文章目录

• • 一、项目介绍
  • 二、SpringSecurity简介
  • • • SpringSecurity中的几个重要组件：
      • 1.SecurityContextHolder（class）
      • 2.SecurityContext（Interface）
      • 3.Authentication（Interface）
      • 4.AuthenticationManager（Interface）
      • 5.GrantedAuthority（Interface）
      • 二、整理思路
      • 三、具体实现步骤
      • • • 1.项目主要相关依赖
          • 2.用户表
          • 3.项目中用到的几个user相关对象
          • 4.dao层开发
          • 5.实现UserDetail接口和UserDetailService接口
          • 6.JwtAuthenticationTokenFilter
          • 7.JWTAuthenticationFilter
          • 8.service层开发
          • 9.Controller层开发
          • 10.通过SecurityConfig类对SpringSecurity进行配置
          • 11.postman测试

            一、项目介绍

            通过springboot整合jwt和security，以用户名/密码的方式进行认证和授权。认证通过jwt+数据库的，授权这里使用了两种方式，分别是SpringSecurity自带的hasRole方法+SecurityConfig 和 我们自定义的permission+@PreAuthorize注解。

            二、SpringSecurity简介

            SpringSecurity中的几个重要组件：

            1.SecurityContextHolder（class）

            用来存储和获取当前线程关联的 SecurityContext 对象的类。

            

            其中有两种 SecurityContext 模式：

            • MODE_THREADLOCAL：将 SecurityContext 对象存储到当前线程中，只在当前线程中可见。多线程时，每个线程的 SecurityContext 对象都是独立的。
            • MODE_INHERITABLETHREADLOCAL：将 SecurityContext 对象存储到当前线程中，对当前线程和子线程都可见。也就是说，在当前线程中存储的 SecurityContext 对象可以被传递给子线程使用。

              表示用户已通过身份验证的最简单方法就是设置 SecurityContextHolder！

              2.SecurityContext（Interface）

              用来存储当前已经被认证的用户，包含了当前执行操作的线程上下文信息以及用户认证和授权信息。包含Authentication。

              

              3.Authentication（Interface）

              存储了当前正在执行操作的用户的身份验证信息，包括用户名、密码、权限，可以作为AuthenticationManager的输入，它包含principal、credentials、authorities。

              • principal：用户的标识。通常情况下是UserDetails接口的一个实例。
              • credentials：用户的密码。多数情况下，为确保密码不被泄露，会在用户身份验证之后被清除。
              • authorities：用户拥有的权限。

                

                Authentication 接口的常用实现类有以下几种：

                • AnonymousAuthenticationToken：匿名用户的身份验证信息。
                • UsernamePasswordAuthenticationToken：用户名/密码的身份验证信息。
                • RememberMeAuthenticationToken：用于“记住我”功能的身份验证信息。
                • PreAuthenticatedAuthenticationToken：基于预先认证信息的身份验证。

                  通常情况下，用户在进行登录时需要通过身份验证，当身份验证成功时，就会通过 Authentication 接口封装用户的身份信息。在后续的操作中，认证后的用户可以通过 SecurityContextHolder 获取 Authentication 对象，并根据其中的信息获得用户的身份信息及相应的权限等。

                  对比SecurityContext和Authentication：

                  Authentication 是一个封装了用户身份认证信息的对象，表示用户已经通过了验证。

                  SecurityContext 则是一个上下文类对象，用于保存和获取当前线程关联的上下文信息，包括了 Authentication 对象。

                  

                  4.AuthenticationManager（Interface）

                  定义了用户身份验证的api接口（例如将用户名和密码和数据库进行比对）。可以接收一个Authentication对象作为入参，验证成功后会返回已被验证的Authentication对象。

                  

                  5.GrantedAuthority（Interface）

                  授权信息以GrantedAuthority的形式存储在Authentication对象中，GrantedAuthority接口表示一个授权（权限）对象，包含一个字符串类型的授权名字（authority name）。授权名字通常是一个表示权限的字符串，例如"ROLE_ADMIN"、"ROLE_USER"等

                  二、整理思路

                  1. 搭建springboot项目，导入相关依赖
                  2. 在数据库导入sql创建用户表
                  3. 创建几个关于User的对象便于数据传输
                  4. dao层开发（对用户信息增删改查）
                  5. 实现UserDetails接口和UserDetailService接口
                  6. 自定义实现校验token的拦截器JwtAuthenticationTokenFilter
                  7. 自定义实现用户登录校验的拦截器JWTAuthenticationFilter
                  8. service层开发（包括PermissionService和UserService）
                  9. 创建测试Controller
                  10. 实现SpringSecurity的配置类SecurityConfig
                  11. 通过postman进行测试

                  三、具体实现步骤

                  1.项目主要相关依赖

                  
                    
                      org.springframework.boot
                      spring-boot-starter-web
                      2.3.12.RELEASE
                    
