Shiro Web集成及拦截器机制

Posted 2020-11-17 薛定谔的猫

Shiro与 Web 集成

Shiro 提供了与 Web 集成的支持，其通过一个 ShiroFilter 入口来拦截需要安全控制的 URL，然后进行相应的控制，ShiroFilter 类似于如 Strut2/SpringMVC 这种 web 框架的前端控制器，其是安全控制的入口点，其负责读取配置（如 ini 配置文件），然后判断 URL 是否需要登录 / 权限等工作。

ShiroFilter 入口

Shiro 1.2 及以后版本的配置方式

从 Shiro 1.2 开始引入了 Environment/WebEnvironment 的概念，即由它们的实现提供相应的 SecurityManager 及其相应的依赖。ShiroFilter 会自动找到 Environment 然后获取相应的依赖。

<listener>
   <listener-class>org.apache.shiro.web.env.EnvironmentLoaderListener</listener-class>
</listener>

通过 EnvironmentLoaderListener 来创建相应的 WebEnvironment，并自动绑定到 ServletContext，默认使用 IniWebEnvironment 实现。

可以通过如下配置修改默认实现及其加载的配置文件位置：

<context-param>
   <param-name>shiroEnvironmentClass</param-name>
   <param-value>org.apache.shiro.web.env.IniWebEnvironment</param-value>
</context-param>
    <context-param>
        <param-name>shiroConfigLocations</param-name>
        <param-value>classpath:shiro.ini</param-value>
    </context-param>

shiroConfigLocations 默认是 “/WEB-INF/shiro.ini”，IniWebEnvironment 默认是先从 / WEB-INF/shiro.ini 加载，如果没有就默认加载 classpath:shiro.ini。

与 Spring 集成

<filter>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>targetFilterLifecycle</param-name>
        <param-value>true</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

Web INI 配置

[main]
\\#默认是/login.jsp
authc.loginUrl=/login
roles.unauthorizedUrl=/unauthorized
perms.unauthorizedUrl=/unauthorized
[users]
zhang=123,admin
wang=123
[roles]
admin=user:*,menu:*
[urls]
/login=anon
/unauthorized=anon
/static/**=anon
/authenticated=authc
/role=authc,roles[admin]
/permission=authc,perms["user:create"]

其中最重要的就是 [urls] 部分的配置，其格式是： “url = 拦截器 [参数]，拦截器[参数]”；即如果当前请求的 url 匹配[urls] 部分的某个 url 模式，将会执行其配置的拦截器。比如 anon 拦截器表示匿名访问（即不需要登录即可访问）；authc 拦截器表示需要身份认证通过后才能访问；roles[admin]拦截器表示需要有 admin 角色授权才能访问；而 perms["user:create"]拦截器表示需要有 “user:create” 权限才能访问。

url 模式使用 Ant 风格模式
Ant 路径通配符支持?、、，注意通配符匹配不包括目录分隔符 “/”：
?：匹配一个字符，如”/admin?” 将匹配 / admin1，但不匹配 / admin 或 / admin2；
\\：匹配零个或多个字符串，如 / admin * 将匹配 / admin、/admin123，但不匹配 / admin/1；
**\\：匹配路径中的零个或多个路径，如 / admin/** 将匹配 / admin/a 或 / admin/a/b。

url 模式匹配顺序

url 模式匹配顺序是按照在配置中的声明顺序匹配，即从头开始使用第一个匹配的 url 模式对应的拦截器链。如：

/bb/**=filter1
/bb/aa=filter2
/**=filter3

如果请求的 url 是 “/bb/aa”，因为按照声明顺序进行匹配，那么将使用 filter1 进行拦截。

拦截器将在下一节详细介绍。接着我们来看看身份验证、授权及退出在 web 中如何实现。

身份验证（登录）

首先配置需要身份验证的 url

/authenticated=authc
/role=authc,roles[admin]
/permission=authc,perms["user:create"]

即访问这些地址时会首先判断用户有没有登录，如果没有登录默会跳转到登录页面，默认是 / login.jsp，可以通过在 [main] 部分通过如下配置修改：

authc.loginUrl=/login

 

Shiro 拦截器机制

拦截器机制

拦截器介绍

Shiro 使用了与 Servlet 一样的 Filter 接口进行扩展；所以如果对 Filter 不熟悉可以参考《Servlet 3.1 规范》http://www.iteye.com/blogs/subjects/Servlet-3-1了解 Filter 的工作原理。首先下图是 Shiro 拦截器的基础类图：

1、NameableFilter
NameableFilter 给 Filter 起个名字，如果没有设置默认就是 FilterName；还记得之前的如 authc 吗？当我们组装拦截器链时会根据这个名字找到相应的拦截器实例；

2、OncePerRequestFilter
OncePerRequestFilter 用于防止多次执行 Filter 的；也就是说一次请求只会走一次拦截器链；另外提供 enabled 属性，表示是否开启该拦截器实例，默认 enabled=true 表示开启，如果不想让某个拦截器工作，可以设置为 false 即可。

