1. 权限管理相关概念
权限管理是一个几乎所有后台系统的都会涉及的一个重要组成部分，主要目的是对整个后台管理系统进行权限的控制。常见的基于角色的访问控制，其授权模型为“用户-角色-权限”，简明的说，一个用户拥有多个角色，一个角色拥有多个权限。其中，
- 用户： 不用多讲，大家也知道了；
- 角色： 一个集合的概念，角色管理是确定角色具备哪些权限的一个过程 ；
-
权限：
1）.页面权限，控制你可以看到哪个页面，看不到哪个页面；
2）. 操作权限，控制你可以在页面上进行哪些操作（查询、删除、编辑等）；
3）.数据权限，是控制你可以看到哪些数据。
实质是：
权限（Permission） = 资源（Resource） + 操作（Privilege）
角色（Role） = 权限的集合（a set of low-level permissions）
用户（User） = 角色的集合（high-level roles）
权限管理过程：
- 鉴权管理，即权限判断逻辑，如菜单管理（普通业务人员登录系统后，是看不到【用户管理】菜单的）、功能权限管理（URL访问的管理）、行级权限管理等
- 授权管理，即权限分配过程，如直接对用户授权，直接分配到用户的权限具有最优先级别、对用户所属岗位授权，用户所属岗位信息可以看作是一个分组，和角色的作用一样，但是每个用户只能关联一个岗位信息等。
在实际项目中用户数量多，逐一的为每个系统用户授权，这是极其繁琐的事，所以可以学习linux文件管理系统一样，设置group模式，一组有多个用户，可以为用户组授权相同的权限，简便多了。这样模式下：
每个用户的所有权限=用户个人的权限+用户组所用的权限
用户组、用户、与角色三者关系如下：
image
再结合权限管理的页面权限、操作权限，如菜单的访问、功能模块的操作、按钮的操作等等，可把功能操作与资源统一管理，即让它们直接与权限关联起来，关系图如下：
image
2. 授权过程分析
2.1 授权访问权限工作流程：
FilterSecurityInterceptor
doFilter()->invoke()
->AbstractSecurityInterceptor
beforeInvocation()
->SecurityMetadataSource 获取ConfigAttribute属性信息（从数据库或者其他数据源地方）
getAttributes()
->AccessDecisionManager() 基于AccessDecisionVoter实现授权访问
Decide()
->AccessDecisionVoter 受AccessDecisionManager委托实现授权访问
vote()
默认授权过程会使用这样的工作流程，接下来来分析各个组件的功能与源码。
2.2 AbstractSecurityInterceptor分析
FilterSecurityInterceptor为授权拦截器， 在FilterSecurityInterceptor中有一个封装了过滤链、request以及response的FilterInvocation对象进行操作，在FilterSecurityInterceptor，主要由invoke()调用其父类AbstractSecurityInterceptor的方法。
invoke()分析：
public void invoke(FilterInvocation fi) throws IOException, ServletException {
.....
// 获取accessDecisionManager权限决策后结果状态、以及权限属性
InterceptorStatusToken token = super.beforeInvocation(fi);
try {
fi.getChain().doFilter(fi.getRequest(), fi.getResponse());
}
finally {
super.finallyInvocation(token);
}
super.afterInvocation(token, null);
}
}
AbstractSecurityInterceptor 的授权过滤器主要方法beforeInvocation(),afterInvocation()以及authenticateIfRequired(),其最主要的方法beforeInvocation() 分析如下：
protected InterceptorStatusToken beforeInvocation(Object object) {
....
//从SecurityMetadataSource的权限属性
Collection<ConfigAttribute> attributes = this.obtainSecurityMetadataSource()
.getAttributes(object);
if (attributes == null || attributes.isEmpty()) {
.....
