文章目录

• 1、SpringSecurity原理
• 2、重要接口源码
• • AuthenticationProvider
  • Authentication
  • UserDetails
  • UserDetailsService
  • 3、授权流程
  • 4、UserDetails接口
  • 5、UserDetailService接口
  • 6、权限配置

    1、SpringSecurity原理

    Spring Security是做安全访问控制，对所有进入系统的请求进行拦截，并做校验，这可以通过Filter或者AOP实现，Spring Security靠Filter。

    

    • 初始化Spring Security时，创建一个名为SpringSecurityFilterChain的Servlet过滤器，类型为org.springframework.security.web.FilterChainProxy，它实现了javax.servlet.Filter，因此外部的请求会经过此类
    • FilterChainProxy是一个代理，真正起作用的是FilterChainProxy中SecurityFilterChain所包含的各个Filter，同时这些Filter作为Bean被Spring管理
    • 这些Filter不负责认证或者授权，而是交给认证管理器（AuthenticationManager）和决策管理器（AccessDecisionManager）进行处理。（过滤器嘛，就是拦截下，获取点东西、修改点东西、干点操作）

      Spring Security功能的实现就是一系列过滤器链相互配合。

      

      • SecurityContextPersistenceFilter 这个Filter是整个拦截过程的入口和出口，也就是第一个和最后一个拦截器。会在请求开始时从配置好的 SecurityContextRepository 中获取 SecurityContext，然后把它设置给 SecurityContextHolder。在请求完成后将 SecurityContextHolder 持有的 SecurityContext 再保存到配置好的 SecurityContextRepository，同时清除 securityContextHolder 所持有的 SecurityContext；

      • UsernamePasswordAuthenticationFilter 用于处理来自表单提交的认证，该表单必须提供对应的用户名和密码，其内部还有登录成功或失败后进行处理的 AuthenticationSuccessHandler 和 AuthenticationFailureHandler，这些都可以根据需求做相关改变；（这些处理器的逻辑可自定义，重新实现一下这个处理器）

      • ExceptionTranslationFilter 能够捕获来自 FilterChain 所有的异常，并进行处理。但是它只会处理两类异常：AuthenticationException 和 AccessDeniedException，其它的异常它会继续抛出。

      • FilterSecurityInterceptor 是用于保护web资源的，使用AccessDecisionManager对当前用户进行授权访问

        SpringSecurity的执行流程：

        

        • 用户提交用户名密码，被安全过滤器链中的UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器拿到，并封装为请求Authentication，通常情况下是UsernamePasswordAuthenticationToken这个实现类
        • 然后过滤器将Authentication提交至认证管理器（AuthenticationManager）进行认证
        • 认证成功后，AuthenticationManager身份管理器返回一个被填充满了信息的（包括上面提到的权限信息，身份信息，细节信息，但密码通常会被移除）Authentication实例
        • SecurityContextHolder安全上下文容器将上一步填充了信息的Authentication，通过SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(…)方法，设置到其中
        • 以看出AuthenticationManager接口（认证管理器）是认证相关的核心接口，也是发起认证的出发点，它的实现类为ProviderManager
        • 而Spring Security支持多种认证方式，因此ProviderManager维护着一个List列表，存放多种认证方式，不同的认证方式用不同的AuthenticationProvider实现类，最终实际的认证工作是由AuthenticationProvider完成的。而web表单的对应的AuthenticationProvider实现类为DaoAuthenticationProvider，它的内部又维护着一个UserDetailsService负责UserDetails的获取。当UserDetailsService接口的loadUserByUsername()方法获取到的User Details对象中的密码和Authentication中的密码一致时，认证成功，最后AuthenticationProvider将UserDetails填充至Authentication

          总之，整个框架中，AuthenticationProvider（DaoAuthenticationProvider）承上启下，而通过实现UserDetailsService和UserDetails，可以完成对用户信息获取方式以及用户信息字段的扩展。

          2、重要接口源码

          AuthenticationProvider

          认证管理器AuthenticationManager委托AuthenticationProvider完成认证工作，AuthenticationProvider接口定义如下：

          public interface AuthenticationProvider {
          	Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
          	
          	//supports方法来表明自己支持的认证方式
          	boolean supports(Class var1);
          }
          

          authenticate()方法定义了认证的实现过程。传参为Authentication，里面包含登录用户所提交的用户名密码等。返回也是Authentication对象，且是一个认证通过后，被填充权限等信息的Authentication。

