认证与授权（Authentication and Authorization）

一般意义来说的应用访问安全性，都是围绕认证（Authentication）和授权（Authorization）这两个核心概念来展开的。

即：

• 首先需要确定用户身份，
• 再确定这个用户是否有访问指定资源的权限。

  认证这块的解决方案很多，主流的有CAS、SAML2、OAUTH2等（不巧这几个都用过-_-），我们常说的单点登录方案（SSO）说的就是这块，

  授权的话主流的就是spring security和shiro。

  shiro比较轻量级，相比较而言spring security确实架构比较复杂。但是shiro与 ss，掌握一个即可。

  这里尼恩给大家做一下系统化、体系化的梳理，供后面的小伙伴参考，提升大家的 3高 架构、设计、开发水平。

  注：本文以 PDF 持续更新，最新尼恩 架构笔记、面试题 的PDF文件，请从下面的链接获取： 码云

  什么是OAuth2 ？

  OAuth2是一个关于授权的开放标准，核心思路是通过各类认证手段（具体什么手段OAuth2不关心）认证用户身份，

  并颁发token（令牌），使得第三方应用可以使用该令牌在限定时间、限定范围访问指定资源。

  主要涉及的RFC规范有【RFC6749（整体授权框架）】、【RFC6750（令牌使用）】、【RFC6819（威胁模型）】这几个，一般我们需要了解的就是RFC6749。

  获取令牌的方式主要有四种，分别是授权码模式、简单模式、密码模式、客户端模式，

  总之：OAuth2是一个授权（Authorization）协议。

  认证（Authentication）证明的你是不是这个人，

  而授权（Authorization）则是证明这个人有没有访问这个资源（Resource）的权限。

  下面这张图来源于OAuth 2.0 authorization framework RFC Document，是OAuth2的一个抽象流程。

       +--------+                               +---------------+
       |        |--(A)- Authorization Request ->|   Resource    |
       |        |                               |     Owner     |
       |        |<-(B)-- Authorization Grant ---|               |
       |        |                               +---------------+
       |        |
       |        |                               +---------------+
       |        |--(C)-- Authorization Grant -->| Authorization |
       | Client |                               |     Server    |
       |        |<-(D)----- Access Token -------|               |
       |        |                               +---------------+
       |        |
       |        |                               +---------------+
       |        |--(E)----- Access Token ------>|    Resource   |
       |        |                               |     Server    |
       |        |<-(F)--- Protected Resource ---|               |
       +--------+                               +---------------+
  

  先来解释一下上图的名词：

  Resource Owner：资源所有者，即用户

  Client：客户端应用程序（Application）

  Authorization Server：授权服务器

  Resource Server：资源服务器

  再来解释一下上图的大致流程：

  （A） 用户连接客户端应用程序以后，客户端应用程序要求用户给予授权

  （B） 用户同意给予客户端应用程序授权

  （C） 客户端应用程序使用上一步获得的授权（Grant），向授权服务器申请令牌

  （D） 授权服务器对客户端应用程序的授权（Grant）进行验证后，确认无误，发放令牌

  （E） 客户端应用程序使用令牌，向资源服务器申请获取资源

  （F） 资源服务器确认令牌无误，同意向客户端应用程序开放资源

  从上面的流程可以看出，如何获取**授权（Grant）**才是关键。

  在OAuth2中有4种授权类型：

  • Authorization Code（授权码模式）：

    功能最完整、流程最严密的授权模式。通过第三方应用程序服务器与认证服务器进行互动。广泛用于各种第三方认证。

    • Implicit（简化模式）：

      不通过第三方应用程序服务器，直接在浏览器中向认证服务器申请令牌，更加适用于移动端的App及没有服务器端的第三方单页面应用。

      • Resource Owner Password（密码模式）：

        用户向客户端服务器提供自己的用户名和密码，用户对客户端高度信任的情况下使用，比如公司、组织的内部系统，SSO。

        • Client Credentials（客户端模式）：

          客户端服务器以自己的名义，而不是以用户的名义，向认证服务器进行认证。

          下面主要讲最常用的（1）和（3）。此外，还有一个模式叫Refresh Token，也会在下面介绍。

          Resource Owner Password（密码模式）

               +----------+
               | Resource |
               |  Owner   |
               |          |
               +----------+
                    v
                    |    Resource Owner
                   (A) Password Credentials
                    |
                    v
               +---------+                                  +---------------+
               |         |>--(B)---- Resource Owner ------->|               |
               |         |         Password Credentials     | Authorization |
               | Client  |                                  |     Server    |
               |         |<--(C)---- Access Token ---------<|               |
               |         |    (w/ Optional Refresh Token)   |               |
               +---------+                                  +---------------+
                      Figure 5: Resource Owner Password Credentials Flow
          

          它的步骤如下：

          （A） 用户（Resource Owner）向客户端（Client）提供用户名和密码。

          （B） 客户端将用户名和密码发给认证服务器（Authorization Server），向后者请求令牌。

          （C） 认证服务器确认无误后，向客户端提供访问令牌。

          Authorization Code（授权码模式）

               +----------+
               | Resource |
               |   Owner  |
               |          |
               +----------+
                    ^
                    |
                   (B)
               +----|-----+          Client Identifier      +---------------+
               |         -+----(A)-- & Redirection URI ---->|               |
               |  User-   |                                 | Authorization |
               |  Agent  -+----(B)-- User authenticates --->|     Server    |
               |          |                                 |               |
               |         -+----(C)-- Authorization Code ---<|               |
               +-|----|---+                                 +---------------+
                 |    |                                         ^      v
                (A)  (C)                                        |      |
                 |    |                                         |      |
                 ^    v                                         |      |
               +---------+                                      |      |
               |         |>---(D)-- Authorization Code ---------'      |
               |  Client |          & Redirection URI                  |
               |         |                                             |
               |         |<---(E)----- Access Token -------------------'
               +---------+       (w/ Optional Refresh Token)
             Note: The lines illustrating steps (A), (B), and (C) are broken into
             two parts as they pass through the user-agent.
          

          它的步骤如下：

          （A） 用户（Resource Owner）通过用户代理（User-Agent）访问客户端（Client），客户端索要授权，并将用户导向认证服务器（Authorization Server）。

          （B） 用户选择是否给予客户端授权。

          （C） 假设用户给予授权，认证服务器将用户导向客户端事先指定的"重定向URI"（redirection URI），同时附上一个授权码。

          （D） 客户端收到授权码，附上早先的"重定向URI"，向认证服务器申请令牌。这一步是在客户端的后台的服务器上完成的，对用户不可见。

          （E） 认证服务器核对了授权码和重定向URI，确认无误后，向客户端发送访问令牌（access token）和更新令牌（refresh token）。这一步也对用户不可见。

          令牌刷新（refresh token）

            +--------+                                           +---------------+
            |        |--(A)------- Authorization Grant --------->|               |
            |        |                                           |               |
            |        |<-(B)----------- Access Token -------------|               |
            |        |               & Refresh Token             |               |
            |        |                                           |               |
            |        |                            +----------+   |               |
            |        |--(C)---- Access Token ---->|          |   |               |
            |        |                            |          |   |               |
            |        |<-(D)- Protected Resource --| Resource |   | Authorization |
            | Client |                            |  Server  |   |     Server    |
            |        |--(E)---- Access Token ---->|          |   |               |
            |        |                            |          |   |               |
            |        |<-(F)- Invalid Token Error -|          |   |               |
            |        |                            +----------+   |               |
            |        |                                           |               |
            |        |--(G)----------- Refresh Token ----------->|               |
            |        |                                           |               |
            |        |<-(H)----------- Access Token -------------|               |
            +--------+           & Optional Refresh Token        +---------------+
          

          当我们申请token后，Authorization Server不仅给了我们Access Token，还有Refresh Token。

          当Access Token过期后，我们用Refresh Token访问/refresh端点就可以拿到新的Access Token了。

          我们要和Spring Security的认证（Authentication）区别开来，

          什么是Spring Security？

          Spring Security是一套安全框架，可以基于RBAC（基于角色的权限控制）对用户的访问权限进行控制，

          核心思想是通过一系列的filter chain来进行拦截过滤，对用户的访问权限进行控制，

          ​ spring security 的核心功能主要包括：

          • 认证 （你是谁）
          • 授权 （你能干什么）
          • 攻击防护 （防止伪造身份）

            其核心就是一组过滤器链，项目启动后将会自动配置。最核心的就是 Basic Authentication Filter 用来认证用户的身份，一个在spring security中一种过滤器处理一种认证方式。

            

            比如，对于username password认证过滤器来说，

            会检查是否是一个登录请求；

            是否包含username 和 password （也就是该过滤器需要的一些认证信息） ；

            如果不满足则放行给下一个。

            下一个按照自身职责判定是否是自身需要的信息，basic的特征就是在请求头中有 Authorization:Basic eHh4Onh4 的信息。中间可能还有更多的认证过滤器。最后一环是 FilterSecurityInterceptor，这里会判定该请求是否能进行访问rest服务，判断的依据是 BrowserSecurityConfig中的配置，如果被拒绝了就会抛出不同的异常（根据具体的原因）。Exception Translation Filter 会捕获抛出的错误，然后根据不同的认证方式进行信息的返回提示。

            注意：绿色的过滤器可以配置是否生效，其他的都不能控制。

            二、入门项目

            首先创建spring boot项目HelloSecurity，其pom主要依赖如下：

            
                
                    org.springframework.boot
                    spring-boot-starter-thymeleaf
                
                
                    org.springframework.boot
                    spring-boot-starter-test
                    test
                
                
                    org.springframework.security
                    spring-security-test
                    test
                
            
            

            然后在src/main/resources/templates/目录下创建页面：

            home.html
            
            
                
                    
                
                
                    
            Welcome!
                    
            Click here to see a greeting.
                
            
            

            我们可以看到, 在这个简单的视图中包含了一个链接： “/hello”. 链接到了如下的页面，Thymeleaf模板如下:

            hello.html
            
            
                
                    
                
                
                    
            Hello world!
                
            
            

            Web应用程序基于Spring MVC。 因此，你需要配置Spring MVC并设置视图控制器来暴露这些模板。 如下是一个典型的Spring MVC配置类。在src/main/java/hello目录下（所以java都在这里）：

            @Configuration
            public class MvcConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
                @Override
                public void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
                    registry.addViewController("/home").setViewName("home");
                    registry.addViewController("/").setViewName("home");
                    registry.addViewController("/hello").setViewName("hello");
                    registry.addViewController("/login").setViewName("login");
                }
            }
            

            addViewControllers()方法（覆盖WebMvcConfigurerAdapter中同名的方法）添加了四个视图控制器。 两个视图控制器引用名称为“home”的视图（在home.html中定义），另一个引用名为“hello”的视图（在hello.html中定义）。 第四个视图控制器引用另一个名为“login”的视图。 将在下一部分中创建该视图。此时，可以跳过来使应用程序可执行并运行应用程序，而无需登录任何内容。然后启动程序如下：

            @SpringBootApplication
            public class Application {
                public static void main(String[] args) throws Throwable {
                    SpringApplication.run(Application.class, args);
                }
            }
            

            2、加入Spring Security

            假设你希望防止未经授权的用户访问“/ hello”。 此时，如果用户点击主页上的链接，他们会看到问候语，请求被没有被拦截。 你需要添加一个障碍，使得用户在看到该页面之前登录。您可以通过在应用程序中配置Spring Security来实现。 如果Spring Security在类路径上，则Spring Boot会使用“Basic认证”来自动保护所有HTTP端点。 同时，你可以进一步自定义安全设置。首先在pom文件中引入：

            
                ...
                    