3、ShiroFilter
ShiroFilter 是整个 Shiro 的入口点，用于拦截需要安全控制的请求进行处理，这个之前已经用过了。

4、AdviceFilter
AdviceFilter 提供了 AOP 风格的支持，类似于 SpringMVC 中的 Interceptor：

• preHandler：类似于 AOP 中的前置增强；在拦截器链执行之前执行；如果返回 true 则继续拦截器链；否则中断后续的拦截器链的执行直接返回；进行预处理（如基于表单的身份验证、授权）
• postHandle：类似于 AOP 中的后置返回增强；在拦截器链执行完成后执行；进行后处理（如记录执行时间之类的）；
• afterCompletion：类似于 AOP 中的后置最终增强；即不管有没有异常都会执行；可以进行清理资源（如接触 Subject 与线程的绑定之类的）；

5、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter 提供了基于 Ant 风格的请求路径匹配功能及拦截器参数解析的功能，如“roles[admin,user]”自动根据“，”分割解析到一个路径参数配置并绑定到相应的路径：

pathsMatch：该方法用于 path 与请求路径进行匹配的方法；如果匹配返回 true；
onPreHandle：在 preHandle 中，当 pathsMatch 匹配一个路径后，会调用 opPreHandler 方法并将路径绑定参数配置传给 mappedValue；然后可以在这个方法中进行一些验证（如角色授权），如果验证失败可以返回 false 中断流程；默认返回 true；也就是说子类可以只实现 onPreHandle 即可，无须实现 preHandle。如果没有 path 与请求路径匹配，默认是通过的（即 preHandle 返回 true）。

6、AccessControlFilter

AccessControlFilter 提供了访问控制的基础功能；比如是否允许访问/当访问拒绝时如何处理等：

isAccessAllowed：表示是否允许访问；mappedValue 就是[urls]配置中拦截器参数部分，如果允许访问返回 true，否则 false；

onAccessDenied：表示当访问拒绝时是否已经处理了；如果返回 true 表示需要继续处理；如果返回 false 表示该拦截器实例已经处理了，将直接返回即可。

onPreHandle 会自动调用这两个方法决定是否继续处理：

boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue) || onAccessDenied(request, response, mappedValue);
}

 

另外 AccessControlFilter 还提供了如下方法用于处理如登录成功后/重定向到上一个请求：

void setLoginUrl(String loginUrl) //身份验证时使用，默认/login.jsp
String getLoginUrl()
Subject getSubject(ServletRequest request, ServletResponse response) //获取Subject 实例
boolean isLoginRequest(ServletRequest request, ServletResponse response)//当前请求是否是登录请求
void saveRequestAndRedirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException //将当前请求保存起来并重定向到登录页面
void saveRequest(ServletRequest request) //将请求保存起来，如登录成功后再重定向回该请求
void redirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) //重定向到登录页面

比如基于表单的身份验证就需要使用这些功能。

到此基本的拦截器就完事了，如果我们想进行访问访问的控制就可以继承 AccessControlFilter；如果我们要添加一些通用数据我们可以直接继承 PathMatchingFilter。

基于表单登录拦截器

之前我们已经使用过 Shiro 内置的基于表单登录的拦截器了，此处自己做一个类似的基于表单登录的拦截器。

public class FormLoginFilter extends PathMatchingFilter {
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    private String successUrl = "/";
    @Override
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        if(SecurityUtils.getSubject().isAuthenticated()) {
            return true;//已经登录过
        }
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
        if(isLoginRequest(req)) {
            if("post".equalsIgnoreCase(req.getMethod())) {//form表单提交
                boolean loginSuccess = login(req); //登录
                if(loginSuccess) {
                    return redirectToSuccessUrl(req, resp);
                }
            }
            return true;//继续过滤器链
        } else {//保存当前地址并重定向到登录界面
            saveRequestAndRedirectToLogin(req, resp);
            return false;
        }
    }
    private boolean redirectToSuccessUrl(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.redirectToSavedRequest(req, resp, successUrl);
        return false;
    }
    private void saveRequestAndRedirectToLogin(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.saveRequest(req);
        WebUtils.issueRedirect(req, resp, loginUrl);
    }
    private boolean login(HttpServletRequest req) {
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        try {
            SecurityUtils.getSubject().login(new UsernamePasswordToken(username, password));
        } catch (Exception e) {
            req.setAttribute("shiroLoginFailure", e.getClass());
            return false;
        }
        return true;
    }
    private boolean isLoginRequest(HttpServletRequest req) {
        return pathsMatch(loginUrl, WebUtils.getPathWithinApplication(req));
    }
}

onPreHandle 主要流程：

1. 首先判断是否已经登录过了，如果已经登录过了继续拦截器链即可；
2. 如果没有登录，看看是否是登录请求，如果是 get 方法的登录页面请求，则继续拦截器链（到请求页面），否则如果是 get 方法的其他页面请求则保存当前请求并重定向到登录页面；
3. 如果是 post 方法的登录页面表单提交请求，则收集用户名 / 密码登录即可，如果失败了保存错误消息到 “shiroLoginFailure” 并返回到登录页面；
4. 如果登录成功了，且之前有保存的请求，则重定向到之前的这个请求，否则到默认的成功页面。

shiro.ini 配置

[filters]
formLogin=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.FormLoginFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin
/login.jsp=formLogin

