一、shiro介绍
1.1 什么是shiro
Shiro是apache旗下一个开源框架，它将软件系统的安全认证相关的功能抽取出来，实现用户身份认证，权限授权、加密、会话管理等功能，组成了一个通用的安全认证框架。
1.2 为什么要学shiro
既然shiro将安全认证相关的功能抽取出来组成一个框架，使用shiro就可以非常快速的完成认证、授权等功能的开发，降低系统成本。
shiro使用广泛，shiro可以运行在web应用，非web应用，集群分布式应用中越来越多的用户开始使用shiro。
java领域中spring security(原名Acegi)也是一个开源的权限管理框架，但是spring security依赖spring运行，而shiro就相对独立，最主要是因为shiro使用简单、灵活，所以现在越来越多的用户选择shiro。
1.3 Shiro架构
1.3.1 Subject
Subject即主体，外部应用与subject进行交互，subject记录了当前操作用户，将用户的概念理解为当前操作的主体，可能是一个通过浏览器请求的用户，也可能是一个运行的程序。 Subject在shiro中是一个接口，接口中定义了很多认证授相关的方法，外部程序通过subject进行认证授，而subject是通过SecurityManager安全管理器进行认证授权
1.3.2 SecurityManager
SecurityManager即安全管理器，对全部的subject进行安全管理，它是shiro的核心，负责对所有的subject进行安全管理。通过SecurityManager可以完成subject的认证、授权等，实质上SecurityManager是通过Authenticator进行认证，通过Authorizer进行授权，通过SessionManager进行会话管理等。
SecurityManager是一个接口，继承了Authenticator, Authorizer, SessionManager这三个接口。
1.3.3 Authenticator
Authenticator即认证器，对用户身份进行认证，Authenticator是一个接口，shiro提供ModularRealmAuthenticator实现类，通过ModularRealmAuthenticator基本上可以满足大多数需求，也可以自定义认证器。
1.3.4 Authorizer
Authorizer即授权器，用户通过认证器认证通过，在访问功能时需要通过授权器判断用户是否有此功能的操作权限。
1.3.5 realm
Realm即领域，相当于datasource数据源，securityManager进行安全认证需要通过Realm获取用户权限数据，比如：如果用户身份数据在数据库那么realm就需要从数据库获取用户身份信息。
注意：不要把realm理解成只是从数据源取数据，在realm中还有认证授权校验的相关的代码。
1.3.6 sessionManager
sessionManager即会话管理，shiro框架定义了一套会话管理，它不依赖web容器的session，所以shiro可以使用在非web应用上，也可以将分布式应用的会话集中在一点管理，此特性可使它实现单点登录。
1.3.7 SessionDAO
SessionDAO即会话dao，是对session会话操作的一套接口，比如要将session存储到数据库，可以通过jdbc将会话存储到数据库。
1.3.8 CacheManager
CacheManager即缓存管理，将用户权限数据存储在缓存，这样可以提高性能。
1.3.9 Cryptography
Cryptography即密码管理，shiro提供了一套加密/解密的组件，方便开发。比如提供常用的散列、加/解密等功能。
1.4 shiro的jar包
与其它java开源框架类似，将shiro的jar包加入项目就可以使用shiro提供的功能了。shiro-core是核心包必须选用，还提供了与web整合的shiro-web、与spring整合的shiro-spring、与任务调度quartz整合的shiro-quartz等，下边是shiro各jar包的maven坐标。
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-core</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-web</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-spring</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-quartz</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
也可以通过引入shiro-all包括shiro所有的包：
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-all</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>
1.5 认证流程
二、shiro的使用
2.1 shiro.ini
通过Shiro.ini配置文件初始化SecurityManager环境。
配置 eclipse支持ini文件编辑：
在eclipse配置后，在classpath创建shiro.ini配置文件，为了方便测试将用户名和密码配置的shiro.ini配置文件中：
[users] zhang=123 lisi=123
2.2 shiro认证-入门案例
// 用户登陆、用户退出 @Test public void testLoginLogout() { // 构建SecurityManager工厂，IniSecurityManagerFactory可以从ini文件中初始化SecurityManager环境 Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory( "classpath:shiro.ini"); // 通过工厂创建SecurityManager SecurityManager securityManager = factory.getInstance(); // 将securityManager设置到运行环境中 SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 创建一个Subject实例，该实例认证要使用上边创建的securityManager进行 Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 创建token令牌，记录用户认证的身份和凭证即账号和密码 UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123"); try { // 用户登陆 subject.login(token); } catch (AuthenticationException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } // 用户认证状态 Boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated(); System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated); // 用户退出 subject.logout(); isAuthenticated = subject.isAuthenticated(); System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated); }
2.2.1认证执行流程
- 创建token令牌，token中有用户提交的认证信息即账号和密码
- 执行subject.login(token)，最终由securityManager通过Authenticator进行认证
- Authenticator的实现ModularRealmAuthenticator调用realm从ini配置文件取用户真实的账号和密码，这里使用的是IniRealm（shiro自带）
- IniRealm先根据token中的账号去ini中找该账号，如果找不到则给ModularRealmAuthenticator返回null，如果找到则匹配密码，匹配密码成功则认证通过。
2.2.2常见的异常
- UnknownAccountException(账号不存在)
- IncorrectCredentialsException(输入密码有误)
- DisabledAccountException（帐号被禁用）
- LockedAccountException（帐号被锁定）
