Shiro安全框架入门使用

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架,执行身份验证、授权、密码学和会话管理。使用Shiro的易于理解的API,您可以快速、轻松地获得任

何应用程序,从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

Shrio的主要功能：

• Authentication：用户认证（登录）
• Authorization：权限控制
• Session Management：会话管理
• Cryptography：数据加密
• Web Support：支持web的API
• Caching：缓存
• Concurrency：支持多线程应用程序
• Testing：测试的支持
• “Run As”：假设一个用户为另一个用户的身份
• “Remember Me”：在Session中保存用户身份

基本原理

Shiro的基本架构：

Shiro有三个核心的概念：Subject、SecurityManager和Realms。

• Subject：Subject实质上是一个当前执行用户的特定的安全“视图”，开发者所写的应用代码就通过Subject与Shiro框架进行交互。所有Subject实例都必须绑定到一个SecurityManager上，当使用一个Subject实例时，Subject实例会和SecurityManager进行交互，完成相应操作。
• SecurityManager：SecurityManager是Shiro的核心部分，作为一种“保护伞”对象来协调内部安全组件共同构成一个对象图。开发人员并不直接操作SecurityManager，而是通过Subject来操作SecurityManager来完成各种安全相关操作。
• Realms：Realms担当Shiro和应用程序的安全数据之间的“桥梁”或“连接器”。从本质来讲，Realm是一个特定安全的DAO，Realm中封装了数据操作的模块和用户自定义的认证匹配过程。SecurityManager可能配置多个Realms，但至少要有一个。

使用方法

注：该示例基于一个Maven管理的SSH项目

1.在Maven中添加Shiro依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-all</artifactId>
    <version>1.2.3</version>
</dependency>

注：Shiro官方现在不推荐这种用法，因为可能会导致Maven运行错误

2.在web.xml添加核心过滤器，且必须放在Struts2核心过滤器前面

<filter>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
    <init-param>
        <param-name>targetFilterLifecycle</param-name>
        <param-value>true</param-value>
    </init-param>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

3.在Spring配置文件中添加如下代码，且放在事务管理器之前

<!--Shiro安全框架产生代理子类的方式： 使用cglib方式，放在事务管理器之前-->
<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true" />

4.在Spring配置文件中配置Shiro，建议单独出一个applicationContext-shiro.xml进行配置（编写完成后记得在总的配置文件中引入该配置文件）

applicationContext-shiro.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans    
    http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd    
    http://www.springframework.org/schema/aop    
    http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd    
    http://www.springframework.org/schema/tx    
    http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd    
    http://www.springframework.org/schema/context    
    http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

    <!-- SecurityManager配置 -->
    <!-- 配置Realm域 -->
    <!-- 密码比较器 -->
    <!-- 配置缓存：ehcache缓存 -->

    <!-- 安全管理 -->
    <bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager">
        <!-- 引用自定义的realm -->
        <property name="realm" ref="authRealm"/>
        <!-- 缓存 -->
        <property name="cacheManager" ref="shiroEhcacheManager"/>
    </bean>

    <!-- 自定义权限认证 -->
    <bean id="authRealm" class="com.songzheng.demo.shiro.AuthRealm">
        <property name="userService" ref="userService"/>
        <!-- 自定义密码加密算法  -->
        <property name="credentialsMatcher" ref="passwordMatcher"/>
    </bean>

    <!-- 设置密码加密策略 md5hash -->
    <bean id="passwordMatcher" class="com.songzheng.demo.shiro.DemoCredentialsMatcher"/>

    <!-- filter-name这个名字的值来自于web.xml中filter的名字 -->
    <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">
        <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
        <!--登录页面  -->
        <property name="loginUrl" value="/index.jsp"></property>
        <!-- 登录成功后 -->      
        <property name="successUrl" value="/home.action"></property>
        <property name="filterChainDefinitions">
            <!-- /**代表下面的多级目录也过滤 -->
            <value>
                /index.jsp* = anon
                /home* = anon
                /sysadmin/login/login.jsp* = anon
                /sysadmin/login/logout.jsp* = anon
                /login* = anon
                /logout* = anon
                /components/** = anon
                /css/** = anon
                /images/** = anon
                /js/** = anon
                /make/** = anon
                /skin/** = anon
                /stat/** = anon
                /ufiles/** = anon
                /validator/** = anon
                /resource/** = anon
                /** = authc
                /*.* = authc
            </value>
        </property>
    </bean>