                        org.springframework.boot
                        spring-boot-starter-security
                    
                ...
            
            

            如下是安全配置，使得只有认证过的用户才可以访问到问候页面:

            @Configuration
            @EnableWebSecurity
            public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                @Override
                protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                    http
                        .authorizeRequests()
                            .antMatchers("/", "/home").permitAll()
                            .anyRequest().authenticated()
                            .and()
                        .formLogin()
                            .loginPage("/login")
                            .permitAll()
                            .and()
                        .logout()
                            .permitAll();
                }
                @Autowired
                public void configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                    auth
                        .inMemoryAuthentication()
                            .withUser("user").password("password").roles("USER");
                }
            }
            

            WebSecurityConfig类使用了@EnableWebSecurity注解 ，以启用Spring Security的Web安全支持，并提供Spring MVC集成。它还扩展了WebSecurityConfigurerAdapter，并覆盖了一些方法来设置Web安全配置的一些细节。

            configure(HttpSecurity)方法定义了哪些URL路径应该被保护，哪些不应该。具体来说，“/”和“/ home”路径被配置为不需要任何身份验证。所有其他路径必须经过身份验证。

            当用户成功登录时，它们将被重定向到先前请求的需要身份认证的页面。有一个由 loginPage()指定的自定义“/登录”页面，每个人都可以查看它。

            对于configureGlobal(AuthenticationManagerBuilder) 方法，它将单个用户设置在内存中。该用户的用户名为“user”，密码为“password”，角色为“USER”。

            现在我们需要创建登录页面。前面我们已经配置了“login”的视图控制器，因此现在只需要创建登录页面即可：

            login.html
            
            
                
                    
                
                
                    
            
                        Invalid username and password.
                    
                    
            
                        You have been logged out.
                    
                    
            
                        
             User Name :  
                        
             Password:  
                        
            
                    
                
            
            

            你可以看到，这个Thymeleaf模板只是提供一个表单来获取用户名和密码，并将它们提交到“/ login”。 根据配置，Spring Security提供了一个拦截该请求并验证用户的过滤器。 如果用户未通过认证，该页面将重定向到“/ login?error”，并在页面显示相应的错误消息。 注销成功后，我们的应用程序将发送到“/ login?logout”，我们的页面显示相应的登出成功消息。最后，我们需要向用户提供一个显示当前用户名和登出的方法。 更新hello.html 向当前用户打印一句hello，并包含一个“注销”表单，如下所示:

            
            
                
                    
                
                
                    
            Hello [[${#httpServletRequest.remoteUser}]]!
                    
            
                        
                    
                
            
            

            三、参数详解

            1、注解 @EnableWebSecurity

            在 Spring boot 应用中使用 Spring Security，用到了 @EnableWebSecurity注解，官方说明为，该注解和 @Configuration 注解一起使用, 注解 WebSecurityConfigurer 类型的类，或者利用@EnableWebSecurity 注解继承 WebSecurityConfigurerAdapter的类，这样就构成了 Spring Security 的配置。

            2、抽象类 WebSecurityConfigurerAdapter

            一般情况，会选择继承 WebSecurityConfigurerAdapter 类，其官方说明为：WebSecurityConfigurerAdapter 提供了一种便利的方式去创建 WebSecurityConfigurer的实例，只需要重写 WebSecurityConfigurerAdapter 的方法，即可配置拦截什么URL、设置什么权限等安全控制。

            3、方法 configure(AuthenticationManagerBuilder auth) 和 configure(HttpSecurity http)

            Demo 中重写了 WebSecurityConfigurerAdapter 的两个方法：

            /**
                 * 通过 {@link #authenticationManager()} 方法的默认实现尝试获取一个 {@link AuthenticationManager}.
                 * 如果被复写, 应该使用{@link AuthenticationManagerBuilder} 来指定 {@link AuthenticationManager}.
                 *
                 * 例如, 可以使用以下配置在内存中进行注册公开内存的身份验证{@link UserDetailsService}:
                 *
                 * // 在内存中添加 user 和 admin 用户
                 * @Override
                 * protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) {
                 *     auth
                 *       .inMemoryAuthentication().withUser("user").password("password").roles("USER").and()
                 *         .withUser("admin").password("password").roles("USER", "ADMIN");
                 * }
                 *
                 * // 将 UserDetailsService 显示为 Bean
                 * @Bean
                 * @Override
                 * public UserDetailsService userDetailsServiceBean() throws Exception {
                 *     return super.userDetailsServiceBean();
                 * }
                 *
                 */
            protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                this.disableLocalConfigureAuthenticationBldr = true;
            }
            /**
                 * 复写这个方法来配置 {@link HttpSecurity}. 
                 * 通常，子类不能通过调用 super 来调用此方法，因为它可能会覆盖其配置。 默认配置为：
                 * 
                 * http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated().and().formLogin().and().httpBasic();
                 *
                 */
            protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                logger.debug("Using default configure(HttpSecurity). If subclassed this will potentially override subclass configure(HttpSecurity).");
                http
                    .authorizeRequests()
                    .anyRequest().authenticated()
                    .and()
                    .formLogin().and()
                    .httpBasic();
            }
            

            4、final 类 HttpSecurity

            HttpSecurity 常用方法及说明：

            方法	说明
            openidLogin()	用于基于 OpenId 的验证
            headers()	将安全标头添加到响应
            cors()	配置跨域资源共享（ CORS ）
            sessionManagement()	允许配置会话管理
            portMapper()	允许配置一个PortMapper(HttpSecurity#(getSharedObject(class)))，其他提供SecurityConfigurer的对象使用 PortMapper 从 HTTP 重定向到 HTTPS 或者从 HTTPS 重定向到 HTTP。默认情况下，Spring Security使用一个PortMapperImpl映射 HTTP 端口8080到 HTTPS 端口8443，HTTP 端口80到 HTTPS 端口443
            jee()	配置基于容器的预认证。 在这种情况下，认证由Servlet容器管理
            x509()	配置基于x509的认证
            rememberMe	允许配置“记住我”的验证
            authorizeRequests()	允许基于使用HttpServletRequest限制访问
            requestCache()	允许配置请求缓存
            exceptionHandling()	允许配置错误处理
            securityContext()	在HttpServletRequests之间的SecurityContextHolder上设置SecurityContext的管理。 当使用WebSecurityConfigurerAdapter时，这将自动应用
            servletApi()	将HttpServletRequest方法与在其上找到的值集成到SecurityContext中。 当使用WebSecurityConfigurerAdapter时，这将自动应用
            csrf()	添加 CSRF 支持，使用WebSecurityConfigurerAdapter时，默认启用
            logout()	添加退出登录支持。当使用WebSecurityConfigurerAdapter时，这将自动应用。默认情况是，访问URL”/ logout”，使HTTP Session无效来清除用户，清除已配置的任何#rememberMe()身份验证，清除SecurityContextHolder，然后重定向到”/login?success”
            anonymous()	允许配置匿名用户的表示方法。 当与WebSecurityConfigurerAdapter结合使用时，这将自动应用。 默认情况下，匿名用户将使用org.springframework.security.authentication.AnonymousAuthenticationToken表示，并包含角色 “ROLE_ANONYMOUS”
            formLogin()	指定支持基于表单的身份验证。如果未指定FormLoginConfigurer#loginPage(String)，则将生成默认登录页面
            oauth2Login()	根据外部OAuth 2.0或OpenID Connect 1.0提供程序配置身份验证
            requiresChannel()	配置通道安全。为了使该配置有用，必须提供至少一个到所需信道的映射
            httpBasic()	配置 Http Basic 验证
            addFilterAt()	在指定的Filter类的位置添加过滤器

            5、类 AuthenticationManagerBuilder

            /**
            * {@link SecurityBuilder} used to create an {@link AuthenticationManager}. Allows for
            * easily building in memory authentication, LDAP authentication, JDBC based
            * authentication, adding {@link UserDetailsService}, and adding
            * {@link AuthenticationProvider}'s.
            */
            

            意思是，AuthenticationManagerBuilder 用于创建一个 AuthenticationManager，让我能够轻松的实现内存验证、LADP验证、基于JDBC的验证、添加UserDetailsService、添加AuthenticationProvider。

            使用yaml文件定义的用户名、密码登录

            在application.yaml中定义用户名密码：

            spring:
              security:
                user:
                  name: root
                  password: root
            

            使用root/root登录，可以正常访问/hello。

            使用代码中指定的用户名、密码登录

            • 使用configure(AuthenticationManagerBuilder) 添加认证。
            • 使用configure(httpSecurity) 添加权限

              @Configuration
              public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                  @Override
                  protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                      auth
                              .inMemoryAuthentication()
                              .withUser("admin") // 添加用户admin
                              .password("{noop}admin")  // 不设置密码加密
                              .roles("ADMIN", "USER")// 添加角色为admin，user
                              .and()
                              .withUser("user") // 添加用户user
                              .password("{noop}user") 
                              .roles("USER")
                          	.and()
                          	.withUser("tmp") // 添加用户tmp
                              .password("{noop}tmp")
                          	.roles(); // 没有角色
                  }
                  @Override
                  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                      http
                              .authorizeRequests()
                              .antMatchers("/product/**").hasRole("USER") //添加/product/** 下的所有请求只能由user角色才能访问
                              .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN") //添加/admin/** 下的所有请求只能由admin角色才能访问
                              .anyRequest().authenticated() // 没有定义的请求，所有的角色都可以访问（tmp也可以）。
                              .and()
                              .formLogin().and()
                              .httpBasic();
                  }
              }
              

              添加AdminController、ProductController

              @RestController
              @RequestMapping("/admin")
              public class AdminController {
                  @RequestMapping("/hello")
                  public String hello(){
                      return "admin hello";
                  }
              }
              

              @RestController
              @RequestMapping("/product")
              public class ProductController {
                  @RequestMapping("/hello")
                  public String hello(){
                      return "product hello";
                  }
              }
              

              通过上面的设置，访问http://localhost:8080/admin/hello只能由admin访问，http://localhost:8080/product/hello admin和user都可以访问，http://localhost:8080/hello 所有用户（包括tmp）都可以访问。

              使用数据库的用户名、密码登录

              添加依赖

              
                  org.springframework.boot
                  spring-boot-starter-data-jpa
              
              
                  mysql
                  mysql-connector-java
              
              

              添加数据库配置

              spring:
                datasource:
                  url: jdbc:mysql://localhost:3306/demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=Asia/Shanghai
                  username: root
                  password: root
                  driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
              

