shiro框架详解

1. shiro简介以及功能描述

Shiro 是 Java 的一个安全框架。目前，使用 Apache Shiro 的人越来越多，因为它相 当简单，对比 Spring
Security，可能没有 Spring Security 做的功能强大，但是在实际工作时 可能并不需要那么复杂的东西，所以使用小而简单的
Shiro 就足够了。

 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
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。

2. shiro实现原理理解

 也就是说对于我们而言，最简单的一个 Shiro 应用：
应用代码通过 Subject 来进行认证和授权，而 Subject 又委托给 SecurityManager； 我们需要给 Shiro 的 SecurityManager 注入 Realm，从而让 SecurityManager 能得到合法
的用户及其权限进行判断。

3. shiro的架构理解

 Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；
SecurityManager ： 相 当 于 SpringMVC 中 的 DispatcherServlet 或 者 Struts2 中的
FilterDispatcher；是 Shiro 的心脏；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，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，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；可以是 JDBC 实现，也可以是 LDAP 实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的 Realm；
SessionManager：如果写过 Servlet 就应该知道 Session 的概念，Session 呢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、EJB 等环境；所有呢，Shiro 就抽象了一个自己的 Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在 Web 环境用，刚开始是一台Web 服务器；接着又上了台 EJB 服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，
这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到 Memcached 服务器）；
SessionDAO：DAO 大家都用过，数据访问对象，用于会话的 CRUD，比如我们想把 Session保存到数据库，那么可以实现自己的 SessionDAO，通过如 JDBC 写到数据库；比如想把Session 放到 Memcached 中，可以实现自己的 Memcached SessionDAO；另外 SessionDAO中可以使用 Cache 进行缓存，以提高性能；
CacheManager：缓存控制器，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。

4. shiro认证功能（Authentication）流程

流程图：

@Test
public void testHelloworld() {
//1、获取 SecurityManager 工厂，此处使用 Ini 配置文件初始化 SecurityManager
Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory =
new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
//2、得到 SecurityManager 实例 并绑定给 SecurityUtils
org.apache.shiro.mgt.SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
//3、得到 Subject 及创建用户名/密码身份验证 Token（即用户身份/凭证）
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
// UsernamePasswordToken 继承
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");
try {
//4、登录，即身份验证
subject.login(token);
} catch (AuthenticationException e) {
//5、身份验证失败
}
Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated()); //断言用户已经登录
//6、退出
subject.logout();

1、UsernamePasswordToken 实现HostAuthenticationToken和RemeberAuthenticationToken，HostAuthenticationToken实现AuthenticationToken
2、首先调用 Subject.login(token)进行登录，其会自动委托给 Security Manager，调用之前必
须通过 SecurityUtils. setSecurityManager()设置；
3、SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑；它会委托给 Authenticator 进行身份验证；SecurityManager j接口继承Authenticator、Authrizer、sessionManage接口
4、Authenticator 才是真正的身份验证者，Shiro API 中核心的身份认证入口点，此处可以自
定义插入自己的实现；
5、Authenticator 可能会委托给相应的 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证，默认
ModularRealmAuthenticator 会调用 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证；
6、Authenticator 会把相应的 token 传入 Realm，从 Realm 获取身份验证信息，如果没有返
回/抛出异常表示身份验证失败了。此处可以配置多个 Realm，将按照相应的顺序及策略进
行访问。

 SecurityManager实现类结构关系。

 Realm

 一般继承 AuthorizingRealm（授权）即可；其继承了 AuthenticatingRealm（即身份验证），而且也间接继承了 CachingRealm（带有缓存实现），重写里面AuthenticationInfo 认证和doGetAuthorizationInfo授权方法。