任意角色授权拦截器

Shiro 提供 roles 拦截器，其验证用户拥有所有角色，没有提供验证用户拥有任意角色的拦截器。

public class AnyRolesFilter extends AccessControlFilter {
    private String unauthorizedUrl = "/unauthorized.jsp";
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        String[] roles = (String[])mappedValue;
        if(roles == null) {
            return true;//如果没有设置角色参数，默认成功
        }
        for(String role : roles) {
            if(getSubject(request, response).hasRole(role)) {
                return true;
            }
        }
        return false;//跳到onAccessDenied处理
    }
    @Override
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        Subject subject = getSubject(request, response);
        if (subject.getPrincipal() == null) {//表示没有登录，重定向到登录页面
            saveRequest(request);
            WebUtils.issueRedirect(request, response, loginUrl);
        } else {
            if (StringUtils.hasText(unauthorizedUrl)) {//如果有未授权页面跳转过去
                WebUtils.issueRedirect(request, response, unauthorizedUrl);
            } else {//否则返回401未授权状态码
                WebUtils.toHttp(response).sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
            }
        }
        return false;
    }
} 

流程：

1. 首先判断用户有没有任意角色，如果没有返回 false，将到 onAccessDenied 进行处理；
2. 如果用户没有角色，接着判断用户有没有登录，如果没有登录先重定向到登录；
3. 如果用户没有角色且设置了未授权页面（unauthorizedUrl），那么重定向到未授权页面；否则直接返回 401 未授权错误码。

shiro.ini 配置

[filters]
anyRoles=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.AnyRolesFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin,anyRoles[admin,user]
/login.jsp=formLogin

默认拦截器

Shiro 内置了很多默认的拦截器，比如身份验证、授权等相关的。默认拦截器可以参考 org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter 中的枚举拦截器：

默认拦截器名	拦截器类	说明（括号里的表示默认值）
身份验证相关的
authc	org.apache.shiro.web.filter.authc .FormAuthenticationFilter	基于表单的拦截器；如 “`/**=authc`”，如果没有登录会跳到相应的登录页面登录；主要属性：usernameParam：表单提交的用户名参数名（ username）；  passwordParam：表单提交的密码参数名（password）； rememberMeParam：表单提交的密码参数名（rememberMe）；  loginUrl：登录页面地址（/login.jsp）；successUrl：登录成功后的默认重定向地址； failureKeyAttribute：登录失败后错误信息存储 key（shiroLoginFailure）；
authcBasic	org.apache.shiro.web.filter.authc .BasicHttpAuthenticationFilter	Basic HTTP 身份验证拦截器，主要属性： applicationName：弹出登录框显示的信息（application）；
logout	org.apache.shiro.web.filter.authc .LogoutFilter	退出拦截器，主要属性：redirectUrl：退出成功后重定向的地址（/）; 示例 “/logout=logout”
user	org.apache.shiro.web.filter.authc .UserFilter	用户拦截器，用户已经身份验证 / 记住我登录的都可；示例 “/**=user”
anon	org.apache.shiro.web.filter.authc .AnonymousFilter	匿名拦截器，即不需要登录即可访问；一般用于静态资源过滤；示例 “/static/**=anon”
授权相关的
roles	org.apache.shiro.web.filter.authz .RolesAuthorizationFilter	角色授权拦截器，验证用户是否拥有所有角色；主要属性： loginUrl：登录页面地址（/login.jsp）；unauthorizedUrl：未授权后重定向的地址；示例 “/admin/**=roles[admin]”
perms	org.apache.shiro.web.filter.authz .PermissionsAuthorizationFilter	权限授权拦截器，验证用户是否拥有所有权限；属性和 roles 一样；示例 “/user/**=perms["user:create"]”
port	org.apache.shiro.web.filter.authz .PortFilter	端口拦截器，主要属性：port（80）：可以通过的端口；示例 “/test= port[80]”，如果用户访问该页面是非 80，将自动将请求端口改为 80 并重定向到该 80 端口，其他路径 / 参数等都一样
rest	org.apache.shiro.web.filter.authz .HttpMethodPermissionFilter	rest 风格拦截器，自动根据请求方法构建权限字符串（GET=read, POST=create,PUT=update,DELETE=delete,HEAD=read,TRACE=read,OPTIONS=read, MKCOL=create）构建权限字符串；示例 “/users=rest[user]”，会自动拼出“user:read,user:create,user:update,user:delete” 权限字符串进行权限匹配（所有都得匹配，isPermittedAll）；
ssl	org.apache.shiro.web.filter.authz .SslFilter	SSL 拦截器，只有请求协议是 https 才能通过；否则自动跳转会 https 端口（443）；其他和 port 拦截器一样；
其他
noSessionCreation	org.apache.shiro.web.filter.session .NoSessionCreationFilter	不创建会话拦截器，调用 subject.getSession(false) 不会有什么问题，但是如果 subject.getSession(true) 将抛出 DisabledSessionException 异常；