              配置spring-security认证和授权

              @Configuration
              public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                  @Autowired
                  private UserDetailsService userDetailsService;
                  @Override
                  protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                      auth.userDetailsService(userDetailsService)// 设置自定义的userDetailsService
                              .passwordEncoder(passwordEncoder());
                  }
                  @Override
                  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                      http
                              .authorizeRequests()
                              .antMatchers("/product/**").hasRole("USER")
                              .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                              .anyRequest().authenticated() //
                              .and()
                              .formLogin()
                              .and()
                              .httpBasic()
                              .and().logout().logoutUrl("/logout");
                  }
                  @Bean
                  public PasswordEncoder passwordEncoder() {
                      return NoOpPasswordEncoder.getInstance();// 使用不使用加密算法保持密码
              //        return new BCryptPasswordEncoder();
                  }
              }
              

              如果需要使用BCryptPasswordEncoder，可以先在测试环境中加密后放到数据库中：

              @Test
              void encode() {
                  BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder = new BCryptPasswordEncoder();
                  String password = bCryptPasswordEncoder.encode("user");
                  String password2 = bCryptPasswordEncoder.encode("admin");
                  System.out.println(password);
                  System.out.println(password2);
              }
              

              配置自定义UserDetailsService来进行验证

              @Component("userDetailsService")
              public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {
                 @Autowired
                 UserRepository userRepository;
                 @Override
                 public UserDetails loadUserByUsername(String login) throws UsernameNotFoundException {
                       // 1. 查询用户
                    User userFromDatabase = userRepository.findOneByLogin(login);
                    if (userFromDatabase == null) {
                       //log.warn("User: {} not found", login);
                     throw new UsernameNotFoundException("User " + login + " was not found in db");
                          //这里找不到必须抛异常
                    }
                     // 2. 设置角色
                    Collection grantedAuthorities = new ArrayList<>();
                    GrantedAuthority grantedAuthority = new SimpleGrantedAuthority(userFromDatabase.getRole());
                    grantedAuthorities.add(grantedAuthority);
                    return new org.springframework.security.core.userdetails.User(login,
                          userFromDatabase.getPassword(), grantedAuthorities);
                 }
              }
              

              配置JPA中的UserRepository

              @Repository
              public interface UserRepository extends JpaRepository {
                  User findOneByLogin(String login);
              }
              

              添加数据库数据

              

              CREATE TABLE `user` (
                `id` int(28) NOT NULL,
                `login` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL,
                `password` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL,
                `role` varchar(255) COLLATE utf8mb4_general_ci DEFAULT NULL,
                PRIMARY KEY (`id`)
              ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_general_ci;
              INSERT INTO `demo`.`user`(`id`, `login`, `password`, `role`) VALUES (1, 'user', 'user', 'ROLE_USER');
              INSERT INTO `demo`.`user`(`id`, `login`, `password`, `role`) VALUES (2, 'admin', 'admin', 'ROLE_ADMIN');
              

              默认角色前缀必须是ROLE_，因为spring-security会在授权的时候自动使用match中的角色加上ROLE_后进行比较。

              四：获取登录信息

              @RequestMapping("/info")
              public String info(){
                  String userDetails = null;
                  Object principal = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();
                  if(principal instanceof UserDetails) {
                      userDetails = ((UserDetails)principal).getUsername();
                  }else {
                      userDetails = principal.toString();
                  }
                  return userDetails;
              }
              

              使用SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();获取当前的登录信息。

              五： Spring Security 核心组件

              SecurityContext

              SecurityContext是安全的上下文，所有的数据都是保存到SecurityContext中。

              可以通过SecurityContext获取的对象有：

              • Authentication

                SecurityContextHolder

                SecurityContextHolder用来获取SecurityContext中保存的数据的工具。通过使用静态方法获取SecurityContext的相对应的数据。

                SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
                

                Authentication

                Authentication表示当前的认证情况，可以获取的对象有：

                UserDetails：获取用户信息，是否锁定等额外信息。

                Credentials：获取密码。

                isAuthenticated：获取是否已经认证过。

                Principal：获取用户，如果没有认证，那么就是用户名，如果认证了，返回UserDetails。

                UserDetails

                public interface UserDetails extends Serializable {
                	Collection getAuthorities();
                	String getPassword();
                	String getUsername();
                	boolean isAccountNonExpired();
                	boolean isAccountNonLocked();
                	boolean isCredentialsNonExpired();
                	boolean isEnabled();
                }
                

                UserDetailsService

                UserDetailsService可以通过loadUserByUsername获取UserDetails对象。该接口供spring security进行用户验证。

                通常使用自定义一个CustomUserDetailsService来实现UserDetailsService接口，通过自定义查询UserDetails。

                AuthenticationManager

                AuthenticationManager用来进行验证，如果验证失败会抛出相对应的异常。

                PasswordEncoder

                密码加密器。通常是自定义指定。

                BCryptPasswordEncoder：哈希算法加密

                NoOpPasswordEncoder：不使用加密

                六：spring security session 无状态支持权限控制(前后分离)

                spring security会在默认的情况下将认证信息放到HttpSession中。

                但是对于我们的前后端分离的情况，如app，小程序，web前后分离等，httpSession就没有用武之地了。这时我们可以通过configure(httpSecurity)设置spring security是否使用httpSession。

                @Configuration
                public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                    // code...
                    @Override
                    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                        http
                                .sessionManagement()
                            	//设置无状态，所有的值如下所示。
                                .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                                // code...
                    }
                    // code...
                }
                

                共有四种值，其中默认的是ifRequired。

                • always – a session will always be created if one doesn’t already exist，没有session就创建。
                • ifRequired – a session will be created only if required (default)，如果需要就创建（默认）。
                • never – the framework will never create a session itself but it will use one if it already exists
                • stateless – no session will be created or used by Spring Security 不创建不使用session

                  由于前后端不通过保存session和cookie来进行判断，所以为了保证spring security能够记录登录状态，所以需要传递一个值，让这个值能够自我验证来源，同时能够得到数据信息。选型我们选择JWT。对于java客户端我们选择使用jjwt。

                  添加依赖

                  
                      io.jsonwebtoken
                      jjwt-api
                      0.11.2
                  
                  
                      io.jsonwebtoken
                      jjwt-impl
                      0.11.2
                      runtime
                  
                  
                      io.jsonwebtoken
                      jjwt-jackson 
                      0.11.2
                      runtime
                  
                  

                  创建工具类JWTProvider

                  JWTProvider需要至少提供两个方法，一个用来创建我们的token，另一个根据token获取Authentication。

                  provider需要保证Key密钥是唯一的，使用init()构建，否则会抛出异常。

                  @Component
                  @Slf4j
                  public class JWTProvider {
                      private Key key;	// 私钥
                      private long tokenValidityInMilliseconds; // 有效时间
                      private long tokenValidityInMillisecondsForRememberMe; // 记住我有效时间
                      @Autowired
                      private JJWTProperties jjwtProperties; // jwt配置参数
                      @Autowired
                      private UserRepository userRepository; 
                      @PostConstruct
                      public void init() {
                          byte[] keyBytes;
                          String secret = jjwtProperties.getSecret();
                          if (StringUtils.hasText(secret)) {
                              log.warn("Warning: the JWT key used is not Base64-encoded. " +
                                      "We recommend using the `jhipster.security.authentication.jwt.base64-secret` key for optimum security.");
                              keyBytes = secret.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                          } else {
                              log.debug("Using a Base64-encoded JWT secret key");
                              keyBytes = Decoders.BASE64.decode(jjwtProperties.getBase64Secret());
                          }
                          this.key = Keys.hmacShaKeyFor(keyBytes); // 使用mac-sha算法的密钥
                          this.tokenValidityInMilliseconds =
                                  1000 * jjwtProperties.getTokenValidityInSeconds();
                          this.tokenValidityInMillisecondsForRememberMe =
                                  1000 * jjwtProperties.getTokenValidityInSecondsForRememberMe();
                      }
                      public String createToken(Authentication authentication, boolean rememberMe) {
                          long now = (new Date()).getTime();
                          Date validity;
                          if (rememberMe) {
                              validity = new Date(now + this.tokenValidityInMillisecondsForRememberMe);
                          } else {
                              validity = new Date(now + this.tokenValidityInMilliseconds);
                          }
                          User user = userRepository.findOneByLogin(authentication.getName());
                          Map map = new HashMap<>();
                          map.put("sub",authentication.getName());
                          map.put("user",user);
                          return Jwts.builder()
                                  .setClaims(map) // 添加body
                                  .signWith(key, SignatureAlgorithm.HS512) // 指定摘要算法
                                  .setExpiration(validity) // 设置有效时间
                                  .compact();
                      }
                      public Authentication getAuthentication(String token) {
                          Claims claims = Jwts.parserBuilder()
                                  .setSigningKey(key)
                                  .build()
                                  .parseClaimsJws(token).getBody(); // 根据token获取body
                          User principal;
                          Collection authorities;
                          principal = userRepository.findOneByLogin(claims.getSubject());
                          authorities = principal.getAuthorities();
                          return new UsernamePasswordAuthenticationToken(principal, token, authorities);
                      }
                  }
                  

                  注意这里我们创建的User需要实现UserDetails对象，这样我们可以根据principal.getAuthorities()获取到权限，如果不实现UserDetails，那么需要自定义authorities并添加到UsernamePasswordAuthenticationToken中。

                  @Data
                  @Entity
                  @Table(name="user")
                  public class User implements UserDetails {
                      @Id
                      @Column
                      private Long id;
                      @Column
                      private String login;
                      @Column
                      private String password;
                      @Column
                      private String role;
                      @Override
                      // 获取权限，这里就用简单的方法
                      // 在spring security中，Authorities既可以是ROLE也可以是Authorities
                      public Collection getAuthorities() {
                          return Collections.singleton(new SimpleGrantedAuthority(role));
                      }
                      @Override
                      public String getUsername() {
                          return login;
                      }
                      @Override
                      public boolean isAccountNonExpired() {
                          return true;
                      }
                      @Override
                      public boolean isAccountNonLocked() {
                          return false;
                      }
                      @Override
                      public boolean isCredentialsNonExpired() {
                          return true;
                      }
                      @Override
                      public boolean isEnabled() {
                          return true;
                      }
                  }
                  

                  创建登录成功，登出成功处理器

                  登录成功后向前台发送jwt。

                  认证成功，返回jwt：

                  public class MyAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler{
                      void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException{
                          PrintWriter writer = response.getWriter();
                          writer.println(jwtProvider.createToken(authentication, true));
                      }
                  }
                  

                  登出成功：

                  public class MyLogoutSuccessHandler implements LogoutSuccessHandler {
                      void onLogoutSuccess(HttpServletRequest var1, HttpServletResponse var2, Authentication var3) throws IOException, ServletException{
                          PrintWriter writer = response.getWriter();
                          writer.println("logout success");
                          writer.flush();
                      }
                  }
                  