5. shiro授权实现的方式以及流程

• 基于角色的访问控制（隐式角色）
• 基于资源的访问控制（显示角色）
• 实现方式：
• // 1. 编程式（单个和多个角色）
• subject.hasRole(“admin”)， Array.aslist("admin1","admin2");
• //2. 注解
• @RequiresRoles("admin")
• //3. 页面控制
• <shiro:hasRole name="admin">
• //4. shiro配置文件中配置
•  <property name="filterChainDefinitions">
•             <value>
•                 /commons/** = anon
•                 /plugins/** = anon
•                 /assets/** = anon
•                 /css/** = anon
•                 /js/** = anon
•                 /img/** = anon
•                 /fonts/** = anon
•                 /bootstrap/** = anon
•                 /login = anon
•                 /interface/** = anon
•                 /** = user
•                 
•             </value>
• </property>
• shiro 拦截器规则：
• 

   

   

   实现流程：

• 

• 

  6. shiro集成spring框架代码实现

  引入的shiro-All jar包

           <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.shiro/shiro-all  shiro-->

          <dependency>

              <groupId>org.apache.shiro</groupId>

              <artifactId>shiro-all</artifactId>

              <version>1.4.0</version>

              <type>pom</type>

          </dependency>

          

          <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.ehcache/ehcache  缓存-->

          <dependency>

              <groupId>org.ehcache</groupId>

              <artifactId>ehcache</artifactId>

              <version>3.6.0</version>

          </dependency>

   在web.xml中配置shiroFilter

• <filter>
• <filter-name>shiroFilter</filter-name>
• <!--通过代理设置，有spring 创建交由servlet管理 -->
• <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
• <init-param>
•  <!--表示用bean 的生命周期由servlet管理 -->
• <param-name>targetFilterLifecycle</param-name>
• <param-value>true</param-value>
• </init-param>
• <init-param>
•  <!--表示spring中bean的id，若不配置，改属性默认和filter-name一致-->
• <param-name>targetBeanName</param-name>
• <param-value>shiroFilter</param-value>
• </init-param>
• </filter>
• <filter-mapping>
• <filter-name>shiroFilter</filter-name>
• <url-pattern>/*</url-pattern>
• <dispatcher>REQUEST</dispatcher>
• <dispatcher>FORWARD</dispatcher>
• </filter-mapping>
• 添加spring-shiro.xml配置文件
• <ml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
• <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
•        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
•        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd">
•     <!-- 定义shiro安全管理器，并配置需要实现的功能-->
•     <bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.mgt.DefaultSecurityManager">
•    <!--实现realm功能-->
•    <property name="shiroRealm"   ref="shiroRealm"/>
•     <!--实现cacheManager功能-->
•     <property name="cacheManager" ref="cacheManager"/>
•      <!--实现seeionManager功能-->
•     <property name="sessionManager" ref="sessionManager"/>
•     <!--实现记住我功能-->
•     <property name="remeberMe"  ref="remeberMe"/>
•     </bean>
• <!-- 定义自己实现的realm域,并配置凭证匹配器-->
•     <bean id="shiroRealm" class="com.entity.ShiroRealm">
•         <property name="credentialsMatcher" ref="credentialsMatcher"/>
•     </bean>
• <!-- 配置shiro过滤器-->
• <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">
•     <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
•     <property name="loginUrl" value="/login"/>
•     <property name="successUrl" value="/index"/>
•     <property name="unauthorizedUrl" value="/unauth"/>
•     <property name="filterChainDefinitions">
•         <value>
•             /commons/** = anon
•             /plugins/** = anon
•             /assets/** = anon
•             /css/** = anon
•             /js/** = anon
•             /img/** = anon
•             /fonts/** = anon
•             /bootstrap/** = anon
•             /index = user           <!--user表示用remeberMe功能-->
•             /login = anon           <!--登录页面可以匿名访问 -->
•             /interface/** = anon     <!--anon表示可以匿名访问-->
•             /logout=logout          <!--登出功能 -->
•             /** = user
•         </value>
•     </property>
• </bean>
•     <!--配置logout登出管理，id只能为logout，并且在shiro拦截器中需要定义lgout-->
•     <bean id="logout" class="org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter">
•         <property name="redirectUrl" value="/login"/>
•     </bean>
• <!--实现cacha缓存，读取ehcache配置文件-->
•     <bean id="cacheManager" class="org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager">
•     <property name="cacheManagerConfigFile" value="classpath:config/ehcache.xml"/>
•     </bean>
•  <!--配置session管理器-->
•     <bean id="sessionManager" class="org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager">
•         <property name="globalSessionTimeout" ref="300000"/>
•         <property name="deleteInvalidSessions" value="true"/>
•     </bean>
•     <!--设置记住我-->
•     <bean id="remeberMe" class="org.apache.shiro.web.mgt.CookieRememberMeManager">
•     <property name="cookie" ref="remeberMeCookies"/>
•     </bean>
• <!-- cookis配置-->
•     <bean id="remeberMeCookies"  class="org.apache.shiro.web.servlet.SimpleCookie">
•         <!--设置最大存活时间和cookie名称-->
•         <property name="maxAge" value="604800"/>
•         <property name="name" value="remeberMe"/>
•     </bean>
•     <!--开启shiro权限注解功能,并配置securityManager属性-->
•     <aop:config proxy-target-class="true"></aop:config>
•     <bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
•         <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
•     </bean>
• <!--定义凭证匹配器，也就是对密码进行算法加密和次数-->
•     <bean id="credentialsMatcher" class="org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher">
•         <property name="hashAlgorithmName" value="md5"/>
•         <property name="hashIterations" value="2"/>
•     </bean>
• <!--配置ahtuc过滤器（表单域名称),在页面中账号和密码的name属性的值必须和下面定义的相同-->
•     <bean id ="authc" class="org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter">
•         <property name="usernameParam" value="username"/>
•         <property name="passwordParam" value="password"/>
•         <property name="rememberMeParam" value="remeberMe"/>
•     </bean>
•     <!--异常处理-->
•     <bean class="org.springframework.web.servlet.handler.SimpleMappingExceptionResolver">
•         <property name="exceptionMappings" >
•  <props>
• <!--认证异常和授权异常 -->
•      <prop key="org.apache.shiro.authz.UnauthenticatedException">login</prop>
•      <prop key="org.apache.shiro.authz.UnauthorizedException">refuse</prop>
•  </props>
•         </property>
•     </bean>
•     <!-- 保证实现了Shiro内部lifecycle函数的bean执行，另一种实现注解的方式 -->
•   <!--  <bean id="lifecycleBeanPostProcessor" class="org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor"/>
•     &lt;!&ndash; AOP式方法级权限检查 &ndash;&gt;
•     <bean
•             class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"
•             depends-on="lifecycleBeanPostProcessor">
•         <property name="proxyTargetClass" value="false" />
•     </bean>
•     &lt;!&ndash; 启用shrio授权注解拦截方式 &ndash;&gt;
•     <bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
•         <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
•     </bean>-->
• </beans>
• ehcache配置文件
• <ehcache>
•     <!-- 指定一个目录：当 EHCache 把数据写到硬盘上时, 将把数据写到这个目录下.-->
•     <diskStore path="d:\tempDirectory"/>
•     <!-- 设置缓存的默认数据过期策略 -->
•     <defaultCache
•             maxElementsInMemory="10000"
•             eternal="false"
•             timeToIdleSeconds="120"
•             timeToLiveSeconds="120"
•             overflowToDisk="true"
•     />
•     <!--
•         设定具体的命名缓存的数据过期策略。每个命名缓存代表一个缓存区域
•         缓存区域(region)：一个具有名称的缓存块，可以给每一个缓存块设置不同的缓存策略。
•         如果没有设置任何的缓存区域，则所有被缓存的对象，都将使用默认的缓存策略。即：<defaultCache.../>