- ExcessiveAttemptsException（登录失败次数过多）
- ExpiredCredentialsException（凭证过期）
2.2.3shiro提供的realm
上边的程序使用的是Shiro自带的IniRealm，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。
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。
2.2.4自定义realm
public class CustomRealm1 extends AuthorizingRealm { @Override public String getName() { return "customRealm1"; } //支持UsernamePasswordToken @Override public boolean supports(AuthenticationToken token) { return token instanceof UsernamePasswordToken; } //认证 @Override protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo( AuthenticationToken token) throws AuthenticationException { //从token中 获取用户身份信息 String username = (String) token.getPrincipal(); //拿username从数据库中查询 //.... //如果查询不到则返回null if(!username.equals("zhang")){//这里模拟查询不到 return null; } //获取从数据库查询出来的用户密码 String password = "123";//这里使用静态数据模拟。。 //返回认证信息由父类AuthenticatingRealm进行认证 SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo( username, password, getName()); return simpleAuthenticationInfo; } //授权 @Override protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo( PrincipalCollection principals) { // TODO Auto-generated method stub return null; } }
2.2.5shiro-realm.ini
[main] #自定义 realm customRealm=cn.itcast.shiro.authentication.realm.CustomRealm1 #将realm设置到securityManager securityManager.realms=$customRealm
2.2.6 测试代码
测试代码同入门程序，将ini的地址修改为shiro-realm.ini。
分别模拟账号不存在、密码错误、账号和密码正确进行测试。
2.2.7散列算法
散列算法一般用于生成一段文本的摘要信息，散列算法不可逆，将内容可以生成摘要，无法将摘要转成原始内容。散列算法常用于对密码进行散列，常用的散列算法有MD5、SHA。
一般散列算法需要提供一个salt（盐）与原始内容生成摘要信息，这样做的目的是为了安全性，比如：111111的md5值是：96e79218965eb72c92a549dd5a330112，拿着“96e79218965eb72c92a549dd5a330112”去md5破解网站很容易进行破解，如果要是对111111和salt（盐，一个随机数）进行散列，这样虽然密码都是111111加不同的盐会生成不同的散列值。
//md5加密，不加盐 String password_md5 = new Md5Hash("111111").toString(); System.out.println("md5加密，不加盐="+password_md5); //md5加密，加盐，一次散列 String password_md5_sale_1 = new Md5Hash("111111", "eteokues", 1).toString(); System.out.println("password_md5_sale_1="+password_md5_sale_1); String password_md5_sale_2 = new Md5Hash("111111", "uiwueylm", 2).toString(); System.out.println("password_md5_sale_2="+password_md5_sale_2); //两次散列相当于md5(md5()) //使用SimpleHash String simpleHash = new SimpleHash("MD5", "111111", "eteokues",1).toString(); System.out.println(simpleHash);
2.2.8在realm中使用加密
实际应用是将盐和散列后的值存在数据库中，自动realm从数据库取出盐和加密后的值由shiro完成密码校验。
自定义realm
@Override protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo( AuthenticationToken token) throws AuthenticationException { //用户账号 String username = (String) token.getPrincipal(); //根据用户账号从数据库取出盐和加密后的值 //..这里使用静态数据 //如果根据账号没有找到用户信息则返回null，shiro抛出异常“账号不存在” //按照固定规则加密码结果 ，此密码 要在数据库存储，原始密码 是111111，盐是eteokues String password = "cb571f7bd7a6f73ab004a70322b963d5"; //盐，随机数，此随机数也在数据库存储 String salt = "eteokues"; //返回认证信息 SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo( username, password, ByteSource.Util.bytes(salt),getName()); return simpleAuthenticationInfo; }
realm配置
配置shiro-cryptography.ini
[main] #定义凭证匹配器 credentialsMatcher=org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher #散列算法 credentialsMatcher.hashAlgorithmName=md5 #散列次数 credentialsMatcher.hashIterations=1 #将凭证匹配器设置到realm customRealm=cn.itcast.shiro.authentication.realm.CustomRealm2 customRealm.credentialsMatcher=$credentialsMatcher securityManager.realms=$customRealm
2.2.9测试代码
测试代码同上个章节，注意修改ini路径。
2.3shiro授权-入门案例
2.3.1 授权流程
2.3.2授权方式
Shiro 支持三种方式的授权：
n 编程式：通过写if/else 授权代码块完成：
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
if(subject.hasRole(“admin”)) {
//有权限
} else {
//无权限
}
n 注解式：通过在执行的Java方法上放置相应的注解完成：
@RequiresRoles("admin")
public void hello() {
//有权限
}
n JSP/GSP 标签：在JSP/GSP 页面通过相应的标签完成：
<shiro:hasRole name="admin">
<!— 有权限—>
</shiro:hasRole>
本教程序授权测试使用第一种编程方式，实际与web系统集成使用后两种方式。
2.3.3授权测试
2.3.1 shiro-permission.ini
创建存放权限的配置文件shiro-permission.ini，如下：
