Apache-Shiro

Posted 2021-01-07 Mr.Aaron

1.1 shiro介绍

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架,执行身份验证、授权、密码学和会话管理。使用Shiro的易于理解的API,您可以快速、轻松地获得任何应用程序,从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

三个核心组件：Subject, SecurityManager 和 Realms.

• Subject

即“当前操作用户”。但是，在Shiro中，Subject这一概念并不仅仅指人，也可以是第三方进程、后台帐户（Daemon Account）或其他类似事物。它仅仅意味着“当前跟软件交互的东西”。但考虑到大多数目的和用途，你可以把它认为是Shiro的“用户”概念。Subject代表了当前用户的安全操作，SecurityManager则管理所有用户的安全操作。

• SecurityManager

它是Shiro框架的核心，典型的Facade模式，Shiro通过SecurityManager来管理内部组件实例，并通过它来提供安全管理的各种服务。

• Realm

Realm充当了Shiro与应用安全数据间的“桥梁”或者“连接器”。也就是说，当对用户执行认证（登录）和授权（访问控制）验证时，Shiro会从应用配置的Realm中查找用户及其权限信息。

1.2 Shiro 体系结构

 

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。

记住一点，Shiro 不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计/提供；然后通过相应的接口注入给 Shiro 即可。

 

1.3 Shiro运行原理

 

 

Application Code:应用程序代码，就是我们自己的编码，如果在程序中需要进行权限控制，需要调用Subject的API.

Subject:主体，代表的了当前用户。所有的Subject都绑定到SecurityManager，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager,可以将Subject当成一个门面，而真正执行者是SecurityManager.

SecurityManage:安全管理器，所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互，并且它管理所有的Subject.

Realm:域 shiro是从Realm来获取安全数据（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； 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：

 

1) Subject：主体，可以看到主体可以是任何与应用交互的“用户”。

2) 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。

3) 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。

4) 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。

5) 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。

6) 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。

7) 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。

8) 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。

9) 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。

2.3 过滤器

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：

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/admins/**=anon # 表示该 uri 可以匿名访问 /admins/**=auth # 表示该 uri 需要认证才能访问 /admins/**=authcBasic # 表示该 uri 需要 httpBasic 认证 /admins/**=perms[user:add:*] # 表示该 uri 需要认证用户拥有 user:add:* 权限才能访问 /admins/**=port[8081] # 表示该 uri 需要使用 8081 端口 /admins/**=rest[user] # 相当于 /admins/**=perms[user:method]，其中，method 表示 get、post、delete 等 /admins/**=roles[admin] # 表示该 uri 需要认证用户拥有 admin 角色才能访问 /admins/**=ssl # 表示该 uri 需要使用 https 协议 /admins/**=user # 表示该 uri 需要认证或通过记住我认证才能访问 /logout=logout # 表示注销,可以当作固定配置

 

注意：

anon，authcBasic，auchc，user 是认证过滤器。

perms，roles，ssl，rest，port 是授权过滤器。

1.4 Shiro快速入门

1.4.1 案例1

添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-core</artifactId>
    <version>1.4.0</version>
</dependency>

配置文件 shiro.ini

[users]
zhang=123
tom=456

代码

// 创建一个SecurityManager工厂，此处使用的是ini配置文件初始化SecurityManager
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
// 通过工厂获取一个SecurityManager
SecurityManager instance = factory.getInstance();
// 绑定给SecurityUtils
SecurityUtils.setSecurityManager(instance);
// 获取一个Subject
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
// 创建用户名密码验证的token
UsernamePasswordToken upt = new UsernamePasswordToken("tom", "456");
try {
    // 登录
    subject.login(upt);
    System.out.println("身份验证成功");
} catch (AuthenticationException e) {
    System.out.println(e);
    System.out.println("身份验证失败");
}
// 退出
subject.logout();

1.4.2 案例2

配置文件 shiro-realm.ini

myrealm1=cn.itcast.demo2.MyRealm
securityManager.realms=$myrealm1

代码

Realm代码

public class MyRealm implements Realm {

    // 根据token获取认证信息
    public AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        // 获取用户名
        String username = (String) token.getPrincipal();        