          

          supports方法来表明自己支持的认证方式。如使用表单方式认证，在提交请求时Spring Security会生成UsernamePasswordAuthenticationToken（Authentication的子类），里面封装着用户提交的用户名、密码信息。

          //当web表单提交用户名密码时，Spring Security由DaoAuthenticationProvider处理
          //其supports方法中就是UsernamePasswordAuthenticationToken.class
          public boolean supports(Class authentication) {
          	return UsernamePasswordAuthenticationToken.class.isAssignableFrom(authentication);
          }
          

          Authentication

          Authentication继承自Principal，Principal是框架用来表示一个抽象主体的类（如人、用户、公司），任何主体都有名称，因此其有个getName方法

          

          Authentication源码如下：

          public interface Authentication extends Principal, Serializable { 
          	
          	//获取权限信息列表，默认是GrantedAuthority接口的一些实现类
          	Collection getAuthorities(); 
          	
          	//获取凭证信息，用户输入的密码字符串，在认证过后通常会被移除，用于保障安全
          	Object getCredentials(); 
          	
          	//细节信息，web应用中的实现接口通常为 WebAuthenticationDetails，它记录了访问者的ip地址和sessionId的值
          	Object getDetails(); 
          	
          	//身份信息，大部分情况下返回的是UserDetails接口的实现类，UserDetails代表用户的详细信息，那从Authentication中取出来的UserDetails就是当前登录用户信息，它也是框架中的常用接口之一
          	Object getPrincipal(); 
          	
          	boolean isAuthenticated();
          	
          	void setAuthenticated(boolean var1) throws IllegalArgumentException;
          }
          

          UserDetails

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

          UserDetails和Authentication相似看着。而实际前者是库里存的信息，后者是用户提交的信息。

          Authentication的getCredentials()与UserDetails中的getPassword()需要被区分对待，前者是用户提交的密码凭证，后者是用户实际存储的密码，认证其实就是对这两者的比对。

          

          再看这个流程图，即AuthenticationProvider通过loadUserByUsername拿到的UserDetails，如果和表单提交封装的Authentication里的密码相等，则填充权限信息到Authentication。而Authentication中的权限信息，实际就是由UserDetails的getAuthorities()传递而形成的。

          UserDetailsService

          public interface UserDetailsService {
          	UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
          }
          

          DaoAuthenticationProvider聚合UserDetailsService对象，this.userDetailsService.loadUserByUsername去根据用户名获取到库里的用户信息（包括密码、权限）。然后DaoAuthenticationProvider对比表单提交后封装的Authentication对象里的用户信息是否等于loadUserByUsername到的UserDetails的用户信息。

          UserDetailsService只负责从特定的地方（通常是数据库）加载用户信息，仅此而已。DaoAuthenticationProvider的职责更大，它完成完整的认证流程，同时会把UserDetails信息填充至Authentication。（然后一开始的过滤器把填充后的Authentication给set到了SecurityContextHolder，因此才有了后面从SecurityContextHolder获取当前登录用户）

          Spring Security提供的InMemoryUserDetailsManager(内存认证)，JdbcUserDetailsManager(jdbc认证)，就是

          UserDetailsService的实现类，区别就是从内存还是从数据库加载用户。

          3、授权流程

          

          已认证的用户访问受保护的web资源：

          • SecurityFilterChain中的FilterSecurityInterceptor拦截（其实现了servlet的Filter）
          • 拦截器获取访问该web资源所需的权限Collection
          • 拦截器调用AccessDecisionManager来决策是否允许访问

            而决策接口为：

            public interface AccessDecisionManager {
            	/**
            	* 通过传递的参数来决定用户是否有访问对应受保护资源的权限
            	* authentication：要访问资源的访问者的身份
            	* object：要访问的受保护资源，web请求对应FilterInvocation
            	* configAttributes：是受保护资源的访问策略，通过SecurityMetadataSource获取。
            	*/
            	void decide(Authentication authentication , Object object, Collection
            	configAttributes ) throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException;
            	//略..
            }
            

            

            AccessDecisionManager的实现类中聚合了投票者接口AccessDecisionVoter的一系列子实现类。通过vote方法的返回结果分析投票结果：

            public interface AccessDecisionVoter {
            	//同意访问
            	int ACCESS_GRANTED = 1;
            	//弃权
            	int ACCESS_ABSTAIN = 0;
            	//拒绝访问
            	int ACCESS_DENIED = ‐1;
            	
            	boolean supports(ConfigAttribute var1);
            	
            	boolean supports(Class var1);
            	
            	int vote(Authentication var1, S var2, Collection var3);
            }
            

            对AccessDecisionVoter不同的投票结果，AccessDecisionManager的三个实现类，分析的结果也不同。如ConsensusBased的逻辑是赞成票多于反对票则表示通过。