[users] #用户zhang的密码是123，此用户具有role1和role2两个角色 zhang=123,role1,role2 wang=123,role2 [roles] #角色role1对资源user拥有create、update权限 role1=user:create,user:update #角色role2对资源user拥有create、delete权限 role2=user:create,user:delete #角色role3对资源user拥有create权限 role3=user:create
在ini文件中用户、角色、权限的配置规则是：“用户名=密码，角色1，角色2...” “角色=权限1，权限2...”，首先根据用户名找角色，再根据角色找权限，角色是权限集合。
2.3.2 权限字符串规则
权限字符串的规则是：“资源标识符：操作：资源实例标识符”，意思是对哪个资源的哪个实例具有什么操作，“:”是资源/操作/实例的分割符，权限字符串也可以使用*通配符。
例子：
用户创建权限：user:create，或user:create:*
用户修改实例001的权限：user:update:001
用户实例001的所有权限：user：*：001
2.3.3 测试代码
测试代码同认证代码，注意ini地址改为shiro-permission.ini，主要学习下边授权的方法，注意：在用户认证通过后执行下边的授权代码。
@Test public void testPermission() { // 从ini文件中创建SecurityManager工厂 Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory( "classpath:shiro-permission.ini"); // 创建SecurityManager SecurityManager securityManager = factory.getInstance(); // 将securityManager设置到运行环境 SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 创建主体对象 Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 对主体对象进行认证 // 用户登陆 // 设置用户认证的身份(principals)和凭证(credentials) UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123"); try { subject.login(token); } catch (AuthenticationException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } // 用户认证状态 Boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated(); System.out.println("用户认证状态：" + isAuthenticated); // 用户授权检测 基于角色授权 // 是否有某一个角色 System.out.println("用户是否拥有一个角色：" + subject.hasRole("role1")); // 是否有多个角色 System.out.println("用户是否拥有多个角色：" + subject.hasAllRoles(Arrays.asList("role1", "role2"))); // subject.checkRole("role1"); // subject.checkRoles(Arrays.asList("role1", "role2")); // 授权检测，失败则抛出异常 // subject.checkRole("role22"); // 基于资源授权 System.out.println("是否拥有某一个权限：" + subject.isPermitted("user:delete")); System.out.println("是否拥有多个权限：" + subject.isPermittedAll("user:create:1", "user:delete")); //检查权限 subject.checkPermission("sys:user:delete"); subject.checkPermissions("user:create:1","user:delete"); }
2.3.4 基于角色的授权
// 用户授权检测 基于角色授权 // 是否有某一个角色 System.out.println("用户是否拥有一个角色：" + subject.hasRole("role1")); // 是否有多个角色 System.out.println("用户是否拥有多个角色：" + subject.hasAllRoles(Arrays.asList("role1", "role2"))); 对应的check方法： subject.checkRole("role1"); subject.checkRoles(Arrays.asList("role1", "role2")); 上边check方法如果授权失败则抛出异常： org.apache.shiro.authz.UnauthorizedException: Subject does not have role [.....]
2.3.5 基于资源授权
// 基于资源授权 System.out.println("是否拥有某一个权限：" + subject.isPermitted("user:delete")); System.out.println("是否拥有多个权限：" + subject.isPermittedAll("user:create:1", "user:delete")); 对应的check方法： subject.checkPermission("sys:user:delete"); subject.checkPermissions("user:create:1","user:delete"); 上边check方法如果授权失败则抛出异常： org.apache.shiro.authz.UnauthorizedException: Subject does not have permission [....]
2.3.6 自定义realm
与上边认证自定义realm一样，大部分情况是要从数据库获取权限数据，这里直接实现基于资源的授权。
realm代码
在认证章节写的自定义realm类中完善doGetAuthorizationInfo方法，此方法需要完成：根据用户身份信息从数据库查询权限字符串，由shiro进行授权。
// 授权 @Override protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo( PrincipalCollection principals) { // 获取身份信息 String username = (String) principals.getPrimaryPrincipal(); // 根据身份信息从数据库中查询权限数据 //....这里使用静态数据模拟 List<String> permissions = new ArrayList<String>(); permissions.add("user:create"); permissions.add("user:delete"); //将权限信息封闭为AuthorizationInfo SimpleAuthorizationInfo simpleAuthorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo(); for(String permission:permissions){ simpleAuthorizationInfo.addStringPermission(permission); } return simpleAuthorizationInfo; }
2.3.7shiro-realm.ini
ini配置文件还使用认证阶段使用的，不用改变。
思考：shiro-permission.ini中的[roles]为什么不需要了？？
2.3.8测试代码
同上边的授权测试代码，注意修改ini地址为shiro-realm.ini。
2.3.9授权执行流程
- 执行subject.isPermitted("user:create")
- securityManager通过ModularRealmAuthorizer进行授权
- ModularRealmAuthorizer调用realm获取权限信息
- ModularRealmAuthorizer再通过permissionResolver解析权限字符串，校验是否匹配