        //获取密码
        char[] ch = (char[]) token.getCredentials();
        String password=new String(ch);
        
        if(!"tom".equals(username)){
            throw new UnknownAccountException();
        }
        if(!"123".equals(password)){
            throw new IncorrectCredentialsException();
        }
        
        return new SimpleAuthenticationInfo(username,password,getName());
    }

    // 返回一个唯一的realm名称
    public String getName() {
        return "myrealm1";
    }

    // 判断realm是否支持token
    public boolean supports(AuthenticationToken arg0) {
        return arg0 instanceof UsernamePasswordToken;
    }
}

测试代码

 

1.4.3 案例3

配置文件shiro-jdbc-realm.ini

[main]
jdbcRealm=org.apache.shiro.realm.jdbc.JdbcRealm
dataSource=com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource
dataSource.driverClass=com.mysql.jdbc.Driver
dataSource.jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/shirodemo
dataSource.user=root
dataSource.password=abc
jdbcRealm.dataSource=$dataSource
securityManager.realms=$jdbcRealm

代码

 

1.4.4 案例4

配置文件 shiro-roles.ini

[users]
tom=123,role1
[roles]
role1=admin:add,admin:update,admin:delete,admin:select
roles=user:select

代码

 

1.5 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。

1.5.1 maven依赖

 

1.5.2 web.xml文件中配置

<listener>
    <listener-class>org.apache.shiro.web.env.EnvironmentLoaderListener</listener-class>
</listener>
<filter>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <filter-class>org.apache.shiro.web.servlet.ShiroFilter</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

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

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：

 

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。

1.5.3 shiro.ini

[users]
zhang=123
tom=456

1.5.4 jsp代码

login.jsp

 

success.jsp

 

1.5.5 servlet代码

LoginServlet

 

1.6 Shiro与spring集成

在企业开发中，使用spring集成shiro方案是常见的做法。

1.6.1 在web.xml文件中配置

 

DelegatingFilterProxy 作用是自动到 spring 容器查找名字为 shiroFilter（filter-name）的 bean

并把所有 Filter 的操作委托给它

1.6.2 在applicationContext.xml文件中配置

 

1.6.3 url级别权限控制

 

ShiroFilter具有上面10个Filter校验功能！！！！

•  anon 不需要认证和登陆 可以访问
•  authc 必须认证后才能访问
•  perms 必须具有某个权限才能访问
•  roles  必须具有某个角色才能访问
•  port 请求必须符合端口才能访问
•  rest 限制HTTP请求方式 post、get
•  ssl 必须用https才能访问
•  user 必须存在用户才能访问

存在用户（cookie）和认证（session）不一样

logout 必须session里面没有这个用户才能访问

1.6.4 自定义realm实现授权与认证

创建自定义realm实现类

 

自定义realm一般是继承AuthorizingRealm,因为它提供了认证与授权功能

 

认证操作

 

授权操作

 

Spring的配置文件中修改

 

Action中调用

 

Dao中操作

 

1.6.5 注解方式实现权限控制

Shiro为我们提供了学用注解

 

 

在spring配置文件中配置

<bean id="lifecycle" class="org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor">
</bean>
<bean
    class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"
    depends-on="lifecycle" >
    <property name="proxyTargetClass" value="true"></property>
    </bean>
<bean
    class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
    <property name="securityManager" ref="securityManager" />
</bean>

a) 业务层注解权限控制

注意事项1

因为我们是在实现类上去使用的注解，需要我们指定代码方式

 

注意事项2

在service层因为权限出现问题，那么会产生异常，我们需要在表现层进行处理，类似如下代码

 

b) 表现层注解权限控制

注意事项

 

1.7 Shiro整合ehcache

1. 导入ehcache的maven依赖

 

 　　2.在src/main/resource下提供ehcache的配置文件

 

 　　3.将ehcache缓存管理交给spring管理

 

 

　　4.Shiro整合ehcache缓存管理器

 

 

　　5.将缓存管理器注入给安全管理器

 

　　6.在realm中引入缓存管理

 

 

1.8 Shiro总结

Shiro为程序共提供了四种权限控制方式

1.8.1 第一种

url级别权限控制

 

1.8.2 第二种

方法注解权限控制

 

1.8.3 第三种

代码级别权限控制

 

 

1.8.4 第四种

页面标签权限控制

 

例如: