Apache Shiro(一)

apache-shiro

Shiro的认识

开源组织: Apache软件基金会
应用: 权限控制
特点: 简单的API,一个可扩展的架构，即非常容易插入用户自定义实现
通篇参考: 跟我学shiro

1.架构图

component

2.核心组件

framework

3.核心概念:

1. Authentication：身份认证 / 登录，验证用户是不是拥有相应的身份；
2. 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；
3. 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；
4. 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；
5. Web Support：Web 支持，可以非常容易的集成到 Web 环境；
6. 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；
7. 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；
8. Testing：提供测试支持；
9. 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；
10. 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 Shiro 即可

4. 核心组件

1. Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的 “用户”；

2. 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。

3. 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；

4. 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；

5. 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；

6. 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）；

7. 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；

8. 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

9. 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。

在 shiro 中，用户需要提供 principals （身份）和 credentials（证明）给 shiro，从而应用能验证用户身份：

principals：身份，即主体的标识属性，可以是任何东西，如用户名、邮箱等，唯一即可。一个主体可以有多个 principals，但只有一个 Primary principals，一般是用户名 / 密码 / 手机号。
credentials：证明 / 凭证，即只有主体知道的安全值，如密码 / 数字证书等。

最常见的 principals 和 credentials 组合就是用户名 / 密码

5. 简单应用

1. 首先准备一些用户身份 / 凭据（shiro.ini）

[users]
user=user
guest=guest

此处使用 ini 配置文件，通过 [users] 指定了两个主体：user/123、guest/123。

2、测试用例

@Test
public void ShiroTest() {
    //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();
    UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("user", "user");    
    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();  

}

• 首先通过 new IniSecurityManagerFactory 并指定一个 ini 配置文件来创建一个 SecurityManager 工厂；

• 接着获取 SecurityManager 并绑定到 SecurityUtils，这是一个全局设置，设置一次即可；

• 通过 SecurityUtils 得到 Subject，其会自动绑定到当前线程；如果在 web 环境在请求结束时需要解除绑定；然后获取身份验证的 Token，如用户名 / 密码；

• 调用 subject.login 方法进行登录，其会自动委托给 SecurityManager.login方法进行登录；

• 如果身份验证失败请捕获 AuthenticationException 或其子类，常见的如： DisabledAccountException（禁用的帐号）、LockedAccountException（锁定的帐号）、UnknownAccountException（错误的帐号）、ExcessiveAttemptsException（登录失败次数过多）、IncorrectCredentialsException （错误的凭证）、ExpiredCredentialsException（过期的凭证）等，具体请查看其继承关系；对于页面的错误消息展示，最好使用如 “用户名 / 密码错误” 而不是 “用户名错误”/“密码错误”，防止一些恶意用户非法扫描帐号库；

• 最后可以调用 subject.logout 退出，其会自动委托给 SecurityManager.logout 方法退出。

从如上代码可总结出身份验证的步骤：

1. 收集用户身份 / 凭证，即如用户名 / 密码；
2. 调用 Subject.login 进行登录，如果失败将得到相应的 AuthenticationException 异常，根据异常提示用户错误信息；否则登录成功；
3. 最后调用 Subject.logout 进行退出操作。

6. 认证流程

认证流程

1. 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；
2. SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑；它会委托给 Authenticator 进行身份验证；
3. 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；
4. 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；
5. 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。

7.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。

org.apache.shiro.realm.Realm 接口如下：

//返回一个唯一的Realm名字
String getName(); 

//判断此Realm是否支持此Token
boolean supports(AuthenticationToken token); 

//根据Token获取认证信息
AuthenticationInfo getAuthenticationInfo(AuthenticationToken token)
 throws AuthenticationException;  

shiro realm接口

realm接口
抽象类AuthorizingRealm 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) 其有三种默认实现 SimpleAccountRealm JdbcRealm JndiLdapRealm

8. Authenticator及AuthenticationStrategy

Authenticator的职责是验证用户帐号，是Shiro API中身份验证核心的入口点：

1.  public AuthenticationInfo authenticate(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException;

如果验证成功，将返回AuthenticationInfo验证信息；此信息中包含了身份及凭证；如果验证失败将抛出相应的AuthenticationException实现。

SecurityManager接口继承了Authenticator，另外还有一个ModularRealmAuthenticator实现，其委托给多个Realm进行验证，验证规则通过AuthenticationStrategy接口指定，默认提供的实现：

• FirstSuccessfulStrategy：只要有一个Realm验证成功即可，只返回第一个Realm身份验证成功的认证信息，其他的忽略；
• AtLeastOneSuccessfulStrategy：只要有一个Realm验证成功即可，和FirstSuccessfulStrategy不同，返回所有Realm身份验证成功的认证信息；
• AllSuccessfulStrategy：所有Realm验证成功才算成功，且返回所有Realm身份验证成功的认证信息，如果有一个失败就失败了。
  ModularRealmAuthenticator默认使用AtLeastOneSuccessfulStrategy策略。