Shiro实战(五) - 会话管理

作者: 紫霞等了至尊宝五百年 | 来源:发表于2018-10-26 12:53 被阅读92次

    Shiro提供了完整的企业级会话管理功能,不依赖于底层容器(如web容器Tomcat),不管JavaSE还是JavaEE环境都可以使用,提供了会话管理、会话事件监听、会话存储/持久化、容器无关的集群、失效/过期支持、对Web的透明支持、SSO单点登录的支持等特性
    即直接使用Shiro的会话管理可以直接替换Web容器的会话管理


    1 会话简介

    即用户访问应用时保持的连接关系,在多次交互中应用能够识别出当前访问的用户是谁,且可以在多次交互中保存一些数据
    如访问一些网站时登录成功后,网站可以记住用户,且在退出之前都可以识别当前用户是谁。

    Shiro的会话支持不仅可以在普通的JavaSE应用中使用,也可以在JavaEE应用中使用,如web应用。且使用方式是一致的。

    login("classpath:shiro.ini", "zhang", "123");
    Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
    Session session = subject.getSession();
    

    登录成功后使用Subject.getSession()即可获取会话


    其等价于Subject.getSession(true)

    即如果当前没有创建Session对象会创建一个;另外Subject.getSession(false),如果当前没有创建Session则返回null(不过默认情况下如果启用会话存储功能的话在创建Subject时会主动创建一个Session)
    DelegatingSubject#getSession(boolean create)
    • 获取当前会话的唯一标识
    session.getId();
    
    • 获取当前Subject的主机地址,该地址是通过HostAuthenticationToken.getHost()提供的
    session.getHost();  
    
    • 获取/设置当前Session的过期时间;如果不设置默认是会话管理器的全局过期时间
    session.getStartTimestamp()
    session.getLastAccessTime();
    

    获取会话的启动时间及最后访问时间;如果是JavaSE应用需要自己定期调用session.touch()去更新最后访问时间;如果是Web应用,每次进入ShiroFilter都会自动调用session.touch()来更新最后访问时间

    • 更新会话最后访问时间及销毁会话
      当Subject.logout()



      会自动调用stop



      销毁会话
      在web中,调用javax.servlet.http.HttpSession. invalidate()

      也会自动调用Shiro Session.stop方法进行销毁Shiro的会话

    • 设置/获取/删除会话属性;在整个会话范围内都可以对这些属性进行操作
    session.setAttribute("key", "123");
    Assert.assertEquals("123", session.getAttribute("key"));
    session.removeAttribute("key");
    

    Shiro提供的会话可以用于JavaSE/JavaEE环境,不依赖于任何底层容器,可以独立使用,是完整的会话模块

    2 会话管理器

    Shiro的核心组件,会话管理器管理着应用中所有Subject的会话的创建、维护、删除、失效、验证等工作


    • SessionManager提供了如下接口



    • 用于Web环境的WebSessionManager又提供了如下接口
    • 还提供了ValidatingSessionManager用于验证过期会话


    2.1 Shiro提供了三个默认实现

    • DefaultSessionManager
      DefaultSecurityManager使用的默认实现,用于JavaSE环境
    • ServletContainerSessionManager
      DefaultWebSecurityManager使用的默认实现,用于Web环境,其直接使用Servlet容器的会话;
    • DefaultWebSessionManager
      用于Web环境的实现,可以替代ServletContainerSessionManager,自行维护会话,直接废弃Servlet容器的会话管理

    替换SecurityManager默认的SessionManager可以在ini中配置(shiro.ini)

    [main]
    sessionManager=org.apache.shiro.session.mgt.DefaultSessionManager
    securityManager.sessionManager=$sessionManager 
    

    Web环境下的ini配置(shiro-web.ini)

    [main]
    sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager
    securityManager.sessionManager=$sessionManager
    
    • 可以设置会话的全局过期时间(毫秒为单位),默认30分钟:
    sessionManager. globalSessionTimeout=1800000;
    

    默认情况下globalSessionTimeout将应用给所有Session。可以单独设置每个Session的timeout属性来为每个Session设置其超时时间。

    另外如果使用ServletContainerSessionManager进行会话管理
    Session的超时依赖于底层Servlet容器的超时时间,可以在web.xml中配置其会话的超时时间(分钟为单位):

