Shiro的介绍与使用

Shiro

Shiro介绍（废话篇）

Apache·Shiro 是一个功能强大且易于使用的· Java 安全(权限)框架。Shiro 可以完成:认证、授权、加密、会话管理、与 Web·集成、缓存·等。借助·Shiro 您可以快速轻松地保护任何应用程序一一从最小的移动应用程序到最大的· Web· 和企业应用程序。

1:为什么要用 shiro

自·2003·年以来，框架格局发生了相当大的变化，因此今天仍然有很多系统在使用Shiro。这与 Shiro 的特性密不可分。
易于使用:使用 Shiro 构建系统安全框架非常简单。就算第一次接触也可以快速掌握。
全面:Shiro包含系统安全框架需要的功能，满足安全需求的“一站式服务”。灵活:Shiro可以在任何应用程序环境中工作。虽然它可以在·Web、EJB·和·IOC·环境中工作，但不需要依赖它们。Shiro· 也没有强制要求任何规范，甚至没有很多依赖项。
强力支持 Web:Shiro具有出色的· Web· 应用程序支持，可以基于应用程序·URL·和Web·协议(例如·REST)创建灵活的安全策略，同时还提供一组·JSP·库来控制页面输出。
兼容性强:Shiro 的设计模式使其易于与其他框架和应用程序集成。Shiro·与Spring、Grails、Wicket、Tapestry、Mule、Apache·Camel、Vaadin·等框架无缝集成。

2 Shiro 与 SpringSecurity 的对比

1、Spring·Security基于Spring开发，项目若使用·Spring作为基础，配合·SpringSecurity·做权限更加方便，而·Shiro需要和·Spring进行整合开发;
2、Spring·Security功能比·Shiro· 更加丰富些，例如安全维护方面;e
3、Spring·Security·社区资源相对比·Shiro·更加丰富;
4、Shiro的配置和使用比较简单，Spring·Security·上手复杂些;“
5、Shiro· 依赖性低，不需要任何框架和容器，可以独立运行.Spring·Security依赖Spring 容器;“
6、shiro 不仅仅可以使用在 web 中，它可以工作在任何应用环境中。在集群会话时
Shiro最重要的一个好处或许就是它的会话是独立于容器的。

在这里插入图片描述

Authentication：身份认证 / 登录，验证用户是不是拥有相应的身份；
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；
Session Management：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；
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；
Web Support：Web 支持，可以非常容易的集成到 Web 环境；
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；
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；
Testing：提供测试支持；
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；
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。

在这里插入图片描述
可以看到：应用代码直接交互的对象是 Subject，也就是说 Shiro 的对外 API 核心就是 Subject；其每个 API 的含义：

Subject：主体，代表了当前 “用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互的任何东西都是 Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有 Subject 都绑定到 SecurityManager，与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager；可以把 Subject 认为是一个门面；SecurityManager 才是实际的执行者；

SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互；且它管理着所有 Subject；可以看出它是 Shiro 的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行交互，如果学习过 SpringMVC，你可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器；

Realm：域，Shiro 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。

也就是说对于我们而言，最简单的一个 Shiro 应用：

应用代码通过 Subject 来进行认证和授权，而 Subject 又委托给 SecurityManager；

我们需要给 Shiro 的 SecurityManager 注入 Realm，从而让 SecurityManager 能得到合法的用户及其权限进行判断。
从以上也可以看出，Shiro 不提供维护用户 / 权限，而是通过 Realm 让开发人员自己注入。

接下来我们来从 Shiro 内部来看下 Shiro 的架构，如下图所示：
在这里插入图片描述

Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的 “用户”；
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。
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；
Authorizer：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；
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；
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；所以呢，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）；
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；
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
Cryptography：密码模块，Shiro 提供了一些常见的加密组件用于如密码加密 / 解密的。

Shiro 的基本使用（使用篇）

引入依赖

		<dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-core</artifactId>
            <version>1.9.1</version>
        </dependency>

提供shiro可以获取的相关的信息，一般是通过数据库获取（后续整合spring会记录），也可以通过使用**.ini文件获取

登录认证

(1)身份验证：一般需要提供如身份ID等一些标识信息来表明登录者的身份，如提供email，用户名/密码来证明。

(2)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
身份和证明说白了就是userName 和 passWord