            4、UserDetails接口

            看完上面的UserDetails对象和UserDetailsService接口的loadUserByUsername方法后，再看之前在内存中定义用户，是这样的：

            UserDetails user2 = User.builder()
                    .username("liu")
                    .password(passwordEncoder().encode("123456"))
                    .authorities("teacher:add","teacher:update")
                    .roles("teacher")
                    .build();
            

            查看User类的源码，其实现了UserDetails接口，因此上面才可以直接创建User对象。

            

            接下来自己定义一个用户类SecurityUser类，也去实现UserDetails接口，重写UserDetails接口方法时，直接写死一个用户信息，一会儿new这个自定义的SecurityUser类，也就和上面的User.builder一个意思。

            public class SecurityUser implements UserDetails {
                @Override
                public Collection getAuthorities() {
                    return null;   //未给权限
                }
                @Override
                public String getPassword() {
                    //明文为123456
                    //return "$2a$10$KyXAnVcsrLaHMWpd3e2xhe6JmzBi.3AgMhteFq8t8kjxmwL8olEDq";
                    return new BCryptPasswordEncoder().encode("123456");
                }
                @Override
                public String getUsername() {
                    return "liu";
                }
                @Override
                public boolean isAccountNonExpired() {
                    return true;
                }
                @Override
                public boolean isAccountNonLocked() {
                    return true;
                }
                @Override
                public boolean isCredentialsNonExpired() {
                    return true;
                }
                @Override
                public boolean isEnabled() {
                    return true;
                }
            }
            

            UserDetails 接口的7个方法如下图：

            方法名	作用
            getAuthorities()	获取当前用户对象所具有的角色信息
            getPassword()	获取当前用户对象的密码
            getUsername()	获取当前用户对象的用户名
            isAccountNonExpired()	当前账户是否未过期
            isAccountNonLocked()	当前账户是否未锁定
            isCredentialsNonExpired()	当前账户密码是否未过期
            isEnabled()	当前账户是否可用

            5、UserDetailService接口

            UserDetails的用户对象建好了，继续看之前在内存中创建用户的实现思路：

            InMemoryUserDetailsManager userDetailsManager = new InMemoryUserDetailsManager();
            userDetailsManager.createUser(user1);
            userDetailsManager.createUser(user2);
            

            InMemoryUserDetailsManager类实现了UserDetailsManager接口，UserDetailsManager接口又继承了UserDetailService接口：

            

            自己新建一个类UserServiceImpl去实现UserDetailService接口。重写loadUserByUsernam方法，并当用户名等于自定义的SecurityUser对象中的用户名时，返回SecurityUser对象。

            @Service
            public class UserServiceImpl implements UserDetailsService {
                @Override
                public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
                    SecurityUser securityUser= new SecurityUser();
                    if(username==null || !username.equals(securityUser.getUsername())){
                        throw new UsernameNotFoundException("该用户不存在");
                    }
                    return securityUser;
                }
            }
            

            以上其实是自己玩了下5.6两步：

            

            重启服务，登录下，一切正常。

            

            6、权限配置

            上面自定义的SecurityUser类中，关于权限的方法返回null，写个接口返回认证信息，可以看到权限字段确实为null：

            

            

            加权：

                @Override
                public Collection getAuthorities() {
                   GrantedAuthority g1=()->"student:query"; //使用lambda表达式
            	   //GrantedAuthority g1=new SimpleGrantedAuthority("student:query");
                   List grantedAuthorityList=new ArrayList<>();
                   grantedAuthorityList.add(g1);
                   return grantedAuthorityList;
                }
            

            顺便使用@PreAuthorize注解方便后面看下效果：

            @RestController
            @RequestMapping("/student")
            public class StudentController {
                @GetMapping("/query")
                @PreAuthorize("hasAuthority('student:query')")
                public String queryInfo(HttpServletRequest request){
                    return "I am a student,My name is XXX";
                }
            }
            

            重启后查看认证信息：

            

            

            梳理完UserDetails和UserDetailsService接口之间的流程和细节，方便后面理解SpringSecurity基于数据库认证。

             
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