•         Hibernate 在不同的缓存区域保存不同的类/集合。
•          对于类而言，区域的名称是类名。如:com.atguigu.domain.Customer
•          对于集合而言，区域的名称是类名加属性名。如com.atguigu.domain.Customer.orders
•     -->
•     <!--
•         name: 设置缓存的名字,它的取值为类的全限定名或类的集合的名字
•         maxElementsInMemory: 设置基于内存的缓存中可存放的对象最大数目
•         eternal: 设置对象是否为永久的, true表示永不过期, 此时将忽略timeToIdleSeconds 和 timeToLiveSeconds属性; 默认值是false
•      　 timeToIdleSeconds:设置对象空闲最长时间,以秒为单位, 超过这个时间,对象过期。当对象过期时,EHCache会把它从缓存中清除。如果此值为0,表示对象可以无限期地　　　　　　　　　　　　　　　　  处于空闲状态。
•         timeToLiveSeconds:设置对象生存最长时间,超过这个时间,对象过期。如果此值为0,表示对象可以无限期地存在于缓存中.
• 　　　　　　　　　　　　　　　　该属性值必须大于或等于 timeToIdleSeconds 属性值
•         overflowToDisk:设置基于内存的缓存中的对象数目达到上限后,是否把溢出的对象写到基于硬盘的缓存中
•     -->
•     <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Employee"
•            maxElementsInMemory="1"
•            eternal="false"
•            timeToIdleSeconds="300"
•            timeToLiveSeconds="600"
•            overflowToDisk="true"
•     />
•     <cache name="com.atguigu.hibernate.entities.Department.emps"
•            maxElementsInMemory="1000"
•            eternal="true"
•            timeToIdleSeconds="0"
•            timeToLiveSeconds="0"
•            overflowToDisk="false"
•     />
• </ehcache>
• 用户实体类 （实现Serializable）
• public class StudentDTO implements Serializable {
•     private String stuNo; //学生学号
•     private String stuName; //名字
•     private String stuAge; //年龄
•     private  String cno; //课程号
•     private  String score; //分数
•     private String stuGender;//性别
•     private String password; //密码
•     private String salt; //密码加密盐
•     /** 更新时间 */
•     private Date modifyDate;
•     public String getStuNo() {
•         return stuNo;
•     }
•     public void setStuNo(String stuNo) {
•         this.stuNo = stuNo;
•     }
•     public String getStuName() {
•         return stuName;
•     }
•     public void setStuName(String stuName) {
•         this.stuName = stuName;
•     }
•     public String getStuAge() {
•         return stuAge;
•     }
•     public void setStuAge(String stuAge) {
•         this.stuAge = stuAge;
•     }
•     public String getStuGender() {
•         return stuGender;
•     }
•     public void setStuGender(String stuGender) {
•         this.stuGender = stuGender;
•     }
•     public String getCno() {
•         return cno;
•     }
•     public void setCno(String cno) {
•         this.cno = cno;
•     }
•     public String getScore() {
•         return score;
•     }
•     public void setScore(String score) {
•         this.score = score;
•     }
•     public Date getModifyDate() {
•         return modifyDate;
•     }
•     public void setModifyDate(Date modifyDate) {
•         this.modifyDate = modifyDate;
•     }
•     public String getPassword() {
•         return password;
•     }
•     public void setPassword(String password) {
•         this.password = password;
•     }
•     public String getSalt() {
•         return salt;
•     }
•     public void setSalt(String salt) {
•         this.salt = salt;
•     }
• }
• 自定义的ShiroRealm域
•     @Autowired
•     StudentService studentService;
•     @Override
•     protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
•  
•         // 从 principals获取主身份信息,将getPrimaryPrincipal方法返回值转为真实身份类型（在上边的doGetAuthenticationInfo认证通过填充到SimpleAuthenticationInfo中身份类型），
•         String userName = (String) principalCollection.getPrimaryPrincipal()
•         
•         // 根据身份信息获取权限信息,模拟从数据库获取到数据
•         List<String> permissions = new ArrayList<String>();
•         permissions.add("user:create");// 用户的创建
•         permissions.add("items:add");// 商品添加权限
•       
•         // 查到权限数据，返回授权信息(要包括 上边的permissions)
•         SimpleAuthorizationInfo simpleAuthorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
