一、简介
Shiro 可以非常容易的开发出足够好的应用,其不仅可以用在 JavaSE 环境,也可以用在JavaEE 环境。Shiro 可以帮助我们完成:认证、授权、加密、会话管理、与 Web 集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛,而且 Shiro 的 API 也是非常简单;其基本功能点如下图所示:
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 给 Shiro 。
首先,我们从外部来看 Shiro 吧,即从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作。如下图:
可以看到:应用代码直接交互的对象是Subject,也就是说Shiro的对外API核心就是Subject;
其每个 API 的含义:
Subject: :主体,代表了当前“用户”,这个用户不一定是一个具体的人,与当前应用交互的任何东西都是 Subject,如网络爬虫,机器人等;即一个抽象概念;所有 Subject 都绑定到 SecurityManager,与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager;可以把 Subject 认为是一个门面;SecurityManager 才是实际的执行者;
SecurityManager :安全管理器;即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互;且它管理着所有 Subject;可以看出它是 Shiro 的核心,它负责与后边介绍的其他组件进行交互,如果学习过 SpringMVC,你可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器;
Realm: :域,Shiro 从从 Realm 获取安全数据(如用户、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。
也就是说对于我们而言,最简单的一个 Shiro 应用:
1、 应用代码通过 Subject 来进行认证和授权,而 Subject 又委托给 SecurityManager;
2、 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。
从以上也可以看出, ,Shiro 不 不 提供 维护用户/ 权限,过 而是通过 Realm 让开 发人 员 自己 注入。
接下来我们来从 Shiro 内部来看下 Shiro 的架构,如下图所示:
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/解密的。
二、入门程序
1、首先准备一些用户身份/凭据(shiro.ini)
[users] zhang=123 wang=123
@Test public void testHelloworld() { //1、获取SecurityManager工厂,此处使用Ini配置文件初始化SecurityManager Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini"); //2、得到SecurityManager实例 并绑定给SecurityUtils 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();
//这里的账号和用户名 将来有用户输入 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 } //断言用户已经登录 Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated()); //6、退出 subject.logout(); }
自定义realm
public class CustomRealm extends AuthorizingRealm { // 设置realm的名称 @Override public void setName(String name) { super.setName("customRealm"); } // 用于认证 @Override protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo( AuthenticationToken token) throws AuthenticationException { // token是用户输入的 // 第一步从token中取出身份信息 String userCode = (String) token.getPrincipal(); // 第二步:根据用户输入的userCode从数据库查询 // .... // 如果查询不到返回null //数据库中用户账号是zhangsansan /*if(!userCode.equals("zhangsansan")){// return null; }*/ // 模拟从数据库查询到密码 String password = "111112"; // 如果查询到返回认证信息AuthenticationInfo SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo( userCode, password, this.getName()); return simpleAuthenticationInfo; } // 用于授权 @Override protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo( PrincipalCollection principals) { // TODO Auto-generated method stub return null; } }
需要在shiro-realm.ini配置realm注入到securityManager中
[main] customRealm=cn.itcast.shiro.realm.CustomRealm securityManager.realms=$customRealm
测试:
// 自定义realm @Test public void testCustomRealm() { // 创建securityManager工厂,通过ini配置文件创建securityManager工厂 Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory( "classpath:shiro-realm.ini"); // 创建SecurityManager SecurityManager securityManager = factory.getInstance(); // 将securityManager设置当前的运行环境中 SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 从SecurityUtils里边创建一个subject Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 在认证提交前准备token(令牌) // 这里的账号和密码 将来是由用户输入进去 UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan", "111111"); try { // 执行认证提交 subject.login(token); } catch (AuthenticationException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } // 是否认证通过 boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated(); System.out.println("是否认证通过:" + isAuthenticated); }
散列算法
import org.apache.shiro.crypto.hash.Md5Hash; import org.apache.shiro.crypto.hash.SimpleHash; public class MD5Test { public static void main(String[] args) { //原始 密码 String source = "111111"; //盐 String salt = "qwerty"; //散列次数 int hashIterations = 2; //上边散列1次:f3694f162729b7d0254c6e40260bf15c //上边散列2次:36f2dfa24d0a9fa97276abbe13e596fc //构造方法中: //第一个参数:明文,原始密码 //第二个参数:盐,通过使用随机数 //第三个参数:散列的次数,比如散列两次,相当 于md5(md5('')) Md5Hash md5Hash = new Md5Hash(source, salt, hashIterations); String password_md5 = md5Hash.toString(); System.out.println(password_md5); //第一个参数:散列算法 SimpleHash simpleHash = new SimpleHash("md5", source, salt, hashIterations); System.out.println(simpleHash.toString()); } }
自定义realm支持散列算法
import org.apache.shiro.authc.AuthenticationException; import org.apache.shiro.authc.AuthenticationInfo; import org.apache.shiro.authc.AuthenticationToken; import org.apache.shiro.authc.SimpleAuthenticationInfo; import org.apache.shiro.authz.AuthorizationInfo; import org.apache.shiro.realm.AuthorizingRealm; import org.apache.shiro.subject.PrincipalCollection; import org.apache.shiro.util.ByteSource; public class CustomRealmMd5 extends AuthorizingRealm { // 设置realm的名称 @Override public void setName(String name) { super.setName("customRealmMd5"); } // 用于认证 @Override protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo( AuthenticationToken token) throws AuthenticationException { // token是用户输入的 // 第一步从token中取出身份信息 String userCode = (String) token.getPrincipal(); // 第二步:根据用户输入的userCode从数据库查询 // .... // 如果查询不到返回null // 数据库中用户账号是zhangsansan /* * if(!userCode.equals("zhangsansan")){// return null; } */ // 模拟从数据库查询到密码,散列值 String password = "f3694f162729b7d0254c6e40260bf15c"; // 从数据库获取salt String salt = "qwerty"; //上边散列值和盐对应的明文:111111 // 如果查询到返回认证信息AuthenticationInfo SimpleAuthenticationInfo simpleAuthenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo( userCode, password, ByteSource.Util.bytes(salt), this.getName()); return simpleAuthenticationInfo; } // 用于授权 @Override protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo( PrincipalCollection principals) { // TODO Auto-generated method stub return null; } }
在realm中配置凭证匹配器 shiro-realm-md5.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 #如果查询到返回认证信息AuthenticationInfomation customRealm=cn.itcast.shiro.realm.CustomRealmMd5 customRealm.credentialsMatcher=$credentialsMatcher securityManager.realms=$customRealm
测试:
// 自定义realm实现散列值匹配 @Test public void testCustomRealmMd5() { // 创建securityManager工厂,通过ini配置文件创建securityManager工厂 Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory( "classpath:shiro-realm-md5.ini"); // 创建SecurityManager SecurityManager securityManager = factory.getInstance(); // 将securityManager设置当前的运行环境中 SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 从SecurityUtils里边创建一个subject Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 在认证提交前准备token(令牌) // 这里的账号和密码 将来是由用户输入进去 UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan", "111111"); try { // 执行认证提交 subject.login(token); } catch (AuthenticationException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } // 是否认证通过 boolean isAuthenticated = subject.isAuthenticated(); System.out.println("是否认证通过:" + isAuthenticated); }