登录认证步骤

收集用户身份/凭证，即如用户名/密码
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
创建自定义的·Realm类，继承·org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm类实现·doGetAuthenticationInfo()方法

身份验证代码实现步骤

1初始化获取SecurityManager
2获取Subject对像
3创达token对象，web应用用户名跨码从页而传递
4完成登录（无异常代表登录成功）
通过抓取不同的异常来获取不同的错误信息

 public static void main(String[] args) {
    
    
        //1初始化获取SecurityManager
        DefaultSecurityManager defaultSecurityManager=new DefaultSecurityManager();
        IniRealm iniRealm = new IniRealm("classpath:shiro.ini");
        defaultSecurityManager.setRealm(iniRealm);
        SecurityUtils.setSecurityManager(defaultSecurityManager);
        //2获取Subject对像
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //3创达token对象，web应用用户名跨码从页而传递
        AuthenticationToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan","z3");
        // 4完成登录
        try {
    
    
            subject.login(token);
            System.out.println("登录成功");
        }catch (UnknownAccountException e){
    
    
            e.printStackTrace();
            System.out.println("用户不存在");
        }catch (IncorrectCredentialsException e){
    
    
            e.printStackTrace();
            System.out.println("密码错误");
        } catch (AuthenticationException e) {
    
    
            System.out.println("登录失败");
        }
    }

权限认证

概念

授权，也叫访问控制，即在应用中控制谁访问哪些资源(如访问页面/编辑数据/页面操作·等)。在授权中需了解的几个关键对象:主体(Subject)、资源(Resource)、权限·(Permission)、角色(Role)。

主体(Subject):访问应用的用户，在·Shiro· 中使用·Subject·代表该用户。用户只有授权· 后才允许访问相应的资源。
资源(Resource): 在应用中用户可以访问的·URL，比如访问·JSP· 页面、查看/编辑某些·数据、访问某个业务方法、打印文本等等都是资源。用户只要授权后才能访问。
权限(Permission): 安全策略中的原子授权单位，通过权限我们可以表示在应用中用户·有没有操作某个资源的权力。即权限表示在应用中用户能不能访问某个资源，如;访问用·户列表页面查看/新增/修改/删除用户数据(即很多时候都是CRUD(增查改删)式权限控·制)等。权限代表了用户有没有操作某个资源的权利，即反映在某个资源上的操作允不允许。
Shiro 支持粗粒度权限(如用户模块的所有权限)和细粒度权限(操作某个用户的权限，即实例级别的)
角色(Role):权限的集合，一般情况下会赋予用户角色而不是权限，即这样用户可以拥有·一组权限，赋予权限时比较方便。典型的如: 项目经理、技术总监、CTO、开发工程师等·都是角色，不同的角色拥有一组不同的权限

授权方式

通过subject.hasRole()方法进行判断
通过@RequestRole()注解进行授权，授权不通过会抛出相应的异常

授权流程

首先调用Subject.isPermitted / hasRole接口，其会委托给SecurityManager，而SecurityManager接着会委托给Authorizer;
Authorizer是真正的授权者，如果调用如isPermitted(“user:view”)，其首先会通过PermissionResolver把字符串转换成相应的Permission实例;
在进行授权之前，其会调用相应的Realm获取Subject相应的角色/权限用于匹配传入的角色/权限
Authorizer会判断Realm的角色/权限是否和传入的匹配，如果有多个Realm，会委托给ModularRealmAuthorizer进行循环判断，如果匹配如isPermitted*/hasRole*会返回true，否则返回false表示授权失败

在ini文件中添加相关信息

[users]
//用户名=密码，角色1，角色2
zhangsan=z3,role1,role2
lisi=l4

[roles]
//角色1=权限1，权限2
role1=user:insert,user::select

通过subject.hasRole(“角色”)判断用户是否拥有此角色

通过subject.isPermitted(“权限标识”)判断角色是否拥有此权限

判断权限也可以使用subject.checkPermission()，

不同之处就是checkPermission()不会返回值如果没有权限会抛出异常

        //1初始化获取SecurityManager
        DefaultSecurityManager defaultSecurityManager=new DefaultSecurityManager();
        IniRealm iniRealm = new IniRealm("classpath:shiro.ini");
        defaultSecurityManager.setRealm(iniRealm);
        SecurityUtils.setSecurityManager(defaultSecurityManager);
        //2获取Subject对像
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //3创达token对象，web应用用户名跨码从页面传递
        AuthenticationToken token = new UsernamePasswordToken("zhangsan","z3");
        // 4完成登录
        try {
    