    <session-config>
      <session-timeout>30</session-timeout>
    </session-config>
    

    在Servlet容器中,默认使用JSESSIONID Cookie维护会话,且会话默认是跟容器绑定的
    在某些情况下可能需要使用自己的会话机制,此时我们可以使用DefaultWebSessionManager来维护会话

    // 创建会话Cookie的模板
    sessionIdCookie=org.apache.shiro.web.servlet.SimpleCookie
    sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager
    // 设置Cookie名字,默认为JSESSIONID
    sessionIdCookie.name=sid
    // 设置Cookie的域名,默认空,即当前访问的域名
    #sessionIdCookie.domain=sishuok.com
    // 设置Cookie的路径,默认空,即存储在域名根下
    #sessionIdCookie.path=
    // 设置Cookie的过期时间,秒为单位,默认-1表示关闭浏览器时过期Cookie
    sessionIdCookie.maxAge=1800
    // 如果设置为true,则客户端不会暴露给客户端脚本代码,使用HttpOnly cookie有助于减少某些类型的跨站点脚本攻击;此特性需要实现了Servlet 2.5 MR6及以上版本的规范的Servlet容器支持;
    sessionIdCookie.httpOnly=true
    sessionManager.sessionIdCookie=$sessionIdCookie
    // 是否启用/禁用Session Id Cookie,默认是启用的;如果禁用后将不会设置Session Id Cookie,即默认使用了Servlet容器的JSESSIONID,且通过URL重写(URL中的“;JSESSIONID=id”部分)保存Session Id。
    sessionManager.sessionIdCookieEnabled=true
    securityManager.sessionManager=$sessionManager;
    

    另外我们可以如“sessionManager. sessionIdCookie.name=sid”这种方式操作Cookie模板

    3 会话监听器

    用于监听会话创建、过期及停止事件

    public class MySessionListener1 implements SessionListener {
        @Override
        public void onStart(Session session) {//会话创建时触发
            System.out.println("会话创建:" + session.getId());
        }
        @Override
        public void onExpiration(Session session) {//会话过期时触发
            System.out.println("会话过期:" + session.getId());
        }
        @Override
        public void onStop(Session session) {//退出/会话过期时触发
            System.out.println("会话停止:" + session.getId());
        }  
    }
    
    • 如果只想监听某一个事件,可以继承SessionListenerAdapter


    public class MySessionListener2 extends SessionListenerAdapter {
        @Override
        public void onStart(Session session) {
            System.out.println("会话创建:" + session.getId());
        }
    }
    
    • 在shiro-web.ini配置文件中可以进行如下配置设置会话监听器
    sessionListener1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener1
    sessionListener2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener2
    sessionManager.sessionListeners=$sessionListener1,$sessionListener2
    

    4 会话存储

    Shiro提供SessionDAO用于会话的CRUD,即DAO(Data Access Object)模式实现

    //如DefaultSessionManager在创建完session后会调用该方法;如保存到关系数据库/文件系统/NoSQL数据库;即可以实现会话的持久化;返回会话ID;主要此处返回的ID.equals(session.getId());
    Serializable create(Session session);
    //根据会话ID获取会话
    Session readSession(Serializable sessionId) throws UnknownSessionException;
    //更新会话;如更新会话最后访问时间/停止会话/设置超时时间/设置移除属性等会调用
    void update(Session session) throws UnknownSessionException;
    //删除会话;当会话过期/会话停止(如用户退出时)会调用
    void delete(Session session);
    //获取当前所有活跃用户,如果用户量多此方法影响性能
    Collection<Session> getActiveSessions();
    

    Shiro内嵌了如下SessionDAO实现


    • AbstractSessionDAO提供了SessionDAO的基础实现,如生成会话ID
    • CachingSessionDAO提供了对开发者透明的会话缓存的功能,只需要设置相应的CacheManager即可
    • MemorySessionDAO直接在内存中进行会话维护
    • EnterpriseCacheSessionDAO提供了缓存功能的会话维护,默认情况下使用MapCache实现,内部使用ConcurrentHashMap保存缓存的会话


    • 可以通过如下配置设置SessionDAO
    sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
    sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO;
    