publishEvent(new PublicInvocationEvent(object));
return null; // no further work post-invocation
}
//调用认证环节获取authenticated（包含用户的详细信息）
Authentication authenticated = authenticateIfRequired();
// Attempt authorization
try {
//进行关键的一步：授权的最终决策
this.accessDecisionManager.decide(authenticated, object, attributes);
}
catch (AccessDeniedException accessDeniedException) {
publishEvent(new AuthorizationFailureEvent(object, attributes, authenticated,
accessDeniedException));
throw accessDeniedException;
}
// Attempt to run as a different user
Authentication runAs = this.runAsManager.buildRunAs(authenticated, object,
attributes);
if (runAs == null) {
if (debug) {
logger.debug("RunAsManager did not change Authentication object");
}
// no further work post-invocation
return new InterceptorStatusToken(SecurityContextHolder.getContext(), false,
attributes, object);
}
else {
if (debug) {
logger.debug("Switching to RunAs Authentication: " + runAs);
}
SecurityContext origCtx = SecurityContextHolder.getContext();
SecurityContextHolder.setContext(SecurityContextHolder.createEmptyContext());
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(runAs);
// need to revert to token.Authenticated post-invocation
return new InterceptorStatusToken(origCtx, true, attributes, object);
}
}
2.3 SecurityMetadataSource
SecurityMetadataSource是从数据库或者其他数据源中加载ConfigAttribute，为了在AccessDecisionManager.decide() 最终决策中进行match。其有三个方法：
Collection<ConfigAttribute> getAttributes(Object var1) throws IllegalArgumentException;//加载权限资源
Collection<ConfigAttribute> getAllConfigAttributes();//加载所有权限资源
boolean supports(Class<?> var1);
2.4 AccessDecisionManager
AccessDecisionManager被AbstractSecurityInterceptor 拦截器调用进行最终访问控制决策。
而且由AuthenticationManager创建的Authentication object中的GrantedAuthority，首先被授权模块中的 AccessDecisionManager读取使用，当复杂的GrantedAuthority，getAuthority（）为null，因此需要AccessDecisionManager专门支持GrantedAuthority实现以便了解其内容。
AccessDecisionManager接口方法：
void decide(Authentication authentication, Object secureObject, Collection<ConfigAttribute> attrs) throws AccessDeniedException;
boolean supports(ConfigAttribute attribute);
boolean supports(Class clazz);
2.5 AccessDecisionVoter
AccessDecisionManager.decide()将使用AccessDecisionVoter进行投票决策。AccessDecisionVoter进行投票访问控制决策，访问不通过就抛出AccessDeniedException。
** AccessDecisionVoter**接口方法：
int vote(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> attrs);
boolean supports(ConfigAttribute attribute);
boolean supports(Class clazz);
AccessDecisionVoter的核心方法vote() 通常是获取Authentication的GrantedAuthority与已定义好的ConfigAttributes进行match，如果成功为投同意票，匹配不成功为拒绝票，当ConfigAttributes中无属性时，才投弃票。
Spring Security提供了三种投票方式去实现AccessDecisionManager接口进行投票访问控制决策：
-
ConsensusBased： 大多数voter同意访问就授权访问
-
AffirmativeBased： 只要一个以上voter同意访问就授权访问，全部
-
UnanimousBased ： 只有全体同意了才授权访问
且AccessDecisionVoter用三个静态变量表示voter投票情况：
- ACCESS_ABSTAIN： 弃权
- ACCESS_DENIED： 拒绝访问
- ACCESS_GRANTED： 允许访问
Note： 当所有voter都弃权时使用变量allowIfEqualGrantedDeniedDecisions来判断，true为通过，false抛出AccessDeniedException。
此外可自定义AccessDecisionManager实现接口，因为可能某些AccessDecisionVoter具有权重比高投票权或者某些AccessDecisionVoter具有一票否定权。AccessDecisionVoter的Spring security实现类RoleVoter和AuthenticatedVoter。RoleVoter为最为常见的AccessDecisionVoter，其为简单的权限表示，并以前缀为ROLE_，vote匹配规则也跟上面一样。
源码分析：
Public int vote(Authentication authentication,Object object,Collection<ConfigAttribute>attributes){
//用户传递的authentication为null，拒绝访问
if(authentication==null){
return ACCESS_DENIED;
}
int result=ACCESS_ABSTAIN;
Collection<?extendsGrantedAuthority>authorities=extractAuthorities(authentication);
//依次进行投票
for(ConfigAttributeattribute:attributes){
if(this.supports(attribute)){
result=ACCESS_DENIED;
//Attempt to find a matching granted authority
for(GrantedAuthorityauthority:authorities){
if(attribute.getAttribute().equals(authority.getAuthority())){
returnACCESS_GRANTED;
}
}
}
}
3. 案例-自定义组件
自定义组件：
-
自定义FilterSecurityInterceptor，可仿写FilterSecurityInterceptor，实现抽象类AbstractSecurityInterceptor以及Filter接口，其主要的是把自定义的SecurityMetadataSource与自定义accessDecisionManager配置到自定义FilterSecurityInterceptor的拦截器中
-
自定义SecurityMetadataSource，实现接口FilterInvocationSecurityMetadataSource，实现从数据库或者其他数据源中加载ConfigAttribute（即是从数据库或者其他数据源中加载资源权限）
-
自定义accessDecisionManager，可使用基于AccessDecisionVoter实现权限认证的官方UnanimousBased
-
自定义AccessDecisionVoter
3.1 自定义MyFilterSecurityInterceptor
自定义MyFilterSecurityInterceptor主要工作为：
- 加载自定义的SecurityMetadataSource到自定义的FilterSecurityInterceptor中；
- 加载自定义的AccessDecisionManager到自定义的FilterSecurityInterceptor中；
- 重写invoke方法
@Component
public class MyFilterSecurityInterceptor extends AbstractSecurityInterceptor implements Filter {
private FilterInvocationSecurityMetadataSource securityMetadataSource;
@Override
public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
}
@Override