    
            subject.login(token);
            System.out.println("登录成功");
           // 5判断角色
            System.out.println(subject.hasRole("role1") ? "通过":"不通过");
           // 6判断权限
            System.out.println(subject.isPermitted("user:insert") ? "授权插入" : "无权插入");
        }catch (UnknownAccountException e){
    
    
            e.printStackTrace();
            System.out.println("用户不存在");
        }catch (IncorrectCredentialsException e){
    
    
            e.printStackTrace();
            System.out.println("密码错误");
        } catch (AuthenticationException e) {
    
    
            System.out.println("登录失败");
        }

shiro使用——整合spring（实战篇）

1. 引入相关配置

       <dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-spring</artifactId>
            <version>1.9.1</version>
        </dependency>
        	
        <dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-core</artifactId>
            <version>1.9.1</version>
        </dependency>

2. 自定义Realm类继承AuthorizingRealm 并重写相对应的方法

获取用户身份信息
调用业务层获取用户信息 (数据库)
非空判断，将数据封装返回

@Component
public class MyRealm extends AuthorizingRealm {
    
    

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;


//    授权
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
    
    
        return null;
    }
//  登录
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
    
    
    //1 获取用户身份信息
        String name = authenticationToken.getPrincipal().toString();
	//2 调用业务层获取用户信息 (数据库)
        User user = userMapper.selectById(name);
	//3 非空判断，将数据封装返回
        if (user != null){
    
    
            SimpleAuthenticationInfo sai = new SimpleAuthenticationInfo(
            name, user.getPassword(), ByteSource.Util.bytes("salt"), MyRealm.class.getName()
            );
            return sai;
        }
        return null;
    }
}

3. 编写shiro配置类

配置securityManager

创建defaultWebSecurityManager 对象
创建加跨对象，设置相关属性
2.1采用md5加密
2.2 迭代加密次数
将加对象存储到myRealm中
将myRealm存AdefaultWebSecurityManager 对象
返回

配置shiro内置过滤器拦截范围

defaultShiroFilterChainDefinition.addPathDefinition(“/path”,“difinition”)
difinition参数说明

defaultShiroFilterChainDefinition.addPathDefinition("/path","difinition")

difinition	mean
anon	任何人都可以访问不需要登录
authc	必须是登录之后才能进行访问，不具有remember me的功能
user	登录用户才可以访问，具有remember me的功能

需要认证
不需要认证

@Configuration
public class shiroConfig {
    
    

    @Autowired
    private MyRealm myRealm;

    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager defaultWebSecurityManager() {
    
    
        DefaultWebSecurityManager defaultWebSecurityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher = new HashedCredentialsMatcher();
        hashedCredentialsMatcher.setHashAlgorithmName("md5");
        hashedCredentialsMatcher.setHashIterations(3);
        myRealm.setCredentialsMatcher(hashedCredentialsMatcher);
        defaultWebSecurityManager.setRealm(myRealm);
        ThreadContext.bind(defaultWebSecurityManager);
        return defaultWebSecurityManager;

    }
    //配置shiro内置过滤器拦截范围
    @Bean
    public DefaultShiroFilterChainDefinition shiroFilterChainDefinition(){
    
    
        DefaultShiroFilterChainDefinition defaultShiroFilterChainDefinition = new DefaultShiroFilterChainDefinition();
//        不需要认证
        defaultShiroFilterChainDefinition.addPathDefinition("/login","anon");
        defaultShiroFilterChainDefinition.addPathDefinition("/user","anon");
//        需要认证
        defaultShiroFilterChainDefinition.addPathDefinition("/**","authc");

        return defaultShiroFilterChainDefinition;
    }

}

4. 回到业务层通过subject.login()方法验证登录

	 Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        AuthenticationToken token = new UsernamePasswordToken(user.getUsername(),user.getPassword());
        try {
    
    
            subject.login(token);
        }catch (Exception e){
    
    
            e.printStackTrace();
            return ComResult.error("登录失败");
        }
        return ComResult.success("登录成功");