                  设置登录、登出、取消csrf防护

                  登出无法对token进行失效操作，可以使用数据库保存token，然后在登出时删除该token。

                  @Configuration
                  public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                      // code...
                      @Override
                      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                         http
                             // code...
                             // 添加登录处理器
                             .formLogin().loginProcessingUrl("/login").successHandler((request, response, authentication) -> {
                             PrintWriter writer = response.getWriter();
                             writer.println(jwtProvider.createToken(authentication, true));
                         })
                             // 取消csrf防护
                             .and().csrf().disable() 
                             // code...
                             // 添加登出处理器
                             .and().logout().logoutUrl("/logout").logoutSuccessHandler((HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) -> {
                             PrintWriter writer = response.getWriter();
                             writer.println("logout success");
                             writer.flush();
                         })
                          	// code...
                      }
                      // code...
                  }
                  

                  使用JWT集成spring-security

                  添加Filter供spring-security解析token，并向securityContext中添加我们的用户信息。

                  在UsernamePasswordAuthenticationFilter.class之前我们需要执行根据token添加authentication。关键方法是从jwt中获取authentication，然后添加到securityContext中。

                  在SecurityConfiguration中需要设置Filter添加的位置。

                  创建自定义Filter，用于jwt获取authentication：

                  @Slf4j
                  public class JWTFilter extends GenericFilterBean {
                      private final static String HEADER_AUTH_NAME = "auth";
                      private JWTProvider jwtProvider;
                      public JWTFilter(JWTProvider jwtProvider) {
                          this.jwtProvider = jwtProvider;
                      }
                      @Override
                      public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
                          try {
                              HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) servletRequest;
                              String authToken = httpServletRequest.getHeader(HEADER_AUTH_NAME);
                              if (StringUtils.hasText(authToken)) {
                                  // 从自定义tokenProvider中解析用户
                                  Authentication authentication = this.jwtProvider.getAuthentication(authToken);
                                  SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
                              }
                              // 调用后续的Filter,如果上面的代码逻辑未能复原“session”，SecurityContext中没有想过信息，后面的流程会检测出"需要登录"
                              filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
                          } catch (Exception ex) {
                              throw new RuntimeException(ex);
                          }
                      }
                  }
                  

                  向HttpSecurity添加Filter和设置Filter位置：

                  public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                      // code...
                      @Override
                      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                          http
                                  .sessionManagement()
                              	//设置添加Filter和位置
                                  .and().addFilterBefore(new JWTFilter(jwtProvider), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
                                  // code...
                      }
                      // code...
                  }
                  

                  MySecurityConfiguration代码

                  @Configuration
                  @EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
                  public class MySecurityConfiguration extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                      @Autowired
                      private UserDetailsService userDetailsService;
                      @Autowired
                      private JWTProvider jwtProvider;
                      @Override
                      protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                          auth.userDetailsService(userDetailsService)// 设置自定义的userDetailsService
                                  .passwordEncoder(passwordEncoder());
                      }
                      @Override
                      protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                          http
                                  .sessionManagement()
                                  .sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)//设置无状态
                                  .and()
                                  .authorizeRequests() // 配置请求权限
                                  .antMatchers("/product/**").hasRole("USER") // 需要角色
                                  .antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN")
                                  .anyRequest().authenticated() // 所有的请求都需要登录
                                  .and()
                              	// 配置登录url，和登录成功处理器
                                  .formLogin().loginProcessingUrl("/login").successHandler((request, response, authentication) -> {
                                      PrintWriter writer = response.getWriter();
                                      writer.println(jwtProvider.createToken(authentication, true));
                                  })
                              	// 取消csrf防护
                                  .and().csrf().disable() 
                                  .httpBasic()
                              	// 配置登出url，和登出成功处理器
                  				.and().logout().logoutUrl("/logout")
                              	.logoutSuccessHandler((HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) -> {
                                      PrintWriter writer = response.getWriter();
                                      writer.println("logout success");
                                      writer.flush();
                                  })
                              	// 在UsernamePasswordAuthenticationFilter之前执行我们添加的JWTFilter
                                  .and().addFilterBefore(new JWTFilter(jwtProvider), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
                      }
                      @Bean
                      public PasswordEncoder passwordEncoder() {
                          return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
                      }
                      @Override
                      public void configure(WebSecurity web) {
                          // 添加不做权限的URL
                          web.ignoring()
                                  .antMatchers("/swagger-resources/**")
                                  .antMatchers("/swagger-ui.html")
                                  .antMatchers("/webjars/**")
                                  .antMatchers("/v2/**")
                                  .antMatchers("/h2-console/**");
                      }
                  }
                  

                  使用注解对方法进行权限管理

                  需要在MySecurityConfiguration上添加@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)注解，prePostEnabled默认为false，需要设置为true后才能全局的注解权限控制。

                  prePostEnabled设置为true后，可以使用四个注解：

                  添加实体类School：

                  @Data
                  public class School implements Serializable {
                      private Long id;
                      private String name;
                      private String address;
                  }
                  

                  • @PreAuthorize

                    在访问之前就进行权限判断

                    @RestController
                    public class AnnoController {
                        @Autowired
                        private JWTProvider jwtProvider;
                        @RequestMapping("/annotation")
                    //    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
                        @PreAuthorize("hasAuthority('ROLE_ADMIN')")
                        public String info(){
                            return "拥有admin权限";
                        }
                    }
                    

                    hasRole和hasAuthority都会对UserDetails中的getAuthorities进行判断区别是hasRole会对字段加上ROLE_后再进行判断，上例中使用了hasRole('ADMIN')，那么就会使用ROLE_ADMIN进行判断，如果是hasAuthority('ADMIN')，那么就使用ADMIN进行判断。

                    • @PostAuthorize

                      在请求之后进行判断，如果返回值不满足条件，会抛出异常，但是方法本身是已经执行过了的。

                      @RequestMapping("/postAuthorize")
                      @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
                      @PostAuthorize("returnObject.id%2==0")
                      public School postAuthorize(Long id) {
                          School school = new School();
                          school.setId(id);
                          return school;
                      }
                      

                      returnObject是内置对象，引用的是方法的返回值。

                      如果returnObject.id%2==0为 true，那么返回方法值。如果为false，会返回403 Forbidden。

                      • @PreFilter

                        在方法执行之前，用于过滤集合中的值。

                        @RequestMapping("/preFilter")
                        @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
                        @PreFilter("filterObject%2==0")
                        public List preFilter(@RequestParam("ids") List ids) {
                            return ids;
                        }
                        

                        filterObject是内置对象，引用的是集合中的泛型类，如果有多个集合，需要指定filterTarget。

                        @PreFilter(filterTarget="ids", value="filterObject%2==0")
                        public List preFilter(@RequestParam("ids") List ids,@RequestParam("ids") List users,) {
                            return ids;
                        }
                        

                        filterObject%2==0会对集合中的值会进行过滤，为true的值会保留。

                        第一个例子返回的值在执行前过滤返回2，4。

                        

                        • @PostFilter

                          会对返回的集合进行过滤。

                          @RequestMapping("/postFilter")
                          @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
                          @PostFilter("filterObject.id%2==0")
                          public List postFilter() {
                              List schools = new ArrayList();
                              School school;
                              for (int i = 0; i < 10; i++) {
                                  school = new School();
                                  school.setId((long)i);
                                  schools.add(school);
                              }
                              return schools;
                          }
                          

                          上面的方法返回结果为：id为0，2，4，6，8的School对象。

                          七、原理讲解

                          1、校验流程图

                          

                          2、源码分析

                          • AbstractAuthenticationProcessingFilter 抽象类

                            public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain)
                                throws IOException, ServletException {
                                HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
                                HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
                                if (!requiresAuthentication(request, response)) {
                                    chain.doFilter(request, response);
                                    return;
                                }
                                if (logger.isDebugEnabled()) {
                                    logger.debug("Request is to process authentication");
                                }
                                Authentication authResult;
                                try {
                                    authResult = attemptAuthentication(request, response);
                                    if (authResult == null) {
                                        // return immediately as subclass has indicated that it hasn't completed
                                        // authentication
                                        return;
                                    }
                                    sessionStrategy.onAuthentication(authResult, request, response);
                                }
                                catch (InternalAuthenticationServiceException failed) {
                                    logger.error(
                                        "An internal error occurred while trying to authenticate the user.",
                                        failed);
                                    unsuccessfulAuthentication(request, response, failed);
                                    return;
                                }
                                catch (AuthenticationException failed) {
                                    // Authentication failed
                                    unsuccessfulAuthentication(request, response, failed);
                                    return;
                                }
                                // Authentication success
                                if (continueChainBeforeSuccessfulAuthentication) {
                                    chain.doFilter(request, response);
                                }
                                successfulAuthentication(request, response, chain, authResult);
                            }
                            

                            调用 requiresAuthentication(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 决定是否需要进行验证操作。如果需要验证，则会调用 attemptAuthentication(HttpServletRequest, HttpServletResponse) 方法，有三种结果：

                            1. 返回一个 Authentication 对象。配置的 SessionAuthenticationStrategy` 将被调用，然后 然后调用 successfulAuthentication(HttpServletRequest，HttpServletResponse，FilterChain，Authentication) 方法。
                            2. 验证时发生 AuthenticationException。unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest, HttpServletResponse, AuthenticationException) 方法将被调用。
                            3. 返回Null，表示身份验证不完整。假设子类做了一些必要的工作（如重定向）来继续处理验证，方法将立即返回。假设后一个请求将被这种方法接收，其中返回的Authentication对象不为空。
                            • UsernamePasswordAuthenticationFilter（AbstractAuthenticationProcessingFilter的子类）

                              public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request,
                                          HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
                                      if (postOnly && !request.getMethod().equals("POST")) {
                                          throw new AuthenticationServiceException(
                                                  "Authentication method not supported: " + request.getMethod());
                                      }
                                      String username = obtainUsername(request);
                                      String password = obtainPassword(request);
                                      if (username == null) {
                                          username = "";
                                      }
                                      if (password == null) {
                                          password = "";
                                      }
                                      username = username.trim();
                                      UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                                              username, password);
                                      // Allow subclasses to set the "details" property
                                      setDetails(request, authRequest);
                                      return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
                                  }
                              

                              attemptAuthentication () 方法将 request 中的 username 和 password 生成 UsernamePasswordAuthenticationToken 对象，用于 AuthenticationManager 的验证（即 this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest) ）。默认情况下注入 Spring 容器的 AuthenticationManager 是 ProviderManager。