                    
                      org.springframework.boot
                      spring-boot-starter-security
                      2.3.12.RELEASE
                    
                    
                      mysql
                      mysql-connector-java
                      8.0.28
                    
                    
                      io.jsonwebtoken
                      jjwt
                      0.9.0
                    
                    
                      org.mybatis.spring.boot
                      mybatis-spring-boot-starter
                      1.3.0
                    
                  
                  

                  2.用户表

                  创建一个名为security_jwt_demo的数据库，导入项目根目录下/db/db.sql文件即可。

                  3.项目中用到的几个user相关对象

                  （1）User实体

                  对应数据库中的user表

                  @Data
                  public class User {
                      private Long id;
                      private String username;
                      private String password;
                      private String permission;
                      private String role;
                      @Override
                      public String toString() {
                          return "User{" +
                          "id=" + id +
                          ", username='" + username + '\'' +
                          ", password='" + password + '\'' +
                          ", permission='" + permission + '\'' +
                          ", role='" + role + '\'' +
                          '}';
                      }
                  }
                  

                  （2）LoginUser

                  UserDetails的实现类，使用用户名/密码验证时需要用到其作为返回值。这个类中包含了用户名、密码和当前登录用户所具备的权限。

                  @Data
                  public class LoginUser implements UserDetails {
                      private Long id;
                      private String username;
                      private String password;
                      //通过自定义方式进行授权
                      private Set permissions = new HashSet();
                      //通过springSecurity进行授权
                      private Collection authorities;
                      public LoginUser(){}
                      public LoginUser(User user,Collection authorities) {
                          id = user.getId();
                          username = user.getUsername();
                          password = user.getPassword();
                          permissions.add(user.getPermission());
                          this.authorities = authorities;
                      }
                      @Override
                      public Collection getAuthorities() {
                          return authorities;
                      }
                      @Override
                      public String getPassword() {
                          return password;
                      }
                      @Override
                      public String getUsername() {
                          return username;
                      }
                      @Override
                      public boolean isAccountNonExpired() {
                          return true;
                      }
                      @Override
                      public boolean isAccountNonLocked() {
                          return true;
                      }
                      @Override
                      public boolean isCredentialsNonExpired() {
                          return true;
                      }
                      @Override
                      public boolean isEnabled() {
                          return true;
                      }
                  }
                  

                  （3）UserVO

                  主要用来登录时从输入流中获取登录用户的信息，对应了前端传递的参数，包括用户名、密码、记住我等属性。

                  @Data
                  public class UserVO {
                      private String username;
                      private String password;
                      private Integer rememberMe;
                  }
                  

                  4.dao层开发

                  创建mapper接口并配置对应的mapper.xml

                  @Mapper
                  public interface UserMapper {
                      //根据用户名获取用户
                      User getByName(String username);
                      //根据用户id获取用户权限
                      List getPermissionById(Long id);
                      //新增一个用户
                      int insertUser(User user);
                  }
                  

                  5.实现UserDetail接口和UserDetailService接口

                  首先说一下为什么要实现这两个接口。

                  SpringSecurity提供了多种身份验证的方式，在这里我们使用的是用户名/密码的方式进行验证，而如果要使用这种方式进行验证的话，我们需要实现UserDetailService接口中的loadUserByUsername方法，这个方法用来从数据库中进行查询用户，然后和传入的用户密码进行比对。这个方法会返回一个UserDetails对象。

                  @Service
                  public class UserDetailServiceImpl implements UserDetailsService {
                      @Autowired
                      UserMapper userMapper;
                      @Override
                      public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
                          User user = userMapper.getByName(username);
                          List authorities = new ArrayList<>();
                          return new LoginUser(user,authorities);
                      }
                  }
                  

                  对于UserDetailService接口，SpringSecurity提供了基于内存和JDBC的两种验证方式，默认是JDBC的方式。我们也可以通过自定义实现UserDetailService接口，来达到自定义身份验证的结果。这里我们使用的是自定义身份验证的方式。

                  对于UserDetails，在Spring Security中，UserDetails接口是表示用户信息的规范。该接口表示应用程序中的用户，并提供有关用户的基本信息，如用户名、密码、角色、权限等，因此我们需要有一个类似用户的对象来实现该接口（LoginUser）。

                  6.JwtAuthenticationTokenFilter

                  检验用户token的过滤器。对于客户端发出的请求，首先对用户的token进行校验，如果token不合法表示当前用户未登录，继续执行其他过滤器的逻辑；如果token合法则设置SecurityContextHolder表示用户已被认证。

