Apache Shiro 是 Java 的一个安全框架。功能强大,使用简单的Java安全框架,它为开发人员提供一个直观而全面的认证,授权,加密及会话管理的解决方案。
Shiro 包含 10 个内容,如下图:
Authentication:身份认证/登录,验证用户是不是拥有相应的身份。
Authorization:授权,即权限验证,验证某个已认证的用户是否拥有某个权限;即判断用户是否能做事情,常见的如:验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限。
Session Manager:会话管理,即用户登录后就是一次会话,在没有退出之前,它的所有信息都在会话中;会话可以是普通 JavaSE 环境的,也可以是如 Web 环境的。
Cryptography:加密,保护数据的安全性,如密码加密存储到数据库,而不是明文存储。
Web Support:Web支持,可以非常容易的集成到 web 环境。
Caching:缓存,比如用户登录后,其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查,这样可以提高效率。
Concurrency:shiro 支持多线程应用的并发验证,即如在一个线程中开启另一个线程,能把权限自动传播过去。
Testing:提供测试支持。
Run As:允许一个用户假装为另一个用户(如果他们允许)的身份进行访问。
Remember Me:记住我,这个是非常常见的功能,即一次登录后,下次再来的话不用登录了。
Shiro 运行原理图1(应用程序角度)如下:
Subject:主体,代表了当前“用户”。这个用户不一定是一个具体的人,与当前应用交互的任何东西都是 Subject,如网络爬虫,机器人等。所有 Subject 都绑定到 SecurityManager,与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager。我们可以把 Subject 认为是一个门面,SecurityManager 才是实际的执行者。
SecurityManager:安全管理器。即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互,且它管理着所有 Subject。可以看出它是 Shiro 的核心,它负责与后边介绍的其他组件进行交互,如果学习过 SpringMVC,我们可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器。
Realm:域。Shiro 从 Realm 获取安全数据(如用户、角色、权限),就是说 SecurityManager 要验证用户身份,那么它需要从 Realm 获取相应的用户进行比较以确定用户身份是否合法,也需要从 Realm 得到用户相应的角色/权限进行验证用户是否能进行操作。我们可以把 Realm 看成 DataSource,即安全数据源。
Shiro 运行原理图2(Shiro 内部架构角度)如下:
Subject:主体,可以看到主体可以是任何与应用交互的“用户”。
SecurityManager:相当于 SpringMVC 中的 DispatcherServlet 或者 Struts2 中的 FilterDispatcher。它是 Shiro 的核心,所有具体的交互都通过 SecurityManager 进行控制。它管理着所有 Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。
Authenticator:认证器,负责主体认证的,这是一个扩展点,如果用户觉得 Shiro 默认的不好,我们可以自定义实现。其需要认证策略(Authentication Strategy),即什么情况下算用户认证通过了。
Authrizer:授权器,或者访问控制器。它用来决定主体是否有权限进行相应的操作,即控制着用户能访问应用中的哪些功能。
Realm:可以有1个或多个 Realm,可以认为是安全实体数据源,即用于获取安全实体的。它可以是 JDBC 实现,也可以是 LDAP 实现,或者内存实现等。
SessionManager:如果写过 Servlet 就应该知道 Session 的概念,Session 需要有人去管理它的生命周期,这个组件就是 SessionManager。而 Shiro 并不仅仅可以用在 Web 环境,也可以用在如普通的 JavaSE 环境。
SessionDAO:DAO 大家都用过,数据访问对象,用于会话的 CRUD。我们可以自定义 SessionDAO 的实现,控制 session 存储的位置。如通过 JDBC 写到数据库或通过 jedis 写入 redis 中。另外 SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存,以提高性能。
CacheManager:缓存管理器。它来管理如用户、角色、权限等的缓存的。因为这些数据基本上很少去改变,放到缓存中后可以提高访问的性能。
Cryptography:密码模块,Shiro 提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。
当 Shiro 被运用到 web 项目时,Shiro 会自动创建一些默认的过滤器对客户端请求进行过滤。以下是 Shiro 提供的过滤器:
过滤器简称
对应的 Java 类
anon
org.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter
authc
org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter
authcBasic
org.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilter
perms
org.apache.shiro.web.filter.authz.PermissionsAuthorizationFilter
port
org.apache.shiro.web.filter.authz.PortFilter
rest
org.apache.shiro.web.filter.authz.HttpMethodPermissionFilter
roles
org.apache.shiro.web.filter.authz.RolesAuthorizationFilter
ssl
org.apache.shiro.web.filter.authz.SslFilter
user
org.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter
logout
org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter
noSessionCreation
org.apache.shiro.web.filter.session.NoSessionCreationFilter
解释:
注意:
anon,authcBasic,auchc,user 是认证过滤器。
perms,roles,ssl,rest,port 是授权过滤器。
在 src/main/resources 目录下创建名为 shiro.ini 的配置文件,内容如下:
其中,每个用户可以拥有多个角色,通过逗号分隔。每个角色可以拥有多个权限,同样通过逗号分隔。
打印结果:
在项目的后端代码中,我们可以通过 Subject 对象检测出当前登录用户的认证状态和授权信息,以下是 Subject 对象认证和授权相关的方法列表:
如果开发者不想使用代码进行用户进行授权校验等操作,那么可以使用注解代替。
在使用 Shiro 的注解之前,请确保项目中已经添加支持 AOP 功能的相关 jar 包。常用注解如下:
当客户端发送请求后,系统会使用 AOP 生成请求目标的代理类来解析注解,然后判断当前请求的用户是否拥有权限访问。
在项目的前端代码中,如果使用的是 JSP 模板,我们就可以使用 Shiro 提供的标签对页面元素的展示进行控制。
例如:
其中,user:manage 对应 shiro.ini 文件中[roles]下边的设置。
上边的程序使用的是 Shiro 自带的 IniRealm,而 IniRealm 从 ini 配置文件中读取用户的信息,大部分情况下需要从系统的数据库中读取用户信息,所以需要自定义 realm。
Shiro 为我们提供了如下 Realm:
其中,最基础的是 Realm 接口,CachingRealm 负责缓存处理,AuthenticationRealm 负责认证,AuthorizingRealm负责授权,通常自定义的 realm 继承 AuthorizingRealm。
自定义 Realm:
在 src/main/resources 目录下创建 shiro-realm.ini 文件,内容如下:
将测试类中,shiro.ini 改成 shiro-realm.ini 后执行,结果如下:
由于项目设计思路不同,整合 Shiro 框架时的设置也会有所不同,因此下边只列出部分通用的代码。
web.xml :
application-shiro.xml:
其中,application-shiro.xml 中的 shiroFilter 名字和 web.xml 文件中的 shiroFilter是对应的,必须一致。
anon 和 authc 对应上文提到的过滤器。
CustomRealm 类:
具体代码可以根据下文提供的源码地址进行下载查看。
authority-control-shiro
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