    Shiro提供了使用Ehcache进行会话存储,Ehcache可以配合TerraCotta实现容器无关的分布式集群
    首先在pom.xml里添加如下依赖:

    <dependency>
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>
        <artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
        <version>1.2.2</version>
    </dependency>
    

    接着配置shiro-web.ini文件

    sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
    // 设置Session缓存名字,默认就是shiro-activeSessionCache
    sessionDAO. activeSessionsCacheName=shiro-activeSessionCache
    sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO
    // 缓存管理器,用于管理缓存的,此处使用Ehcache实现
    cacheManager = org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager
    // 设置ehcache缓存的配置文件
    cacheManager.cacheManagerConfigFile=classpath:ehcache.xml
    // 设置SecurityManager的cacheManager,会自动设置实现了CacheManagerAware接口的相应对象,如SessionDAO的cacheManager
    securityManager.cacheManager = $cacheManager;
    

    然后配置ehcache.xml

    <cache name="shiro-activeSessionCache"
           maxEntriesLocalHeap="10000"
           overflowToDisk="false"
           eternal="false"
           diskPersistent="false"
           timeToLiveSeconds="0"
           timeToIdleSeconds="0"
           statistics="true"/>;
    

    Cache的名字为shiro-activeSessionCache,即设置的sessionDAO的activeSessionsCacheName属性值。

    另外可以通过如下ini配置设置会话ID生成器

    sessionIdGenerator=org.apache.shiro.session.mgt.eis.JavaUuidSessionIdGenerator
    sessionDAO.sessionIdGenerator=$sessionIdGenerator;
    

    用于生成会话ID,默认就是JavaUuidSessionIdGenerator,使用java.util.UUID生成

    如果自定义实现SessionDAO,继承CachingSessionDAO即可

    public class MySessionDAO extends CachingSessionDAO {
        private JdbcTemplate jdbcTemplate = JdbcTemplateUtils.jdbcTemplate();
         protected Serializable doCreate(Session session) {
            Serializable sessionId = generateSessionId(session);
            assignSessionId(session, sessionId);
            String sql = "insert into sessions(id, session) values(?,?)";
            jdbcTemplate.update(sql, sessionId, SerializableUtils.serialize(session));
            return session.getId();
        }
    protected void doUpdate(Session session) {
        if(session instanceof ValidatingSession && !((ValidatingSession)session).isValid()) {
            return; //如果会话过期/停止 没必要再更新了
        }
            String sql = "update sessions set session=? where id=?";
            jdbcTemplate.update(sql, SerializableUtils.serialize(session), session.getId());
        }
        protected void doDelete(Session session) {
            String sql = "delete from sessions where id=?";
            jdbcTemplate.update(sql, session.getId());
        }
        protected Session doReadSession(Serializable sessionId) {
            String sql = "select session from sessions where id=?";
            List<String> sessionStrList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, sessionId);
            if(sessionStrList.size() == 0) return null;
            return SerializableUtils.deserialize(sessionStrList.get(0));
        }
    }
    

    此处通过把会话序列化后存储到数据库实现
    接着在shiro-web.ini中配置

    sessionDAO=com.sss.session.dao.MySessionDAO
    

    其他设置和之前一样,因为继承了CachingSessionDAO;所有在读取时会先查缓存中是否存在,如果找不到才到数据库中查找

    5 会话验证

    Shiro提供了会话验证调度器,用于定期的验证会话是否已过期,如果过期将停止会话
    出于性能考虑,一般情况下都是获取会话时来验证会话是否过期并停止会话的
    但是如在web环境中,如果用户不主动退出是不知道会话是否过期的,因此需要定期的检测会话是否过期,Shiro提供了会话验证调度器SessionValidationScheduler来做这件事情

    可以通过如下ini配置开启会话验证

    // 会话验证调度器,sessionManager默认就是使用ExecutorServiceSessionValidationScheduler,其使用JDK的ScheduledExecutorService进行定期调度并验证会话是否过期
    sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.ExecutorServiceSessionValidationScheduler
    // 设置调度时间间隔,单位毫秒,默认就是1小时
    sessionValidationScheduler.interval = 3600000
    // 设置会话验证调度器进行会话验证时的会话管理器
    sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager
    // 设置全局会话超时时间,默认30分钟,即如果30分钟内没有访问会话将过期
    sessionManager.globalSessionTimeout=1800000
    // 是否开启会话验证器,默认是开启的
    sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled=true
    // 设置会话验证调度器,默认就是使用ExecutorServiceSessionValidationScheduler
    sessionManager.sessionValidationScheduler=$sessionValidationScheduler;
    

