本文源码：Gitee·点这里
前言
本篇主要讲述 Spring Security 如何结合 JWT ，实现无状态下用户登录，使其满足前后端分离及应用集群化部署要求。
什么是有状态
有状态服务是服务端记录客户端会话信息，即Session信息。客户端每次请求都会携带Session信息，服务端以此来识别客户端身份。而 Session 保存在服务端内存中的，不支持集群化部署。
当然 Spring 也给出了解决方案，即使用特殊方式将 Session 序列化存入到数据库中，以实现会话共享，满足集群化部署要求。详细案例参见《SpringBoot 全家桶 | SpringSession + Redis实现会话共享》
什么是无状态
无状态服务即服务端不保存任何客户端会话信息，而是由客户端每次请求必须携带自描述信息，服务端通过这些信息来识别客户端身份。JWT便是无状态的一种实现标准
什么是JWT
JSON Web Token (JWT)是一个开放标准(RFC 7519)，它定义了一种紧凑的、自包含的方式，用于作为JSON对象在各方之间安全地传输信息。该信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。
JWT由三部分组成，这些部分由点（.）分隔，分别是：
- Header 标头
- Payload 有效载体
- Signature 签名
因此，JWT通常通常是这样子的：xxxxx.yyyyy.zzzzz
更多详细内容参见官网：JSON Web Tokens
JWT如何工作
下图显示了如何获取JWT并将其用于访问API或资源：
client-credentials-grant
- 用程序或客户端向授权服务器请求授权。
- 授权后，授权服务器会将访问令牌返回给应用程序。
- 该应用程序使用访问令牌来访问受保护的资源（例如API）。
本案例使用框架
- Spring Security 《SpringBoot 全家桶 | SpringSecurity实战》
- JWT
- Spring Data JPA 《SpringBoot 全家桶 | JPA实例详解》
- MySQL
- Thymeleaf
完整代码 - 码云
Spring Security 集成 JWT
pom文本引入io.jsonwebtoken.jjwt
<dependency>
<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
<artifactId>jjwt</artifactId>
<version>0.9.1</version>
</dependency>
增加JWT工具类
public class JwtUtil {
public static final String TOKEN_HEADER = "Authorization";
public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer";
public static final long TTL = 2 * 60 * 60 * 1000;
public static final int TTL_COOKIE = 2 * 60 * 60;
private static final String SECRET_KEY = "https://www.jianshu.com/u/1b5928185b73";
private static final String AUTHORITIES = "authorities";
/**
* 生成 token
*
* @param username
* @return
*/
public static String generateToken(String username) {
return generateToken(username, new ArrayList<>());
}
/**
* 生成 token
*
* @param username
* @param authorities
* @return
*/
public static String generateToken(String username, List<String> authorities) {
return Jwts.builder()
.setSubject(username) // 主题
.claim(AUTHORITIES, authorities)
.setIssuedAt(new Date()) // 发布时间
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + TTL)) // 到期时间
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY) // 签名
.compact();
}
/**
* 生成 token
*
* @param claims
* @return
*/
private static String generateToken(Claims claims) {
return Jwts.builder()
.setClaims(claims)
.setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + TTL)) // 到期时间
.signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET_KEY) // 签名
.compact();
}
/**
* 解析 token
*
* @param token
* @return
*/
public static Claims parseToken(String token) {
return Jwts.parser().setSigningKey(SECRET_KEY).parseClaimsJws(token).getBody();
}
/**
* 获取 username
*
* @param token
* @return
*/
public static String getUsername(String token) {
return parseToken(token).getSubject();
}
/**
* 获取 username
*
* @param claims
* @return
*/
public static String getUsername(Claims claims) {
return claims.getSubject();
}
/**
* 是否过期
*
* @param token
* @return
*/
public static boolean isExpiration(String token) {
return parseToken(token).getExpiration().before(new Date());
}
/**
* 是否过期
*
* @param claims
* @return
*/
public static boolean isExpiration(Claims claims) {
return claims.getExpiration().before(new Date());
}
/**
* 获取角色
*
* @param token
* @return
*/
public static List<String> getAuthorities(String token) {
return parseToken(token).get(AUTHORITIES, List.class);
}
/**
* 获取角色
*
* @param claims
* @return
*/
public static List<String> getAuthorities(Claims claims) {
return claims.get(AUTHORITIES, List.class);
}
/**
* 刷新 token
*
* @param token
* @return
*/
public static String refreshToken(String token) {
return generateToken(parseToken(token));
}
}
Security配置类增加JWT配置
此处不详细介绍Security的配置，而是把重点放在集成JWT上。（Security请参阅 《SpringBoot 全家桶 | SpringSecurity实战》）
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
private final Logger log = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
@Resource
private UserDao userDao;
@Override
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.authorizeRequests()
.antMatchers("/css/**", "/js/**", "/", "/index", "/loginPage").permitAll() // 无需认证
.anyRequest().authenticated() // 其他请求都需要认证
;
http.addFilter(new JwtAuthorizationFilter(authenticationManager()));
http.formLogin() // 开启登录，如果没有权限，就会跳转到登录页
.loginPage("/loginPage") // 自定义登录页，默认/login（get请求）
.loginProcessingUrl("/login") // 登录处理地址，默认/login（post请求）
.usernameParameter("inputEmail") // 自定义username属性名，默认username
.passwordParameter("inputPassword") // 自定义password属性名，默认password
.successHandler(loginSuccessHandler())
;
http.rememberMe() // 开启记住我
.rememberMeParameter("rememberMe") // 自定义rememberMe属性名
;
http.logout() // 开启注销