•         // 将上边查询到授权信息填充到simpleAuthorizationInfo对象中
•         simpleAuthorizationInfo.addStringPermissions(permissions);
•         return simpleAuthorizationInfo;
•     
•     }
•     @Override
•     protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
•         UsernamePasswordToken token = (UsernamePasswordToken) authenticationToken;
•         //从authenticationToken获取用户名
•         StudentDTO un = studentService.getStudentDTOBystuNo(token.getUsername());
•         // 账号不存在
•         if (un == null) {
•             return null;
•         }
•         //去认证
•         return new SimpleAuthenticationInfo(un, un.getPassword(), ByteSource.Util.bytes(un.getSalt()),getName());
•     }
•     //清理缓存方法
•     public void clearCache(){
•         Subject subject= SecurityUtils.getSubject();
•         //获得用户信息，并清除
•         super.clearCache(subject.getPrincipals());
•     }
• }
• 常用的权限注解
• @RequiresAuthentication
  表示当前 Subject 已经通过 login 进行了身份验证；即 Subject. isAuthenticated()返回 true
  @RequiresUser
  表示当前 Subject 已经身份验证或者通过记住我登录的。
  @RequiresGuest
  表示当前 Subject 没有身份验证或通过记住我登录过，即是游客身份
  @RequiresRoles(value={“admin”, “user”}, logical= Logical.AND)
  表示当前 Subject 需要角色 admin 和 user。
  @RequiresPermissions (value={“user:a”, “user:b”}, logical= Logical.OR)
  表示当前 Subject 需要权限 user:a 或 user:b
• shiro 框架controller实现
• @SystemControllerLog(operatePoint=OperatePointConstants.LOGIN, operateType=OperateTypeConstants.LOGIN)
•    @PostMapping("/login")
•    @CsrfToken(remove = true)
•    @ResponseBody
•    public Object loginPost(String username, String password) {
•        logger.info("POST请求登录");
•        if (StringUtils.isBlank(username)) {
•            return renderError("用户名不能为空");
•        }
•        if (StringUtils.isBlank(password)) {
•            return renderError("密码不能为空");
•        }else{
•        password = SymmetricEncoder.encryptStr(secretkey, password);
•         LOGGER.info(password);
•        }
•        Subject user = SecurityUtils.getSubject();
•        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username,password);
•        Result result=new Result();
•        try {
•            user.login(token);                                                                                                                                                          //在这一步跳入入自己实现的域即shiroDbRealm中验证
•            return renderSuccess();
•        } catch (UnknownAccountException e) {
•        result.setMsg("账号不存在");
•        return result;
•            /*throw new RuntimeException("账号不存在！", e);*/
•        } catch (DisabledAccountException e) {
•        result.setMsg("账号未启用");
•        return result;
•            /*throw new RuntimeException("账号未启用", e);*/
•        } catch (IncorrectCredentialsException e) {
•        result.setMsg("密码错误,请重试");
•        return result;
•            /*throw new RuntimeException("密码错误,请重试", e);*/
•        } catch (Throwable e) {
•        result.setMsg("未知错误,请联系管理员");
•        return result;
•           throw new RuntimeException("未知错误,请联系管理员", e);
•        }
•       
•    }

1、UsernamePasswordToken 实现HostAuthenticationToken和RemeberAuthenticationToken，HostAuthenticationToken实现AuthenticationToken
2、首先调用 Subject.login(token)进行登录，其会自动委托给 Security Manager，调用之前必
须通过 SecurityUtils. setSecurityManager()设置；
3、SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑；它会委托给 Authenticator 进行身份验证；SecurityManager j接口继承Authenticator、Authrizer、sessionManage接口
4、Authenticator 才是真正的身份验证者，Shiro API 中核心的身份认证入口点，此处可以自
定义插入自己的实现；
5、Authenticator 可能会委托给相应的 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证，默认
ModularRealmAuthenticator 会调用 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证；
6、Authenticator 会把相应的 token 传入 Realm，从 Realm 获取身份验证信息，如果没有返
回/抛出异常表示身份验证失败了。此处可以配置多个 Realm，将按照相应的顺序及策略进
行访问。