                              • ProviderManager（AuthenticationManager的实现类）

                                public Authentication authenticate(Authentication authentication)
                                    throws AuthenticationException {
                                    Class toTest = authentication.getClass();
                                    AuthenticationException lastException = null;
                                    Authentication result = null;
                                    boolean debug = logger.isDebugEnabled();
                                    for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) {
                                        if (!provider.supports(toTest)) {
                                            continue;
                                        }
                                        if (debug) {
                                            logger.debug("Authentication attempt using "
                                                         + provider.getClass().getName());
                                        }
                                        try {
                                            result = provider.authenticate(authentication);
                                            if (result != null) {
                                                copyDetails(authentication, result);
                                                break;
                                            }
                                        }
                                        catch (AccountStatusException e) {
                                            prepareException(e, authentication);
                                            // SEC-546: Avoid polling additional providers if auth failure is due to
                                            // invalid account status
                                            throw e;
                                        }
                                        catch (InternalAuthenticationServiceException e) {
                                            prepareException(e, authentication);
                                            throw e;
                                        }
                                        catch (AuthenticationException e) {
                                            lastException = e;
                                        }
                                    }
                                    if (result == null && parent != null) {
                                        // Allow the parent to try.
                                        try {
                                            result = parent.authenticate(authentication);
                                        }
                                        catch (ProviderNotFoundException e) {
                                            // ignore as we will throw below if no other exception occurred prior to
                                            // calling parent and the parent
                                            // may throw ProviderNotFound even though a provider in the child already
                                            // handled the request
                                        }
                                        catch (AuthenticationException e) {
                                            lastException = e;
                                        }
                                    }
                                    if (result != null) {
                                        if (eraseCredentialsAfterAuthentication
                                            && (result instanceof CredentialsContainer)) {
                                            // Authentication is complete. Remove credentials and other secret data
                                            // from authentication
                                            ((CredentialsContainer) result).eraseCredentials();
                                        }
                                        eventPublisher.publishAuthenticationSuccess(result);
                                        return result;
                                    }
                                    // Parent was null, or didn't authenticate (or throw an exception).
                                    if (lastException == null) {
                                        lastException = new ProviderNotFoundException(messages.getMessage(
                                            "ProviderManager.providerNotFound",
                                            new Object[] { toTest.getName() },
                                            "No AuthenticationProvider found for {0}"));
                                    }
                                    prepareException(lastException, authentication);
                                    throw lastException;
                                }
                                

                                尝试验证 Authentication 对象。AuthenticationProvider 列表将被连续尝试，直到 AuthenticationProvider 表示它能够认证传递的过来的Authentication 对象。然后将使用该 AuthenticationProvider 尝试身份验证。如果有多个 AuthenticationProvider 支持验证传递过来的Authentication 对象，那么由第一个来确定结果，覆盖早期支持AuthenticationProviders 所引发的任何可能的AuthenticationException。 成功验证后，将不会尝试后续的AuthenticationProvider。如果最后所有的 AuthenticationProviders 都没有成功验证 Authentication 对象，将抛出 AuthenticationException。从代码中不难看出，由 provider 来验证 authentication， 核心点方法是：

                                Authentication result = provider.authenticate(authentication);
                                

                                此处的 provider 是 AbstractUserDetailsAuthenticationProvider，AbstractUserDetailsAuthenticationProvider 是AuthenticationProvider的实现，看看它的 authenticate(authentication) 方法：

                                // 验证 authentication
                                public Authentication authenticate(Authentication authentication)
                                    throws AuthenticationException {
                                    Assert.isInstanceOf(UsernamePasswordAuthenticationToken.class, authentication,
                                                        messages.getMessage(
                                                            "AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.onlySupports",
                                                            "Only UsernamePasswordAuthenticationToken is supported"));
                                    // Determine username
                                    String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED"
                                        : authentication.getName();
                                    boolean cacheWasUsed = true;
                                    UserDetails user = this.userCache.getUserFromCache(username);
                                    if (user == null) {
                                        cacheWasUsed = false;
                                        try {
                                            user = retrieveUser(username,
                                                                (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
                                        }
                                        catch (UsernameNotFoundException notFound) {
                                            logger.debug("User '" + username + "' not found");
                                            if (hideUserNotFoundExceptions) {
                                                throw new BadCredentialsException(messages.getMessage(
                                                    "AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.badCredentials",
                                                    "Bad credentials"));
                                            }
                                            else {
                                                throw notFound;
                                            }
                                        }
                                        Assert.notNull(user,
                                                       "retrieveUser returned null - a violation of the interface contract");
                                    }
                                    try {
                                        preAuthenticationChecks.check(user);
                                        additionalAuthenticationChecks(user,
                                                                       (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
                                    }
                                    catch (AuthenticationException exception) {
                                        if (cacheWasUsed) {
                                            // There was a problem, so try again after checking
                                            // we're using latest data (i.e. not from the cache)
                                            cacheWasUsed = false;
                                            user = retrieveUser(username,
                                                                (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
                                            preAuthenticationChecks.check(user);
                                            additionalAuthenticationChecks(user,
                                                                           (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
                                        }
                                        else {
                                            throw exception;
                                        }
                                    }
                                    postAuthenticationChecks.check(user);
                                    if (!cacheWasUsed) {
                                        this.userCache.putUserInCache(user);
                                    }
                                    Object principalToReturn = user;
                                    if (forcePrincipalAsString) {
                                        principalToReturn = user.getUsername();
                                    }
                                    return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user);
                                }
                                

                                AbstractUserDetailsAuthenticationProvider 内置了缓存机制，从缓存中获取不到的 UserDetails 信息的话，就调用如下方法获取用户信息，然后和 用户传来的信息进行对比来判断是否验证成功。

                                // 获取用户信息
                                UserDetails user = retrieveUser(username,
                                 (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
                                

                                retrieveUser() 方法在 DaoAuthenticationProvider 中实现，DaoAuthenticationProvider 是 AbstractUserDetailsAuthenticationProvider的子类。具体实现如下：

                                protected final UserDetails retrieveUser(String username,
                                                                         UsernamePasswordAuthenticationToken authentication)
                                    throws AuthenticationException {
                                    UserDetails loadedUser;
                                    try {
                                        loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
                                    }
                                    catch (UsernameNotFoundException notFound) {
                                        if (authentication.getCredentials() != null) {
                                            String presentedPassword = authentication.getCredentials().toString();
                                            passwordEncoder.isPasswordValid(userNotFoundEncodedPassword,
                                                                            presentedPassword, null);
                                        }
                                        throw notFound;
                                    }
                                    catch (Exception repositoryProblem) {
                                        throw new InternalAuthenticationServiceException(
                                            repositoryProblem.getMessage(), repositoryProblem);
                                    }
                                    if (loadedUser == null) {
                                        throw new InternalAuthenticationServiceException(
                                            "UserDetailsService returned null, which is an interface contract violation");
                                    }
                                    return loadedUser;
                                }
                                

                                可以看到此处的返回对象 userDetails 是由 UserDetailsService 的 #loadUserByUsername(username) 来获取的。

                                八、玩转自定义登录

                                1. form 登录的流程

                                下面是 form 登录的基本流程：

                                

                                只要是 form 登录基本都能转化为上面的流程。接下来我们看看 Spring Security 是如何处理的。

                                3. Spring Security 中的登录

                                默认它提供了三种登录方式：

                                • formLogin() 普通表单登录
                                • oauth2Login() 基于 OAuth2.0 认证/授权协议
                                • openidLogin() 基于 OpenID 身份认证规范

                                  以上三种方式统统是 AbstractAuthenticationFilterConfigurer 实现的，

                                  4. HttpSecurity 中的 form 表单登录

                                  启用表单登录通过两种方式一种是通过 HttpSecurity 的 apply(C configurer) 方法自己构造一个 AbstractAuthenticationFilterConfigurer 的实现，这种是比较高级的玩法。 另一种是我们常见的使用 HttpSecurity 的 formLogin() 方法来自定义 FormLoginConfigurer 。我们先搞一下比较常规的第二种。

                                  4.1 FormLoginConfigurer

                                  该类是 form 表单登录的配置类。它提供了一些我们常用的配置方法：

                                  • loginPage(String loginPage) : 登录 页面而并不是接口，对于前后分离模式需要我们进行改造 默认为 /login。
                                  • loginProcessingUrl(String loginProcessingUrl) 实际表单向后台提交用户信息的 Action，再由过滤器UsernamePasswordAuthenticationFilter 拦截处理，该 Action 其实不会处理任何逻辑。
                                  • usernameParameter(String usernameParameter) 用来自定义用户参数名，默认 username 。
                                  • passwordParameter(String passwordParameter) 用来自定义用户密码名，默认 password
                                  • failureUrl(String authenticationFailureUrl) 登录失败后会重定向到此路径， 一般前后分离不会使用它。
                                  • failureForwardUrl(String forwardUrl) 登录失败会转发到此， 一般前后分离用到它。 可定义一个 Controller （控制器）来处理返回值,但是要注意 RequestMethod。
                                  • defaultSuccessUrl(String defaultSuccessUrl, boolean alwaysUse) 默认登陆成功后跳转到此 ，如果 alwaysUse 为 true 只要进行认证流程而且成功，会一直跳转到此。一般推荐默认值 false
                                  • successForwardUrl(String forwardUrl) 效果等同于上面 defaultSuccessUrl 的 alwaysUse 为 true 但是要注意 RequestMethod。
                                  • successHandler(AuthenticationSuccessHandler successHandler) 自定义认证成功处理器，可替代上面所有的 success 方式
                                  • failureHandler(AuthenticationFailureHandler authenticationFailureHandler) 自定义失败成功处理器，可替代上面所有的 failure 方式
                                  • permitAll(boolean permitAll) form 表单登录是否放开

                                    知道了这些我们就能来搞个定制化的登录了。

                                    5. Spring Security 聚合登录 实战

                                    接下来是我们最激动人心的实战登录操作。 有疑问的可认真阅读 Spring 实战 的一系列预热文章。

                                    5.1 简单需求

                                    我们的接口访问都要通过认证，登陆错误后返回错误信息（json），成功后前台可以获取到对应数据库用户信息（json）（实战中记得脱敏）。

                                    我们定义处理成功失败的控制器：

                                    @RestController
                                    @RequestMapping("/login")
                                    public class LoginController {
                                        @Resource
                                        private SysUserService sysUserService;
                                        /**
                                          * 登录失败返回 401 以及提示信息.
                                          *
                                          * @return the rest
                                          */
                                        @PostMapping("/failure")
                                        public Rest loginFailure() {
                                            return RestBody.failure(HttpStatus.UNAUTHORIZED.value(), "登录失败了，老哥");
                                        }
                                        /**
                                          * 登录成功后拿到个人信息.
                                          *
                                          * @return the rest
                                          */
                                        @PostMapping("/success")
                                        public Rest loginSuccess() {
                                            // 登录成功后用户的认证信息 UserDetails会存在 安全上下文寄存器 SecurityContextHolder 中
                                            User principal = (User) SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();
                                            String username = principal.getUsername();
                                            SysUser sysUser = sysUserService.queryByUsername(username);
                                            // 脱敏
                                            sysUser.setEncodePassword("[PROTECT]");
                                            return RestBody.okData(sysUser,"登录成功");
                                        }
                                    }
                                    

