使用Spring Security进行权限验证

Posted 2023-02-06 天码营

使用Spring Security进行权限验证 由Cliff发表在天码营

Spring Security，这是一种基于Spring AOP和Servlet过滤器的安全框架。它提供全面的安全性解决方案，同时在Web请求级和方法调用级处理身份确认和授权。在Spring Framework基础上，Spring Security充分利用了依赖注入（DI，Dependency Injection）和面向切面技术。今天我们就来学习一下如何利用Spring security方便的进行权限验证。

添加依赖

首先还是先定义我们所需要的依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
<dependency>
        <groupId>org.hsqldb</groupId>
        <artifactId>hsqldb</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>
</dependencies>

在本次学习中，我们仍然使用Spring Boot作为框架，同时引入我们的核心学习库：spring-boot-starter-security。模板引擎仍然选用我们熟悉的thymeleaf。最后使用了Spring Data Jpa+ hsqldb作为数据库。

系统设计

本次学习，我们将实现一个简单的有权限验证的系统，在权限验证上，我们还可以加上一个简单的用户角色判断的验证，这样，我们就有以下几个页面：

• 首页 所有人可访问
• 登录页 所有人可访问
• 普通页 登录后的用户都可访问
• 管理页 管理员可访问
• 无权限提醒页 当一个用户访问了其没有权限的页面，需要有一个页面来对其进行提醒

页面确定后，我们来看看用户表需要哪些字段。为了简化处理，我们的用户表只需要用户名、密码以及一个角色字段来确定其身份即可。

这样，我们的简单系统设计就出来了，为了加深印象，我们先不管权限验证相关代码，我们先来实现整个简单的系统吧。

系统实现

数据访问层

首先我们需要一个数据层以及业务层为我们的业务逻辑提供支持，由于我们没有业务逻辑，业务逻辑层就省去了，只需要利用Spring Data JPA来实现一个简单数据访问层即可。

首先来定义一个User对象，设置用户名、密码、角色三个字段：

@Entity
public class User 

    @Enumerated(EnumType.STRING)
    private ROLE role;

    @Id
    private String username;

    private String password;

    ...

然后定义UserRepository：

public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Integer> 

    User findByUsername(String username);

这样，数据访问层就实现好了。

展现层

在展现层，我们需要提供系统设计中的所有页面。Controller代码如下：

@Controller
public class HomeController 

    @RequestMapping(value = "", "/home", method=RequestMethod.GET)
    public String home()
        return "home";
    

    @RequestMapping(value = "/helloadmin", method=RequestMethod.GET)
    public String helloAdmin()
        return "helloAdmin";
    

    @RequestMapping(value = "/hellouser", method=RequestMethod.GET)
    public String helloUser()
        return "helloUser";
    

    @RequestMapping(value = "/login", method=RequestMethod.GET)
    public String login()
        return "login";
    

    @RequestMapping("/403")
    public String forbidden()
        return "403";
    

注：其中返回的页面在src/main/resources/templates下，都是最简单的html页面，这里不在赘述。

大家可以看到，最后一个403页面实际上应该是当用户访问了没有权限的页面后显示的页面，因此在这里我们需要设置：当发现请求的返回码是403时，需要交给'/403'进行处理。

@Configuration
public class ErrorPageConfig 

    @Bean
    public EmbeddedServletContainerCustomizer embeddedServletContainerCustomizer()
        return new MyCustomizer();
    

    private static class MyCustomizer implements EmbeddedServletContainerCustomizer 

        @Override
        public void customize(ConfigurableEmbeddedServletContainer container) 
            container.addErrorPages(new ErrorPage(HttpStatus.FORBIDDEN, "/403"));
        

    

这里我们利用了Spring自带的EmbeddedServletContainerCustomizer进行设置。当Spring发现有类型为EmbeddedServletContainerCustomizer注册进来，便会调用EmbeddedServletContainerCustomizer的customize方法，此时，我们可以对整个Container进行设置，这里，我们添加了对于返回值为HttpStatus.FORBIDDEN的请求，将其交给/403进行处理。

启动程序

当然，我们还需要添加一个系统的启动函数，这个大家都应该很熟悉了，没有用过Spring Boot的同学可以参考教材Spring Boot应用开发。

@SpringBootApplication
public class App 

    public static void main( String[] args )
        SpringApplication.run(App.class, args);
    

初始化数据

最后，让我们准备一些测试数据：

@Service
public class DataInit 

    @Autowired UserRepository userRepository;