                  /**
                   * token过滤器 验证token有效性
                   */
                  @Component
                  public class JwtAuthenticationTokenFilter extends OncePerRequestFilter {
                      @Autowired
                      UserMapper userMapper;
                      @Override
                      protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
                          String token = request.getHeader(JwtTokenUtil.TOKEN_HEADER);
                          if (StringUtils.isBlank(token) || !token.startsWith(JwtTokenUtil.TOKEN_PREFIX)){
                              chain.doFilter(request,response);
                              return;
                          }
                          try {
                              //如果能获取到token则Authentication进行设置，表示已认证
                              SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(getAuthentication(token));
                          } catch (Exception e) {
                              e.printStackTrace();
                          }
                          //继续执行其他过滤器的逻辑
                          chain.doFilter(request,response);
                      }
                      private UsernamePasswordAuthenticationToken getAuthentication(String tokenHeader) throws Exception {
                          String token = tokenHeader.replace(JwtTokenUtil.TOKEN_PREFIX,"");
                          //判断token是否过期
                          boolean expiration = JwtTokenUtil.isExpiration(token);
                          if (expiration){
                              throw new Exception("过期了");
                          }else{
                              String username = JwtTokenUtil.getUsername(token);
                              User user = userMapper.getByName(username);
                              List permissions = userMapper.getPermissionById(user.getId());
                              LoginUser loginUser = new LoginUser(user, Collections.singleton(new SimpleGrantedAuthority(user.getRole())));
                              loginUser.setPermissions(new HashSet<>(permissions));
                              //新建一个UsernamePasswordAuthenticationToken用来设置Authentication
                              UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken = new UsernamePasswordAuthenticationToken(loginUser, null, loginUser.getAuthorities());
                              return authenticationToken;
                          }
                      }
                  }
                  

                  7.JWTAuthenticationFilter

                  用户登录时对用户名密码进行校验的过滤器，在token校验过滤器之后执行。在该过滤器中会对用户名密码进行比对，校验成功后返回一个token给客户端，下次客户端访问时在请求头带上此token代表该用户已经被认证。

                  public class JWTAuthenticationFilter extends UsernamePasswordAuthenticationFilter {
                      private ThreadLocal rememberMe = new ThreadLocal<>();
                      private AuthenticationManager authenticationManager;
                      public JWTAuthenticationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
                          this.authenticationManager = authenticationManager;
                          super.setFilterProcessesUrl("/auth/login");
                      }
                      @Override
                      public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request,
                   HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
                          // 从输入流中获取到登录的信息
                          try {
                              UserVO vo = new ObjectMapper().readValue(request.getInputStream(), UserVO.class);
                              rememberMe.set(vo.getRememberMe() == null ? 0 : vo.getRememberMe());
                              return authenticationManager.authenticate(
                                      new UsernamePasswordAuthenticationToken(vo.getUsername(), vo.getPassword(), new ArrayList<>())
                              );
                          } catch (IOException e) {
                              e.printStackTrace();
                              return null;
                          }
                      }
                      // 成功验证后调用的方法
                      // 如果验证成功，就生成token并返回
                      @Override
                      protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,
                                                              HttpServletResponse response,
                                                              FilterChain chain,
                                                              Authentication authResult) throws IOException, ServletException {
                          LoginUser loginUser = (LoginUser) authResult.getPrincipal();
                          System.out.println("loginUser:" + loginUser.toString());
                          boolean isRemember = rememberMe.get() == 1;
                          String role = "";
                          String token = JwtTokenUtil.createToken(loginUser.getUsername(), role, isRemember);
                          /* 返回创建成功的token
                           但是这里创建的token只是单纯的token
                           按照jwt的规定，最后请求的时候应该是 `Bearer token`*/
                          response.setHeader("token", JwtTokenUtil.TOKEN_PREFIX + token);
                      }
                      @Override
                      protected void unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException failed) throws IOException, ServletException {
                          response.getWriter().write("authentication failed, reason: " + failed.getMessage());
                      }
                  }
                  

                  8.service层开发

                  由于业务逻辑比较简单，我们在service层中主要实现自定义授权的逻辑，用户相关的Service不做实现。

                  自定义授权的实现如下，首先在数据库的user表中有个string类型的permission字段，代表用户所拥有的权限。在进行授权时检查用户权限属性是否包含该权限，如果包含则表示当前用户具有访问权限。

                  /**
                   * 自定义权限实现，ss取自SpringSecurity首字母
                   */
                  @Service("ss")
                  public class PermissionService {
                      public boolean hasPer(String permission) throws Exception {
                          if (StringUtils.isBlank(permission)){
                              return false;
                          }
                          LoginUser loginUser = SecurityUtil.getLoginUser();
                          if (loginUser == null || CollectionUtils.isEmpty(loginUser.getPermissions())) {
                              return false;
                          }
                          return loginUser.getPermissions().contains(StringUtils.trim(permission));
                      }
                  }
                  