.logoutUrl("/logout") // 注销处理路径，默认/logout
.logoutSuccessUrl("/") // 注销成功后跳转路径
.deleteCookies(TOKEN_HEADER) // 删除cookie
;
http.csrf().disable(); // 禁止csrf
http.sessionManagement() // session管理
.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS); // 无状态，即不创建Session，也不使用SecurityContext获取Session
}
@Override
protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
auth.userDetailsService(userDetailsService())
.passwordEncoder(passwordEncoder());
}
@Bean
public UserDetailsService userDetailsService() {
return username -> {
xyz.zyl2020.securityjwt.entity.User user = userDao.findByUsernameOrEmail(username, username);
if (user == null) {
throw new UsernameNotFoundException("账号或密码错误！");
}
String[] roleCodeArray = user.getRoles().stream().map(Role::getCode).toArray(String[]::new);
return User.withUsername(user.getUsername())
.password(user.getPassword())
.authorities(roleCodeArray)
.build();
};
}
@Bean
public PasswordEncoder passwordEncoder() {
return new BCryptPasswordEncoder();
}
@Bean
public AuthenticationSuccessHandler loginSuccessHandler() {
return (request, response, authentication) -> {
List<String> authorities = new ArrayList<>();
if (!CollectionUtils.isEmpty(authentication.getAuthorities())) {
authorities.addAll(authentication.getAuthorities().stream().map(GrantedAuthority::getAuthority).collect(Collectors.toList()));
}
String token = JwtUtil.generateToken(authentication.getName(), authorities);
// 将token添加到header中
response.setHeader(TOKEN_HEADER, JwtUtil.TOKEN_PREFIX + token);
// 将token添加到cookie中
Cookie cookie = new Cookie(TOKEN_HEADER, JwtUtil.TOKEN_PREFIX + token);
cookie.setPath("/");
cookie.setMaxAge(JwtUtil.TTL_COOKIE);
response.addCookie(cookie);
log.info("登录成功，username: {}, token: {}", authentication.getName(), token);
};
}
}
-
http.sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)将Session管理配置为无状态，这样Security便不会创建Session了 -
loginSuccessHandler()登录成功处理器，用于登录成功后，使用生成JWT工具类生成token，并将token添加到header和cookie中（添加到cookie的目标是为了兼容未做前后端分离的应用）给客户端响应。 -
http.addFilter(new JwtAuthorizationFilter(authenticationManager()))增加 JWT 授权过滤器，后面详细介绍 -
http.logout().deleteCookies(TOKEN_HEADER)用户注销后删除token
JWT 授权过滤器
添加此过滤器的目的是客户端每次请求时，验证其令牌是否合法
public class JwtAuthorizationFilter extends BasicAuthenticationFilter {
public JwtAuthorizationFilter(AuthenticationManager authenticationManager) {
super(authenticationManager);
}
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
String headerToken = "";
// 从cookie中获取token
Cookie[] cookies = request.getCookies();
if (cookies != null) {
for (Cookie cookie : cookies) {
if (JwtUtil.TOKEN_HEADER.equals(cookie.getName()) && StringUtils.isNotBlank(cookie.getValue())) {
headerToken = cookie.getValue();
break;
}
}
}
// 从header中获取token
if (StringUtils.isBlank(headerToken) && StringUtils.isNotBlank(request.getHeader(JwtUtil.TOKEN_HEADER))) {
headerToken = request.getHeader(JwtUtil.TOKEN_HEADER);
}
// 从参数中获取token
if (StringUtils.isBlank(headerToken) && StringUtils.isNotBlank(request.getParameter(JwtUtil.TOKEN_HEADER))) {
headerToken = request.getParameter(JwtUtil.TOKEN_HEADER);
}
// 校验token头
if (StringUtils.isBlank(headerToken) || !headerToken.startsWith(JwtUtil.TOKEN_PREFIX)) {
chain.doFilter(request, response);
return;
}
// 解析token
String token = headerToken.substring(JwtUtil.TOKEN_PREFIX.length());
Claims claims = JwtUtil.parseToken(token);
// 校验token是否过期
if (JwtUtil.isExpiration(claims)) {
chain.doFilter(request, response);
return;
}
String username = JwtUtil.getUsername(claims);
if (StringUtils.isBlank(username)) {
chain.doFilter(request, response);
return;
}
Collection<SimpleGrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
for (String authority : JwtUtil.getAuthorities(claims)) {
authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(authority));
}
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, null, authorities));
refreshToken(token, response);
super.doFilterInternal(request, response, chain);
}
/**
* 刷新token
*
* @param token
* @param response
*/
private void refreshToken(String token, HttpServletResponse response) {
token = JwtUtil.refreshToken(token);
// 将token添加到header中
response.setHeader(TOKEN_HEADER, JwtUtil.TOKEN_PREFIX + token);
// 将token添加到cookie中
Cookie cookie = new Cookie(TOKEN_HEADER, JwtUtil.TOKEN_PREFIX + token);
cookie.setPath("/");
cookie.setMaxAge(JwtUtil.TTL_COOKIE);
response.addCookie(cookie);
}
}
获取客户端令牌兼容了三种方式：
- 从
cookie中获取令牌，一般用于兼容未做前后端分离的应用 - 从
header中获取 - 从请求参数中获取
令牌验证通过后，解析其用户名和权限，并将其添加至Security上下文中。
最后刷新令牌，以保持用户长时间活动时其令牌不会过期。
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