                                    然后 我们自定义配置覆写 void configure(HttpSecurity http) 方法进行如下配置（这里需要禁用crsf）：

                                    @Configuration
                                    @ConditionalOnClass(WebSecurityConfigurerAdapter.class)
                                    @ConditionalOnWebApplication(type = ConditionalOnWebApplication.Type.SERVLET)
                                    public class CustomSpringBootWebSecurityConfiguration {
                                        @Configuration
                                        @Order(SecurityProperties.BASIC_AUTH_ORDER)
                                        static class DefaultConfigurerAdapter extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                                            @Override
                                            protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
                                                super.configure(auth);
                                            }
                                            @Override
                                            public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
                                                super.configure(web);
                                            }
                                            @Override
                                            protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                                                http.csrf().disable()
                                                    .cors()
                                                    .and()
                                                    .authorizeRequests().anyRequest().authenticated()
                                                    .and()
                                                    .formLogin()
                                                    .loginProcessingUrl("/process")
                                                    .successForwardUrl("/login/success").
                                                    failureForwardUrl("/login/failure");
                                            }
                                        }
                                    }
                                    

                                    使用 Postman 或者其它工具进行 Post 方式的表单提交 http://localhost:8080/process?username=Felordcn&password=12345 会返回用户信息：

                                    {
                                        "httpStatus": 200,
                                        "data": {
                                            "userId": 1,
                                            "username": "Felordcn",
                                            "encodePassword": "[PROTECT]",
                                            "age": 18
                                        },
                                        "msg": "登录成功",
                                        "identifier": ""
                                    }
                                    

                                    把密码修改为其它值再次请求认证失败后 ：

                                    {
                                        "httpStatus": 401,
                                        "data": null,
                                        "msg": "登录失败了，老哥",
                                        "identifier": "-9999"
                                    }
                                    

                                    6. 多种登录方式的简单实现

                                    就这么完了了么？现在登录的花样繁多。常规的就有短信、邮箱、扫码 ，第三方是以后我要讲的不在今天范围之内。 如何应对想法多的产品经理？ 我们来搞一个可扩展各种姿势的登录方式。我们在上面 2. form 登录的流程 中的 用户 和 判定 之间增加一个适配器来适配即可。 我们知道这个所谓的 判定就是 UsernamePasswordAuthenticationFilter 。

                                    我们只需要保证 uri 为上面配置的/process 并且能够通过 getParameter(String name) 获取用户名和密码即可 。

                                    我突然觉得可以模仿 DelegatingPasswordEncoder 的搞法， 维护一个注册表执行不同的处理策略。当然我们要实现一个 GenericFilterBean 在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前执行。同时制定登录的策略。

                                    6.1 登录方式定义

                                    定义登录方式枚举 ``。

                                    public enum LoginTypeEnum {
                                        /**
                                           * 原始登录方式.
                                           */
                                        FORM,
                                        /**
                                           * Json 提交.
                                           */
                                        JSON,
                                        /**
                                           * 验证码.
                                           */
                                        CAPTCHA
                                    }
                                    

                                    6.2 定义前置处理器接口

                                    定义前置处理器接口用来处理接收的各种特色的登录参数 并处理具体的逻辑。这个借口其实有点随意 ，重要的是你要学会思路。我实现了一个 默认的 form' 表单登录 和 通过RequestBody放入json` 的两种方式，篇幅限制这里就不展示了。具体的 DEMO 参见底部。

                                    public interface LoginPostProcessor {
                                        /**
                                            * 获取 登录类型
                                            *
                                            * @return the type
                                            */
                                        LoginTypeEnum getLoginTypeEnum();
                                        /**
                                            * 获取用户名
                                            *
                                            * @param request the request
                                            * @return the string
                                            */
                                        String obtainUsername(ServletRequest request);
                                        /**
                                            * 获取密码
                                            *
                                            * @param request the request
                                            * @return the string
                                            */
                                        String obtainPassword(ServletRequest request);
                                    }
                                    

                                    6.3 实现登录前置处理过滤器

                                    该过滤器维护了 LoginPostProcessor 映射表。 通过前端来判定登录方式进行策略上的预处理，最终还是会交给 UsernamePasswordAuthenticationFilter 。通过 HttpSecurity 的 addFilterBefore(preLoginFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)方法进行前置。

                                    package cn.felord.spring.security.filter;
                                    import cn.felord.spring.security.enumation.LoginTypeEnum;
                                    import org.springframework.security.web.util.matcher.AntPathRequestMatcher;
                                    import org.springframework.security.web.util.matcher.RequestMatcher;
                                    import org.springframework.util.Assert;
                                    import org.springframework.util.CollectionUtils;
                                    import org.springframework.web.filter.GenericFilterBean;
                                    import javax.servlet.FilterChain;
                                    import javax.servlet.ServletException;
                                    import javax.servlet.ServletRequest;
                                    import javax.servlet.ServletResponse;
                                    import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
                                    import java.io.IOException;
                                    import java.util.Collection;
                                    import java.util.HashMap;
                                    import java.util.Map;
                                    import static org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter.SPRING_SECURITY_FORM_PASSWORD_KEY;
                                    import static org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter.SPRING_SECURITY_FORM_USERNAME_KEY;
                                    /**
                                      * 预登录控制器
                                      *
                                      * @author Felordcn
                                      * @since 16 :21 2019/10/17
                                      */
                                    public class PreLoginFilter extends GenericFilterBean {
                                        private static final String LOGIN_TYPE_KEY = "login_type";
                                        private RequestMatcher requiresAuthenticationRequestMatcher;
                                        private Map processors = new HashMap<>();
                                        public PreLoginFilter(String loginProcessingUrl, Collection loginPostProcessors) {
                                            Assert.notNull(loginProcessingUrl, "loginProcessingUrl must not be null");
                                            requiresAuthenticationRequestMatcher = new AntPathRequestMatcher(loginProcessingUrl, "POST");
                                            LoginPostProcessor loginPostProcessor = defaultLoginPostProcessor();
                                            processors.put(loginPostProcessor.getLoginTypeEnum(), loginPostProcessor);
                                            if (!CollectionUtils.isEmpty(loginPostProcessors)) {
                                                loginPostProcessors.forEach(element -> processors.put(element.getLoginTypeEnum(), element));
                                            }
                                        }
                                        private LoginTypeEnum getTypeFromReq(ServletRequest request) {
                                            String parameter = request.getParameter(LOGIN_TYPE_KEY);
                                            int i = Integer.parseInt(parameter);
                                            LoginTypeEnum[] values = LoginTypeEnum.values();
                                            return values[i];
                                        }
                                        /**
                                          * 默认还是Form .
                                          *
                                          * @return the login post processor
                                          */
                                        private LoginPostProcessor defaultLoginPostProcessor() {
                                            return new LoginPostProcessor() {
                                                @Override
                                                public LoginTypeEnum getLoginTypeEnum() {
                                                    return LoginTypeEnum.FORM;
                                                }
                                                @Override
                                                public String obtainUsername(ServletRequest request) {
                                                    return request.getParameter(SPRING_SECURITY_FORM_USERNAME_KEY);
                                                }
                                                @Override
                                                public String obtainPassword(ServletRequest request) {
                                                    return request.getParameter(SPRING_SECURITY_FORM_PASSWORD_KEY);
                                                }
                                            };
                                        }
                                        @Override
                                        public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
                                            ParameterRequestWrapper parameterRequestWrapper = new ParameterRequestWrapper((HttpServletRequest) request);
                                            if (requiresAuthenticationRequestMatcher.matches((HttpServletRequest) request)) {
                                                LoginTypeEnum typeFromReq = getTypeFromReq(request);
                                                LoginPostProcessor loginPostProcessor = processors.get(typeFromReq);
                                                String username = loginPostProcessor.obtainUsername(request);
                                                String password = loginPostProcessor.obtainPassword(request);
                                                parameterRequestWrapper.setAttribute(SPRING_SECURITY_FORM_USERNAME_KEY, username);
                                                parameterRequestWrapper.setAttribute(SPRING_SECURITY_FORM_PASSWORD_KEY, password);
                                            }
                                            chain.doFilter(parameterRequestWrapper, response);
                                        }
                                    }
                                    

                                    6.4 验证

                                    通过 POST 表单提交方式 http://localhost:8080/process?username=Felordcn&password=12345&login_type=0 可以请求成功。或者以下列方式也可以提交成功：

                                    

                                    更多的方式 只需要实现接口 LoginPostProcessor 注入 PreLoginFilter

                                    九 整合JWT做登录认证

                                    JWT是JSON Web Token的缩写，是目前最流行的跨域认证解决方法。

                                    互联网服务认证的一般流程是：

                                    1. 用户向服务器发送账号、密码
                                    2. 服务器验证通过后，将用户的角色、登录时间等信息保存到当前会话中
                                    3. 同时，服务器向用户返回一个session_id（一般保存在cookie里）
                                    4. 用户再次发送请求时，把含有session_id的cookie发送给服务器
                                    5. 服务器收到session_id，查找session，提取用户信息

                                    上面的认证模式，存在以下缺点：

                                    • cookie不允许跨域
                                    • 因为每台服务器都必须保存session对象，所以扩展性不好

                                      JWT认证原理是：

                                      1. 用户向服务器发送账号、密码
                                      2. 服务器验证通过后，生成token令牌返回给客户端（token可以包含用户信息）
                                      3. 用户再次请求时，把token放到请求头Authorization里
                                      4. 服务器收到请求，验证token合法后放行请求

                                      JWT token令牌可以包含用户身份、登录时间等信息，这样登录状态保持者由服务器端变为客户端，服务器变成无状态了；token放到请求头，实现了跨域

                                      JWT的组成

                                      eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c
                                      

                                      JWT由三部分组成：

                                      • Header（头部）
                                      • Payload（负载）
                                      • Signature（签名）

                                        表现形式为：Header.Payload.Signature

                                        Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子:

                                        {
                                          "alg": "HS256",
                                          "typ": "JWT"
                                        }
                                        

                                        上面代码中，alg属性表示签名的算法（algorithm），默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）；typ属性表示这个令牌（token）的类型（type），JWT 令牌统一写为JWT。

                                        上面的 JSON 对象使用 Base64URL 算法转成字符串

                                        Payload

                                        Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据。JWT 规定了7个官方字段:

                                        • iss (issuer)：签发人
                                        • exp (expiration time)：过期时间
                                        • sub (subject)：主题
                                        • aud (audience)：受众
                                        • nbf (Not Before)：生效时间
                                        • iat (Issued At)：签发时间
                                        • jti (JWT ID)：编号

                                          当然，用户也可以定义私有字段。

                                          这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串

                                          Signature

                                          Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改

                                          签名算法如下：

                                          HMACSHA256(
                                            base64UrlEncode(header) + "." +
                                            base64UrlEncode(payload),
                                            your-256-bit-secret
                                          )
                                          

                                          算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"."分隔

                                          JWT认证和授权

                                          Security是基于AOP和Servlet过滤器的安全框架，为了实现JWT要重写那些方法、自定义那些过滤器需要首先了解security自带的过滤器。security默认过滤器链如下：