    @PostConstruct
    public void dataInit()
        User admin = new User();
        admin.setPassword("admin");
        admin.setUsername("admin");
        admin.setRole(User.ROLE.admin);
        userRepository.save(admin);

        User user = new User();
        user.setPassword("user");
        user.setUsername("user");
        user.setRole(User.ROLE.user);
        userRepository.save(user);
    

现在，一切准备就绪，进入根目录，运行mvn spring-boot:run，访问以下网页即可：

• http://localhost:8080/
• http://localhost:8080/login
• http://localhost:8080/hellouser
• http://localhost:8080/helloadmin
• http://localhost:8080/403

添加权限验证

上节内容我们搭建了一个简单的网页应用，但是其中完全没有任何登录、登出、权限验证等等的处理，只能保证每个页面的简单访问。接下来我们就来用Spring Security添加这些功能。

添加Spring Security配置

我们首先使用Spring Security帮我们做登录、登出的处理，以及当用户未登录时只能访问http://localhost:8080/以及http://localhost:8080/login两个页面。

从数据库中获取用户信息的操作是必不可少的，我们首先来实现UserDetailsService，这个接口需要我们实现一个方法：loadUserByUsername。即通过用户名加载与该用户的用户名、密码以及权限相关的信息。

public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService 

    @Autowired UserRepository userRepository;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException 
        User user = userRepository.findByUsername(username);
        if(user == null)
            throw new UsernameNotFoundException("not found");
        
        List<SimpleGrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
        authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(user.getRole().name()));
        System.err.println("username is " + username + ", " + user.getRole().name());
        return new org.springframework.security.core.userdetails.User(user.getUsername(),
                user.getPassword(), authorities);
    

然后我们添加一个SecurityConfig类来对Security进行配置，使AuthenticationManager使用我们的CustomUserDetailsService来获取用户信息：

@Configuration
@EnableWebMvcSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter 

    @Override
    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService() 
        return new CustomUserDetailsService();
    

    @Override  
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth)  
            throws Exception   
        auth.userDetailsService(userDetailsService());  
      

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception 
        http
            .authorizeRequests()
                .antMatchers("/", "/home").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
            .formLogin()
                .loginPage("/login")
                .defaultSuccessUrl("/helloadmin")
                .permitAll()
                .and()
            .logout()
                .permitAll();
    

我们可以看到，SecurityConfig上添加了@EnableWebMvcSecurity标注，使得Spring Security提供并且支持了Spring MVC的集成。

同时，SecurityConfig还继承了WebSecurityConfigurerAdapter类，并覆盖了其中的几个方法：

• userDetailsService()将我们自定义的CustomUserDetailsService实例化并添加进security的上下文当中
• configure(AuthenticationManagerBuilder auth) 在该方法中，我们使AuthenticationManager使用CustomUserDetailsService作为其UserDetailsService实例。
• configure(HttpSecurity http) 对URL进行权限配置，使得"/", "/home"不需要登录就可以访问，其他需要登录。登录的地址是'/login'，当登录成功后将跳转到/helloadmin页面，并且登录、登出页面都是不需要登录就可以访问的。

这时候重启我们的应用，再次访问http://localhost:8080/hellouser，你会发现网页会自动跳转到登录页面，同时，我们的登录、登出功能已经实现好了。

实现一个UserDetailsService，再对Spring Security进行配置，这样，登录、登出以及登录的验证功能就可以实现啦，怎么样，是不是特别的简单。

添加角色验证

之前系统设计时，我们将用户分成了管理员与普通用户，那么，如何将这两类用户访问的页面分开，使得普通用户看不见管理员相关的页面呢？很简单，我们可以通过两行标注来实现这个功能，修改HomeController：

@RequestMapping(value = "/helloadmin", method=RequestMethod.GET)
@PreAuthorize("hasAnyRole('admin')")
public String helloAdmin()
    return "helloAdmin";


@RequestMapping(value = "/hellouser", method=RequestMethod.GET)
@PreAuthorize("hasAnyRole('admin', 'user')")
public String helloUser()
    return "helloUser";

修改helloAdmin和helloUser方法，添加@PreAuthorize标注，当我们访问这两个URL的时候，Spring Security会帮我们验证当前用户是否有权限访问该地址。

现在重新启动服务，用user账号登陆，访问'http://localhost:8080/helloadmin'，怎么样，是不是看见403页面啦。添加角色控制，就是这么简单。

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