                  9.Controller层开发

                  我们用到的Controller主要有两个，一个是用户相关的，一个是进行测试的接口。

                  对于我们进行授权测试的接口，在使用自定义授权逻辑时（PermissionService），要配合@PreAuthorize注解实现（createJob方法），对应的JobController如下：

                  @RestController
                  @RequestMapping("/jobs")
                  public class JobController {
                      @GetMapping("/list")
                      public String listJobs(){
                          System.out.println("接收到请求...");
                          return "展示所有任务";
                      }
                      //通过PermissionService自定义授权实现
                      @PostMapping("/create")
                      @PreAuthorize("@ss.hasPer('job:add')")
                      public String createJob(){
                          return "创建一个新任务";
                      }
                      //通过SpringSecurity配合用户角色(role字段)实现权限管理
                      @DeleteMapping("/delete")
                      public String deleteJob(){
                          return "删除一个任务";
                      }
                  }
                  

                  对于用户相关的Controller，我们只需要写一个注册方法就行了，如下所示：

                  @RestController
                  @RequestMapping("/")
                  public class UserController {
                      @Autowired
                      UserMapper userMapper;
                      @Autowired
                      private BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder;
                      @PostMapping("/register")
                      public String register(@RequestBody Map registerUser){
                          User user = new User();
                          user.setUsername(registerUser.get("username"));
                          //对密码进行一下加密
                          user.setPassword(bCryptPasswordEncoder.encode(registerUser.get("password")));
                          user.setPermission(registerUser.get("permission"));
                          user.setRole(registerUser.get("role"));
                          userMapper.insertUser(user);
                          return user.toString();
                      }
                  }
                  

                  为什么不需要注册接口呢？是因为UsernamePasswordAuthenticationFilter已经帮我们实现了，默认是"/login"

                   public UsernamePasswordAuthenticationFilter() {
                          super(new AntPathRequestMatcher("/login", "POST"));
                   }
                  

                  这里我们也可以对这个路径进行修改，如下所示：

                  public JWTAuthenticationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
                          this.authenticationManager = authenticationManager;
                          super.setFilterProcessesUrl("/auth/login");
                      }
                  

                  10.通过SecurityConfig类对SpringSecurity进行配置

                  @EnableWebSecurity
                  @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true, securedEnabled = true)
                  public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                      @Autowired
                      JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;
                      @Autowired
                      @Qualifier("userDetailServiceImpl")
                      UserDetailsService userDetailsService;
                      @Override
                      protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                          auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(bCryptPasswordEncoder());
                      }
                      @Override
                      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                          http.cors().and().csrf().disable()
                                  .authorizeRequests()
                                  // 测试用资源，需要验证了的用户才能访问
                                  .antMatchers("/jobs/create").authenticated()
                                  //只有角色为admin的用户才能进行删除
                                  .antMatchers(HttpMethod.DELETE,"/jobs/delete").hasRole("ADMIN")
                                  // 其他请求都放行了
                                  .anyRequest().permitAll()
                                  .and()
                                  .addFilter(new JWTAuthenticationFilter(authenticationManager()))
                                  // 不需要session
                                  .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS);
                          //将验证token的过滤器添加在验证用户名/密码的过滤器之前
                          http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
                      }
                      @Bean
                      public BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder(){
                          return new BCryptPasswordEncoder();
                      }
                      @Bean
                      CorsConfigurationSource corsConfigurationSource(){
                          final UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
                          source.registerCorsConfiguration("/**",new CorsConfiguration().applyPermitDefaultValues());
                          return source;
                      }
                  }
                  

                  到这里就全部完成了！让我们测试一下是否生效。

                  11.postman测试

                  这是数据库表中原有的角色和权限：

                  

                  （1）测试注册接口

                  

                  可以看到是可以注册成功的，但是我们这里使用原有user1和user2进行权限测试（偷个懒）

                  （2）测试登录接口

                  由于我们之前将原有的登录接口从"/login"改为了"/auth/login"，这里需要注意一下。

                  

                  登录成功后的ResponseBody是空的，响应头中有token代表已经登录成功了。我们需要从header中获取该token，后续请求需要用到。这里展示了user2，user1也是一样的。

                  

                  （3）测试创建任务接口

                  由于创建任务需要"job:add"权限，查看数据库user2是有该权限的，user1没有。

                  将刚才登录获得的token添加到参数中：

                  

                  然后发现就可以创建成功了

                  

                  （4）测试删除任务接口

                  删除任务需要用户角色是admin，故user2是无法进行删除的。

                  

                  （5）我们按照刚才的流程对user1进行测试，来达到对比的效果。

                  登录：

                  

                  创建任务：

                  

                  删除任务：

                  

                  对于查询接口不需要进行认证和授权，也就是说不需要登录就能访问：

                  

                  源码地址：https://github.com/Rancho-7/SpringSecurity-JWT

                   
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