    <!-- 用户授权/认证信息Cache, 采用EhCache  缓存 -->
    <bean id="shiroEhcacheManager" class="org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager">
        <property name="cacheManagerConfigFile" value="classpath:ehcache-shiro.xml"/>
    </bean>

    <!-- 保证实现了Shiro内部lifecycle函数的bean执行 -->
    <bean id="lifecycleBeanPostProcessor" class="org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor"/>

    <!-- 生成代理，通过代理进行控制 -->
    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"
          depends-on="lifecycleBeanPostProcessor">
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>

    <!-- 安全管理器 -->
    <bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
        <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
    </bean>

</beans>

在这里配置了核心的SecurityManager，SecurityManager中注入了realm和cacheManager，因此需要配置realm和cacheManager，Realm是自定义的，其中注入了userService，用来进行查询数据库数据的相关操作，还注入了credentialsMatcher属性，这个是开发者自定义的比较器。配置CacheManager时，使用了ehcache，在最后也进行了配置，并且编写了ehcache的配置文件，这些操作在下述步骤进行。

在shiroFilter的配置中配置了要过滤的目录，其中一个*号表示匹配当前目录后的参数，两个*号表示匹配该目录及其子目录及参数。等号后面是Shiro各类过滤器的简称，anon表示匿名过滤器，表示可以匿名访问这些资源，authc表示需要验证用户身份才能访问，还有8种过滤器，在此就不再详述了。

5.Ehcache的配置文件

ehcache-shiro.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache updateCheck="false" name="shiroCache">

    <defaultCache
        maxElementsInMemory="10000"
        eternal="false"
        timeToIdleSeconds="120"
        timeToLiveSeconds="120"
        overflowToDisk="false"
        diskPersistent="false"
        diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"/>

</ehcache>

6.编写自定义的credentialsMatcher

DemoCredentialsMatcher.java

public class DemoCredentialsMatcher extends SimpleCredentialsMatcher {

    /**
     * 密码比较的规则
     * token:用户在界面输入的用户名和密码
     * info: 从数据库中得到的加密数据
     */
    @Override
    public boolean doCredentialsMatch(AuthenticationToken token, AuthenticationInfo info) {
        // 获取用户输入的密码，并加密
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken) token;
        String md5Pwd = Encrypt.md5(new String(upToken.getPassword()), upToken.getUsername());

        // 获取数据库中的加密密码
        String pwd = (String) info.getCredentials();

        // 返回比较结果
        return this.equals(md5Pwd, pwd);
    }

}

Encrypt是一个进行MD5加密的工具类

Encrypt.java

public class Encrypt {
    public static String md5(String password, String salt) {
        return new Md5Hash(password, salt, 2).toString();
    }
}

7.编写自定义的realm

AuthRealm.java

public class AuthRealm extends AuthorizingRealm {

    private IUserService userService;

    public void setUserService(IUserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    /**
     * 授权,当jsp页面遇到shiro标签会执行该方法
     */
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection pc) {
        System.out.println("授权");
        User user = (User) pc.fromRealm(this.getName()).iterator().next();  // 根据realm名字找到对应的realm

        List<String> permissions = new ArrayList<String>();

        Set<Role> roles = user.getRoles();
        for (Role role : roles) {
            Set<Module> modules = role.getModules();
            for (Module module : modules) {
                permissions.add(module.getName());
            }
        }

        SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();
        info.addStringPermissions(permissions);     // 添加用户的权限

        return info;
    }

    /**
     * 认证
     */
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        System.out.println("认证");
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken) token;

        List<User> list = userService.find("from User u where u.userName = ?", User.class, new String[]{upToken.getUsername()});

        if (list != null && list.size() > 0) {
            User user = list.get(0);
            AuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(user, user.getPassword(), this.getName());
            return info;
        }

        return null;    // 返回null抛出异常
    }

}

8.登录操作

try {
    // 1、得到Subject
    Subject subject = SecurityUtils.getSubject();

    // 2、调用登录方法---AuthRealm#doGetAuthenticationInfo()
    subject.login(new UsernamePasswordToken(username, password));

    // 3、登录成功
    User user = (User) subject.getPrincipal();

    // 4、放入session
    session.put(SysConstant.CURRENT_USER_INFO, user);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
    request.put("errorInfo", "用户名或密码错误!");
    return "login";
}

return SUCCESS;

在Shiro框架中，如果登陆失败，则会抛出异常，所有在使用Subject的代码外要使用try-catch，当捕获异常，表示用户身份验证失败。

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