                                          1. org.springframework.security.web.context.request.async.WebAsyncManagerIntegrationFilter
                                          2. org.springframework.security.web.context.SecurityContextPersistenceFilter
                                          3. org.springframework.security.web.header.HeaderWriterFilter
                                          4. org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter
                                          5. org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter
                                          6. org.springframework.security.web.savedrequest.RequestCacheAwareFilter
                                          7. org.springframework.security.web.servletapi.SecurityContextHolderAwareRequestFilter
                                          8. org.springframework.security.web.authentication.AnonymousAuthenticationFilter
                                          9. org.springframework.security.web.session.SessionManagementFilter
                                          10. org.springframework.security.web.access.ExceptionTranslationFilter
                                          11. org.springframework.security.web.access.intercept.FilterSecurityInterceptor

                                          SecurityContextPersistenceFilter

                                          这个过滤器有两个作用：

                                          • 用户发送请求时，从session对象提取用户信息，保存到SecurityContextHolder的securitycontext中
                                          • 当前请求响应结束时，把SecurityContextHolder的securitycontext保存的用户信息放到session，便于下次请求时共享数据；同时将SecurityContextHolder的securitycontext清空

                                            由于禁用session功能，所以该过滤器只剩一个作用即把SecurityContextHolder的securitycontext清空。举例来说明为何要清空securitycontext：用户1发送一个请求，由线程M处理，当响应完成线程M放回线程池；用户2发送一个请求，本次请求同样由线程M处理，由于securitycontext没有清空，理应储存用户2的信息但此时储存的是用户1的信息，造成用户信息不符

                                            UsernamePasswordAuthenticationFilter

                                            UsernamePasswordAuthenticationFilter继承自AbstractAuthenticationProcessingFilter,处理逻辑在doFilter方法中：

                                            1. 当请求被UsernamePasswordAuthenticationFilter拦截时，判断请求路径是否匹配登录URL，若不匹配继续执行下个过滤器；否则，执行步骤2
                                            2. 调用attemptAuthentication方法进行认证。UsernamePasswordAuthenticationFilter重写了attemptAuthentication方法,负责读取表单登录参数，委托AuthenticationManager进行认证，返回一个认证过的token（null表示认证失败）
                                            3. 判断token是否为null，非null表示认证成功，null表示认证失败
                                            4. 若认证成功，调用successfulAuthentication。该方法把认证过的token放入securitycontext供后续请求授权，同时该方法预留一个扩展点（AuthenticationSuccessHandler.onAuthenticationSuccess方法），进行认证成功后的处理
                                            5. 若认证失败，同样可以扩展uthenticationFailureHandler.onAuthenticationFailure进行认证失败后的处理
                                            6. 只要当前请求路径匹配登录URL，那么无论认证成功还是失败，当前请求都会响应完成，不再执行过滤器链

                                            UsernamePasswordAuthenticationFilter的attemptAuthentication方法，执行逻辑如下：

                                            1. 从请求中获取表单参数。因为使用HttpServletRequest.getParameter方法获取参数，它只能处理Content-Type为application/x-www-form-urlencoded或multipart/form-data的请求，若是application/json则无法获取值
                                            2. 把步骤1获取的账号、密码封装成UsernamePasswordAuthenticationToken对象，创建未认证的token。UsernamePasswordAuthenticationToken有两个重载的构造方法，其中public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials)创建未经认证的token,public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials, Collection authorities)创建已认证的token
                                            3. 获取认证管理器AuthenticationManager，其缺省实现为ProviderManager，调用其authenticate进行认证
                                            4. ProviderManager的authenticate是个模板方法，它遍历所有AuthenticationProvider，直至找到支持认证某类型token的AuthenticationProvider，调用AuthenticationProvider.authenticate方法认证，AuthenticationProvider.authenticate加载正确的账号、密码进行比较验证
                                            5. AuthenticationManager.authenticate方法返回一个已认证的token

                                            AnonymousAuthenticationFilter

                                            AnonymousAuthenticationFilter负责创建匿名token：

                                            public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
                                                if (SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
                                                    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(this.createAuthentication((HttpServletRequest)req));
                                                    if (this.logger.isTraceEnabled()) {
                                                        this.logger.trace(LogMessage.of(() -> {
                                                            return "Set SecurityContextHolder to " + SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
                                                        }));
                                                    } else {
                                                        this.logger.debug("Set SecurityContextHolder to anonymous SecurityContext");
                                                    }
                                                } else if (this.logger.isTraceEnabled()) {
                                                    this.logger.trace(LogMessage.of(() -> {
                                                        return "Did not set SecurityContextHolder since already authenticated " + SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
                                                    }));
                                                }
                                                chain.doFilter(req, res);
                                            }
                                            

                                            如果当前用户没有认证，会创建一个匿名token，用户是否能读取资源交由FilterSecurityInterceptor过滤器委托给决策管理器判断是否有权限读取

                                            实现思路

                                            JWT认证思路：

                                            1. 利用Security原生的表单认证过滤器验证用户名、密码
                                            2. 验证通过后自定义AuthenticationSuccessHandler认证成功处理器，由该处理器生成token令牌

                                            JWT授权思路:

                                            1. 使用JWT目的是让服务器变成无状态，不用session共享数据，所以要禁用security的session功能（http.sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)）
                                            2. token令牌数据结构设计时，payload部分要储存用户名、角色信息
                                            3. token令牌有两个作用：
                                               1. 认证， 用户发送的token合法即代表认证成功
                                               2. 授权，令牌验证成功后提取角色信息，构造认证过的token，将其放到securitycontext，具体权限判断交给security框架处理
                                            4. 自己实现一个过滤器，拦截用户请求，实现（3）中所说的功能

                                            代码实现 创建JWT工具类

                                            
                                            	com.auth0
                                            	java-jwt
                                            	3.12.0
                                            
                                            

                                            我们对java-jwt提供的API进行封装，便于创建、验证、提取claim

                                            @Slf4j
                                            public class JWTUtil {
                                                // 携带token的请求头名字
                                                public final static String TOKEN_HEADER = "Authorization";
                                                //token的前缀
                                                public final static String TOKEN_PREFIX = "Bearer ";
                                                // 默认密钥
                                                public final static String DEFAULT_SECRET = "mySecret";
                                                // 用户身份
                                                private final static String ROLES_CLAIM = "roles";
                                                // token有效期,单位分钟；
                                                private final static long EXPIRE_TIME = 5 * 60 * 1000;
                                                // 设置Remember-me功能后的token有效期
                                                private final static long EXPIRE_TIME_REMEMBER = 7 * 24 * 60 * 60 * 1000;
                                                // 创建token
                                                public static String createToken(String username, List role, String secret, boolean rememberMe) {
                                                    Date expireDate = rememberMe ? new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE_TIME_REMEMBER) : new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE_TIME);
                                                    try {
                                                        // 创建签名的算法实例
                                                        Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(secret);
                                                        String token = JWT.create()
                                                            .withExpiresAt(expireDate)
                                                            .withClaim("username", username)
                                                            .withClaim(ROLES_CLAIM, role)
                                                            .sign(algorithm);
                                                        return token;
                                                    } catch (JWTCreationException jwtCreationException) {
                                                        log.warn("Token create failed");
                                                        return null;
                                                    }
                                                }
                                                // 验证token
                                                public static boolean verifyToken(String token, String secret) {
                                                    try{
                                                        Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(secret);
                                                        // 构建JWT验证器，token合法同时pyload必须含有私有字段username且值一致
                                                        // token过期也会验证失败
                                                        JWTVerifier verifier = JWT.require(algorithm)
                                                            .build();
                                                        // 验证token
                                                        DecodedJWT decodedJWT = verifier.verify(token);
                                                        return true;
                                                    } catch (JWTVerificationException jwtVerificationException) {
                                                        log.warn("token验证失败");
                                                        return false;
                                                    }
                                                }
                                                // 获取username
                                                public static String getUsername(String token) {
                                                    try {
                                                        // 因此获取载荷信息不需要密钥
                                                        DecodedJWT jwt = JWT.decode(token);
                                                        return jwt.getClaim("username").asString();
                                                    } catch (JWTDecodeException jwtDecodeException) {
                                                        log.warn("提取用户姓名时，token解码失败");
                                                        return null;
                                                    }
                                                }
                                                public static List getRole(String token) {
                                                    try {
                                                        // 因此获取载荷信息不需要密钥
                                                        DecodedJWT jwt = JWT.decode(token);
                                                        // asList方法需要指定容器元素的类型
                                                        return jwt.getClaim(ROLES_CLAIM).asList(String.class);
                                                    } catch (JWTDecodeException jwtDecodeException) {
                                                        log.warn("提取身份时，token解码失败");
                                                        return null;
                                                    }
                                                }
                                            }
                                            

                                            代码实现认证

                                            验证账号、密码交给UsernamePasswordAuthenticationFilter，不用修改代码

                                            认证成功后，需要生成token返回给客户端，我们通过扩展AuthenticationSuccessHandler.onAuthenticationSuccess方法实现

                                            @Component
                                            public class JWTAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {
                                                @Override
                                                public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
                                                    ResponseData responseData = new ResponseData();
                                                    responseData.setCode("200");
                                                    responseData.setMessage("登录成功！");
                                            		
                                                    // 提取用户名，准备写入token
                                                    String username = authentication.getName();
                                                    // 提取角色，转为List对象，写入token
                                                    List roles = new ArrayList<>();
                                                    Collection authorities = authentication.getAuthorities();
                                                    for (GrantedAuthority authority : authorities){
                                                        roles.add(authority.getAuthority());
                                                    }
                                            		
                                                    // 创建token
                                                    String token = JWTUtil.createToken(username, roles, JWTUtil.DEFAULT_SECRET, true);
                                                    httpServletResponse.setCharacterEncoding("utf-8");
                                                    // 为了跨域，把token放到响应头WWW-Authenticate里
                                                    httpServletResponse.setHeader("WWW-Authenticate", JWTUtil.TOKEN_PREFIX + token);
                                            		// 写入响应里
                                                    ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
                                                    mapper.writeValue(httpServletResponse.getWriter(), responseData);
                                                }
                                            }
                                            

                                            为了统一返回值，我们封装了一个ResponseData对象

                                            代码实现 授权

                                            自定义一个过滤器JWTAuthorizationFilter，验证token，token验证成功后认为认证成功

                                            @Slf4j
                                            public class JWTAuthorizationFilter extends OncePerRequestFilter {
                                                @Override
                                                protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
                                                    String token = getTokenFromRequestHeader(request);
                                                    Authentication verifyResult = verefyToken(token, JWTUtil.DEFAULT_SECRET);
                                                    if (verifyResult == null) {
                                                        // 即便验证失败，也继续调用过滤链，匿名过滤器生成匿名令牌
                                                        chain.doFilter(request, response);
                                                        return;
                                                    } else {
                                                        log.info("token令牌验证成功");
                                                        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(verifyResult);
                                                        chain.doFilter(request, response);
                                                    }
                                                }
                                            	
                                                // 从请求头获取token
                                                private String getTokenFromRequestHeader(HttpServletRequest request) {
                                                    String header = request.getHeader(JWTUtil.TOKEN_HEADER);
                                                    if (header == null || !header.startsWith(JWTUtil.TOKEN_PREFIX)) {
                                                        log.info("请求头不含JWT token， 调用下个过滤器");
                                                        return null;
                                                    }
                                                    String token = header.split(" ")[1].trim();
                                                    return token;
                                                }
                                            	
