
        filterMap.put("/user/add","authc");
        filterMap.put("/user/update","authc");
        //拦截
        Map filterMap=new LinkedHashMap<>();
        filterMap.put("/user/*","authc");
        bean.setFilterChainDefinitionMap(filterMap);
 
//        //设置登录的请求
//        bean.setLoginUrl("/toLogin");
        return bean;
    }

测试:点击 add链接，不会跳到 add 页面，而是跳到登录页，拦截成功

2.用户认证

1.在Controller层写一个登录的方法

//登录的方法
    @RequestMapping("/login")
    public String login(String username, String password, Model model) {
        //获取当前用户
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //封装用户的登录数据,获得令牌
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
        //登录 及 异常处理
        try {
            //执行用户登录的方法，如果没有异常就说明OK了
            subject.login(token);
            return "index";
        } catch (UnknownAccountException e) {
            //如果用户名不存在
            System.out.println("用户名不存在");
            model.addAttribute("msg", "用户名错误");
            return "login";
        } catch (IncorrectCredentialsException ice) {
            //如果密码错误
            System.out.println("密码错误");
            model.addAttribute("msg", "密码错误");
            return "login";
        }
    }
}

2.测试

可以看出是先执行了自定义的UserRealm中的AuthenticationInfo方法，再执行登录相关的操作

3.修改UserRealm中的doGetAuthenticationInfo方法

//认证
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
        //打印一个提示
        System.out.println("执行了认证方法");
        // 用户名密码
        String name = "root";
        String password = "123456";
        //通过参数获取登录的控制器中生成的 令牌
        UsernamePasswordToken token = (UsernamePasswordToken) authenticationToken;
        //用户名认证
        if (!token.getUsername().equals(name)){
            // return null UnKnownAccountException
            return null;
        }
        //密码认证， Shiro 自己做，为了避免和密码的接触
        //最后返回一个 AuthenticationInfo 接口的实现类，这里选择 SimpleAuthenticationInfo
        // 三个参数：获取当前用户的认证 ； 密码 ； 认证名
        return new SimpleAuthenticationInfo("", password, "");
    }
}

4.测试，输入错误的密码

输入正确的密码，即可登录成功

四、Shiro整合Mybatis

1.导入依赖

            mysql
            mysql-connector-java
            8.0.19
        
 
        
            log4j
            log4j
            1.2.17
        
 
        
            com.alibaba
            druid
            1.1.12
        
       
            org.mybatis.spring.boot
            mybatis-spring-boot-starter
            2.1.1
        

2.新建个application.yml

spring:
  datasource:
    username: root
    password: 123456
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mybatis?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&useJDBCCompliantTimezoneShift=true&useLegacyDatetimeCode=false&serverTimezone=UTC
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource
 
    #Spring Boot 默认是不注入这些属性值的，需要自己绑定
    #druid 数据源专有配置
    initialSize: 5
    minIdle: 5
    maxActive: 20
    maxWait: 60000
    timeBetweenEvictionRunsMillis: 60000
    minEvictableIdleTimeMillis: 300000
    validationQuery: SELECT 1 FROM DUAL
    testWhileIdle: true
    testOnBorrow: false
    testOnReturn: false
    poolPreparedStatements: true
 
    #配置监控统计拦截的filters，stat:监控统计、log4j：日志记录、wall：防御sql注入
    #如果允许时报错  java.lang.ClassNotFoundException: org.apache.log4j.Priority
    #则导入 log4j 依赖即可，Maven 地址：https://mvnrepository.com/artifact/log4j/log4j
    filters: stat,wall,log4j
    maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize: 20
    useGlobalDataSourceStat: true
    connectionProperties: druid.stat.mergeSql=true;druid.stat.slowSqlMillis=500
mybatis:
  type-aliases-package: com.huang.pojo
  mapper-locations: classpath:mybatis/mapper/*.xml

3.在application.properties

mybatis.type-aliases-package=com.longdi.pojo
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*.xml

4.导入依赖

            org.projectlombok
            lombok
            1.18.10
            provided
        

5.编写User类

@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class User {
        private int id;
        private String name;
        private String pwd;
        private String perms;
}

6.编写UserMapper

@Repository
@Mapper
public interface UserMapper {
    public User  queryUserByName(String name);
 
}

7.编写UserMapper.xml

 

 
    
        select * from mybatis.user where name=#{name}
    
 

8.Service层

UserService接口：

public interface UserService {
    public User queryUserByName(String name);
}

9.编写接口实现类UserServiceImpl

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService{
 
    @Autowired
    UserMapper userMapper;
 
    @Override
    public User queryUserByName(String name) {
        return userMapper.queryUserByName(name);
    }
}

10.在ShiroSpringbootApplicationTests测试

@SpringBootTest
class ShiroSpringbootApplicationTests {
    @Autowired
    UserServiceImpl userService;
    @Test
    void contextLoads() {
        System.out.println(userService.queryUserByName("longdi"));
    }
}

11.成功连接数据库

五、实现请求授权

1.在ShiroConfig类中修改

2.controller跳转

3.登录拦截授权，测试成功

4.编写授权doGetAuthorizationInfo方法

5.请求授权测试成功

六、Shiro整合Thymeleaf

1.导入依赖

        
            com.github.theborakompanioni
            thymeleaf-extras-shiro
            2.0.0
        

2.整合ShiroDialect

3.index.html

4.测试

5.在认证里放session

6.修改index.html