    Shiro也提供了使用Quartz会话验证调度器

    sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.quartz.QuartzSessionValidationScheduler
    sessionValidationScheduler.sessionValidationInterval = 3600000
    sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager;
    

    使用时需要导入shiro-quartz依赖

    <dependency>
         <groupId>org.apache.shiro</groupId>
         <artifactId>shiro-quartz</artifactId>
         <version>1.2.2</version>
    </dependency>
    

    如上会话验证调度器实现都是直接调用AbstractValidatingSessionManager 的validateSessions方法进行验证,其直接调用SessionDAO的getActiveSessions方法获取所有会话进行验证,如果会话比较多,会影响性能;可以考虑如分页获取会话并进行验证

    //分页获取会话并验证
    String sql = "select session from sessions limit ?,?";
    int start = 0; //起始记录
    int size = 20; //每页大小
    List<String> sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
    while(sessionList.size() > 0) {
      for(String sessionStr : sessionList) {
        try {
          Session session = SerializableUtils.deserialize(sessionStr);
          Method validateMethod = 
            ReflectionUtils.findMethod(AbstractValidatingSessionManager.class, 
                "validate", Session.class, SessionKey.class);
          validateMethod.setAccessible(true);
          ReflectionUtils.invokeMethod(validateMethod, 
            sessionManager, session, new DefaultSessionKey(session.getId()));
        } catch (Exception e) {
            //ignore
        }
      }
     start = start + size;
      sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
    }
    

    其直接改造自ExecutorServiceSessionValidationScheduler,如上代码是验证的核心代码,可以根据自己的需求改造此验证调度器器

    如果在会话过期时不想删除过期的会话,可以通过如下ini配置进行设置

    sessionManager.deleteInvalidSessions=false
    

    默认是开启的,在会话过期后会调用SessionDAO的delete方法删除会话:如会话时持久化存储的,可以调用此方法进行删除。

    如果是在获取会话时验证了会话已过期,将抛出InvalidSessionException;因此需要捕获这个异常并跳转到相应的页面告诉用户会话已过期,让其重新登录,可以在web.xml配置相应的错误页面

    <error-page>
        <exception-type>org.apache.shiro.session.InvalidSessionException</exception-type>
        <location>/invalidSession.jsp</location>
    </error-page>
    

    6 sessionFactory

    sessionFactory是创建会话的工厂,根据相应的Subject上下文信息来创建会话

    默认提供了SimpleSessionFactory用来创建SimpleSession会话。


    首先自定义一个Session

    public class OnlineSession extends SimpleSession {
        public static enum OnlineStatus {
            on_line("在线"), hidden("隐身"), force_logout("强制退出");
            private final String info;
            private OnlineStatus(String info) {
                this.info = info;
            }
            public String getInfo() {
                return info;
            }
        }
        private String userAgent; //用户浏览器类型
        private OnlineStatus status = OnlineStatus.on_line; //在线状态
        private String systemHost; //用户登录时系统IP
        //省略其他
    }
    

    OnlineSession用于保存当前登录用户的在线状态,支持如离线等状态的控制。
    接着自定义SessionFactory

    public class OnlineSessionFactory implements SessionFactory {
    
        @Override
        public Session createSession(SessionContext initData) {
            OnlineSession session = new OnlineSession();
            if (initData != null && initData instanceof WebSessionContext) {
                WebSessionContext sessionContext = (WebSessionContext) initData;
                HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) sessionContext.getServletRequest();
                if (request != null) {
                    session.setHost(IpUtils.getIpAddr(request));
                    session.setUserAgent(request.getHeader("User-Agent"));
                    session.setSystemHost(request.getLocalAddr() + ":" + request.getLocalPort());
                }
            }
            return session;
        }
    }
    

    根据会话上下文创建相应的OnlineSession。

    最后在shiro-web.ini配置文件中配置

    sessionFactory=org.apache.shiro.session.mgt.OnlineSessionFactory
    sessionManager.sessionFactory=$sessionFactory
    

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