                                                // 验证token，并生成认证后的token
                                                private UsernamePasswordAuthenticationToken verefyToken(String token, String secret) {
                                                    if (token == null) {
                                                        return null;
                                                    }
                                            		
                                                    // 认证失败，返回null
                                                    if (!JWTUtil.verifyToken(token, secret)) {
                                                        return null;
                                                    }
                                                    // 提取用户名
                                                    String username = JWTUtil.getUsername(token);
                                                    // 定义权限列表
                                                    List authorities = new ArrayList<>();
                                                    // 从token提取角色
                                                    List roles = JWTUtil.getRole(token);
                                                    for (String role : roles) {
                                                        log.info("用户身份是:" + role);
                                                        authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(role));
                                                    }
                                                    // 构建认证过的token
                                                    return new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, null, authorities);
                                                }
                                            }
                                            OncePerRequestFilter`保证当前请求中，此过滤器只被调用一次，执行逻辑在`doFilterInternal
                                            

                                            代码实现 security配置

                                            @Configuration
                                            @EnableWebSecurity
                                            public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
                                                @Autowired
                                                private AjaxAuthenticationEntryPoint ajaxAuthenticationEntryPoint;
                                                @Autowired
                                                private JWTAuthenticationSuccessHandler jwtAuthenticationSuccessHandler;
                                                @Autowired
                                                private AjaxAuthenticationFailureHandler ajaxAuthenticationFailureHandler;
                                                @Bean
                                                public PasswordEncoder passwordEncoder() {
                                                    return new BCryptPasswordEncoder();
                                                }
                                                protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
                                                    http.csrf().disable()
                                                            .authorizeRequests().anyRequest().authenticated()
                                                            .and()
                                                            .formLogin()
                                                            .successHandler(jwtAuthenticationSuccessHandler)
                                                            .failureHandler(ajaxAuthenticationFailureHandler)
                                                            .permitAll()
                                                            .and()
                                                            .addFilterAfter(new JWTAuthorizationFilter(), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
                                                            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                                                            .and()
                                                            .exceptionHandling().authenticationEntryPoint(ajaxAuthenticationEntryPoint);
                                                }
                                            }
                                            

                                            配置里取消了session功能，把我们定义的过滤器添加到过滤链中；同时，定义ajaxAuthenticationEntryPoint处理未认证用户访问未授权资源时抛出的异常

                                            @Component
                                            public class AjaxAuthenticationEntryPoint implements AuthenticationEntryPoint {
                                                @Override
                                                public void commence(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, AuthenticationException e) throws IOException, ServletException {
                                                    ResponseData responseData = new ResponseData();
                                                    responseData.setCode("401");
                                                    responseData.setMessage("匿名用户，请先登录再访问！");
                                                    httpServletResponse.setCharacterEncoding("utf-8");
                                                    ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
                                                    mapper.writeValue(httpServletResponse.getWriter(), responseData);
                                                }
                                            }
                                            

                                            过滤器链（filter chain）的介绍

                                            上一节中，主要讲了Spring Security认证和授权的核心组件及核心方法。但是，什么时候调用这些方法呢？答案就是Filter和AOP。Spring Security在我们进行用户认证以及授予权限的时候，通过各种各样的拦截器来控制权限的访问。

                                            对于基于HttpRequest的方式对端点进行保护，我们使用一个Filter Chain来保护；对于基于方法调用进行保护，我们使用AOP来保护。本篇重点讲Spring Security中过滤器链的种类及过滤器中如何实现的认证和授权。

                                            Spring Security会默认为我们添加15个过滤器，我们可以从WebSecurity（WebSecurity是Spring Security加载的一个重要对象，将在下节具体讲述）的performBuild()方法中看到过滤器链SecurityFilterChain的构建过程，并交由FilterChainProxy对象代理。我们从SecurityFilterChain的默认实现类DefaultSecurityFilterChain中的log看出，Spring Security由以下过滤器组成了过滤器链：

                                            Creating filter chain: any request, [
                                              org.springframework.security.web.context.request.async.WebAsyncManagerIntegrationFilter@7f353a0f,
                                              org.springframework.security.web.context.SecurityContextPersistenceFilter@4735d6e5,
                                              org.springframework.security.web.header.HeaderWriterFilter@314a31b0,
                                              org.springframework.security.web.csrf.CsrfFilter@4ef2ab73,
                                              org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter@57efc6fd,
                                              org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter@d88f893,
                                              org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLoginPageGeneratingFilter@2cd388f5,
                                              org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLogoutPageGeneratingFilter@7ea2412c,
                                              org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter@2091833,
                                              org.springframework.security.web.savedrequest.RequestCacheAwareFilter@4dad0eed,
                                              org.springframework.security.web.servletapi.SecurityContextHolderAwareRequestFilter@16132f21,
                                              org.springframework.security.web.authentication.AnonymousAuthenticationFilter@1c93b51e,
                                              org.springframework.security.web.session.SessionManagementFilter@59edb4f5,
                                              org.springframework.security.web.access.ExceptionTranslationFilter@104dc1a2,
                                              org.springframework.security.web.access.intercept.FilterSecurityInterceptor@1de0641b
                                            ]
                                            

                                            下面就是各个过滤器的功能，

                                            其中SecurityContextPersistenceFilter，UsernamePasswordAuthenticationFilter及FilterSecurityInterceptor分别对应了SecurityContext，AuthenticationManager，AccessDecisionManager的处理。

                                            [WebAsyncManagerIntegrationFilter] （异步方式）提供了对securityContext和WebAsyncManager的集成。

                                            方式是通过SecurityContextCallableProcessingInterceptor的beforeConcurrentHandling(NativeWebRequest, Callable)方法来将SecurityContext设置到Callable上。

                                            其实就是把SecurityContext设置到异步线程中，使其也能获取到用户上下文认证信息。

                                            [SecurityContextPersistenceFilter] （同步方式）在请求之前从SecurityContextRepository（默认实现是HttpSessionSecurityContextRepository）获取信息并填充SecurityContextHolder（如果没有，则创建一个新的ThreadLocal的SecurityContext），并在请求完成并清空SecurityContextHolder并更新SecurityContextRepository。

                                            在Spring Security中，虽然安全上下文信息被存储于Session中，但实际的Filter中不应直接操作Session（过滤器一般负责核心的处理流程，而具体的业务实现，通常交给其中聚合的其他实体类），而是用如HttpSessionSecurityContextRepository中loadContext()，saveContext()来存取session。

                                            [HeaderWriterFilter] 用来给http响应添加一些Header，比如X-Frame-Options，X-XSS-Protection*，X-Content-Type-Options。

                                            [CsrfFilter] 默认开启，用于防止csrf攻击的过滤器

                                            [LogoutFilter] 处理注销的过滤器

                                            [UsernamePasswordAuthenticationFilter] 表单提交了username和password，被封装成UsernamePasswordAuthenticationToken对象进行一系列的认证，便是主要通过这个过滤器完成的，即调用AuthenticationManager.authenticate()。在表单认证的方法中，这是最最关键的过滤器。具体过程是：

                                            （1）调用AbstractAuthenticationProcessingFilter.doFilter()方法执行过滤器

                                            （2）调用UsernamePasswordAuthenticationFilter.attemptAuthentication()方法

                                            （3）调用AuthenticationManager.authenticate()方法（实际上委托给AuthenticationProvider的实现类来处理）

                                            [DefaultLoginPageGeneratingFilter] & [DefaultLogoutPageGeneratingFilter] 如果没有配置/login及login page, 系统则会自动配置这两个Filter。

                                            [BasicAuthenticationFilter] Processes a HTTP request’s BASIC authorization headers, putting the result into the SecurityContextHolder.

                                            [RequestCacheAwareFilter] 内部维护了一个RequestCache，用于缓存request请求

                                            [SecurityContextHolderAwareRequestFilter] 此过滤器对ServletRequest进行了一次包装，使得request具有更加丰富的API（populates the ServletRequest with a request wrapper which implements servlet API security methods）

                                            [AnonymousAuthenticationFilter] 匿名身份过滤器，spring security为了兼容未登录的访问，也走了一套认证流程，只不过是一个匿名的身份。它位于身份认证过滤器（e.g. UsernamePasswordAuthenticationFilter）之后，意味着只有在上述身份过滤器执行完毕后，SecurityContext依旧没有用户信息，AnonymousAuthenticationFilter该过滤器才会有意义。

                                            [SessionManagementFilter] 和session相关的过滤器，内部维护了一个SessionAuthenticationStrategy来执行任何与session相关的活动，比如session-fixation protection mechanisms or checking for multiple concurrent logins。

                                            [ExceptionTranslationFilter] 异常转换过滤器，这个过滤器本身不处理异常，而是将认证过程中出现的异常（AccessDeniedException and AuthenticationException）交给内部维护的一些类去处理。它

                                            位于整个springSecurityFilterChain的后方，用来转换整个链路中出现的异常，将其转化，顾名思义，转化以意味本身并不处理。一般其只处理两大类异常：AccessDeniedException访问异常和AuthenticationException认证异常。

                                            它将Java中的异常和HTTP的响应连接在了一起，这样在处理异常时，我们不用考虑密码错误该跳到什么页面，账号锁定该如何，只需要关注自己的业务逻辑，抛出相应的异常便可。如果该过滤器检测到AuthenticationException，则将会交给内部的AuthenticationEntryPoint去处理，如果检测到AccessDeniedException，需要先判断当前用户是不是匿名用户，如果是匿名访问，则和前面一样运行AuthenticationEntryPoint，否则会委托给AccessDeniedHandler去处理，而AccessDeniedHandler的默认实现，是AccessDeniedHandlerImpl。

                                            [FilterSecurityInterceptor] 这个过滤器决定了访问特定路径应该具备的权限，这些受限的资源访需要什么权限或角色，这些判断和处理都是由该类进行的。

                                            （1）调用FilterSecurityInterceptor.invoke()方法执行过滤器

                                            （2）调用AbstractSecurityInterceptor.beforeInvocation()方法

                                            （3）调用AccessDecisionManager.decide()方法决策判断是否有该权限

                                            参考

                                            JSON Web Token 入门教程

                                            Spring Security-5-认证流程梳理

                                            Spring Security3源码分析（5）-SecurityContextPersistenceFilter分析

                                            Spring Security addFilter() 顺序问题

                                            前后端联调之Form Data与Request Payload，你真的了解吗？

                                            Spring Boot 2 + Spring Security 5 + JWT 的单页应用 Restful 解决方案

                                            SpringBoot实战派-第十章源码

                                            https://www.cnblogs.com/cjsblog/p/9184173.html

                                            https://www.cnblogs.com/storml/p/10937486.html

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                                            《阿里二面：千万级、亿级数据，如何性能优化？ 教科书级 答案来了》

                                            《峰值21WQps、亿级DAU，小游戏《羊了个羊》是怎么架构的？》

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