public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
FilterInvocation fi = new FilterInvocation(request, response, chain);
invoke(fi);
}
private void invoke(FilterInvocation fi) throws IOException, ServletException {
//fi里面有一个被拦截的url
//里面调用MyInvocationSecurityMetadataSource的getAttributes(Object object)这个方法获取fi对应的所有权限
//再调用MyAccessDecisionManager的decide方法来校验用户的权限是否足够
InterceptorStatusToken token = super.beforeInvocation(fi);
try {
//执行下一个拦截器
fi.getChain().doFilter(fi.getRequest(), fi.getResponse());
} finally {
super.afterInvocation(token, null);
}
}
@Override
public void destroy() {
}
@Override
public Class<?> getSecureObjectClass() {
return null;
}
@Override
public SecurityMetadataSource obtainSecurityMetadataSource() {
return this.securityMetadataSource;
}
public FilterInvocationSecurityMetadataSource getSecurityMetadataSource() {
return this.securityMetadataSource;
}
//设置自定义的FilterInvocationSecurityMetadataSource
@Autowired
public void setSecurityMetadataSource(MyFilterInvocationSecurityMetadataSource messageSource) {
this.securityMetadataSource = messageSource;
}
//设置自定义的AccessDecisionManager
@Override
@Autowired
public void setAccessDecisionManager(AccessDecisionManager accessDecisionManager) {
super.setAccessDecisionManager(accessDecisionManager);
}
}
3.2 自定义MyFilterInvocationSecurityMetadataSource
自定义MyFilterInvocationSecurityMetadataSource主要工作为：
-
从数据源中加载ConfigAttribute到SecurityMetadataSource资源器中
-
重写getAttributes()加载ConfigAttribute为AccessDecisionManager.decide()授权决策做准备。
@Component public class MyFilterInvocationSecurityMetadataSource implements FilterInvocationSecurityMetadataSource { private Map<String, Collection<ConfigAttribute>> configAttubuteMap = null; private void loadResourceDefine() { //todo 加载数据库的所有权限 Collection<ConfigAttribute> attributes; } @Override public Collection<ConfigAttribute> getAttributes(Object object) throws IllegalArgumentException { AntPathRequestMatcher matcher; String resUrl; HttpServletRequest request = ((FilterInvocation) object).getRequest(); //1.加载权限资源数据 if (configAttubuteMap == null) { loadResourceDefine(); } Iterator<String> iterator = configAttubuteMap.keySet().iterator(); while (iterator.hasNext()) { resUrl = iterator.next(); matcher = new AntPathRequestMatcher(resUrl); if (matcher.matches(request)) { return configAttubuteMap.get(resUrl); } } return null; } @Override public Collection<ConfigAttribute> getAllConfigAttributes() { return null; } @Override public boolean supports(Class<?> clazz) { return FilterInvocation.class.isAssignableFrom(clazz); } }
3.3 自定义MyAccessDecisionManager
自定义MyAccessDecisionManager主要工作为：
-
重写最终授权决策decide()，自定义授权访问策略
@Component public class MyAccessDecisionManager implements AccessDecisionManager { @Override public void decide(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> configAttributes) throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException { ConfigAttribute c; String needRole; if(null== configAttributes || configAttributes.size() <=0) { return; } //1.获取已定义的好资源权限配置 Iterator<ConfigAttribute> iterable=configAttributes.iterator(); while (iterable.hasNext()){ c=iterable.next(); needRole=c.getAttribute(); //2.依次比对用户角色对应的资源权限 for (GrantedAuthority grantedAuthority:authentication.getAuthorities()){ if(needRole.trim().equals(grantedAuthority.getAuthority())){ return; } } } } @Override public boolean supports(ConfigAttribute attribute) { return true; } @Override public boolean supports(Class<?> clazz) { return true; }}
3.4 配置SecurityConfig
配置SecurityConfig主要工作为：
- 将FilterSecurityInterceptor拦截器加载WebSecurityConfig中
protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
http.headers().frameOptions().disable().and()
//表单登录
.formLogin()
.loginPage(SecurityConstants.APP_FORM_LOGIN_PAGE)
.loginProcessingUrl(SecurityConstants.APP_FORM_LOGIN_URL)
.successHandler(authenticationSuccessHandler())
.failureHandler(authenticationFailureHandler())
.and()
//应用sms认证配置
.apply(smsAuthenticationSecurityConfig)
.and()
//允许通过
.authorizeRequests()
.antMatchers(SecurityConstants.APP_MOBILE_VERIFY_CODE_URL,
SecurityConstants.APP_USER_REGISTER_URL,
SecurityConstants.APP_FORM_LOGIN_INDEX_URL)
.permitAll()//以上的请求都不需要认证
.and()
//“记住我”配置
.rememberMe()
.tokenRepository(jdbcTokenRepository())//token入库处理类
.tokenValiditySeconds(SecurityConstants.REMEMBER_ME_VERIFY_TIME)//remember-me有效时间设置
.rememberMeParameter(SecurityConstants.REMEMBER_ME_PARAM_NAME)//请求参数名设置
.and()
.csrf().disable();
//增加自定义权限授权拦截器
http.addFilterBefore(myFilterSecurityInterceptor,FilterSecurityInterceptor.class);
}
总结
Spring Security授权过程中，可以会涉主要涉及了上面上面所述的组件，其中主要的还是跟着源码多跑几遍，了解其中的原理，才能更加流畅的码代码。到此为止写完Spring Security的认证和授权分析流程，接下来会结合前面小节，写一个Spring security完美的权限管理系统。
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