Shiro基础入门

重点：

• 1、Shiro简介;
• 2、Shiro基本流程及组件；
• 3、Shiro代码验证；

重点解析：

一、Shiro简介

1.1、什么是shiro
（1）、shiro是apache的一个开源框架，是一个权限管理的框架，实现 用户认证、用户授权。
（2）、 spring中有spring security (原名Acegi)，是一个权限框架，它和spring依赖过于紧密，没有shiro使用简单。
（3）、 shiro不依赖于spring，shiro不仅可以实现 web应用的权限管理，还可以实现c/s系统， 分布式系统权限管理，shiro属于轻量框架，越来越多企业项目开始使用shiro。

1.2. 在应用程序角度来观察如何使用Shiro完成工作(如图)

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。

二、Shiro基本流程及组件

1、Shiro基本流程

Shiro流程图：

Subject：主体，用来与用户交互的对象。它其实是一个门面对象，专门用于管理来自客户端的数据。比如客户端传来了一批帐号密码数据，它需要将这批数据传入Shiro的内部核心SecurityManager中，以验证帐号密码是否正确。再比如，判断当前用户是否有相关的角色，它会去问问内部的SecurityManager，这个人是“小学生角色”吗？

你懂的理解就是：Subject就是一个拉客滴，它知道本会所提供的所有服务。来了一批客人，它需要将客人引进到SecurityManager中进行服务，所以说SecurityManager是shiro底层的核心。

SecurityManager：安全中心，它相当于“用户信息”与“数据源”的中间者。用户信息指用户在WEB页面上输入的数据，通常指 用户名、邮箱、密码、手机号等。 “数据源”指数据库中存放的数据。 SecurityManager的作用就是把“用户信息”拿去与“数据源”比对，看“用户信息”是不是存在于“数据源”中。

Realm:数据源。Shiro从数据库中查询一些数据，保存在Realm这种对象中。Shiro会把从Subject中获取的数据与Realm的数据进行对比，从而确定客户端传来的帐号密码是否正确。

流程如下：
步骤一：Shiro把用户的数据封装成标识token，token一般封装着用户名，密码等信息。

步骤二：使用Subject门面获取到封装着用户的数据的标识token

步骤三：Subject把标识token交给SecurityManager，在SecurityManager安全中心中，SecurityManager把标识token委托给认证器Authenticator进行身份验证。认证器的作用一般是用来指定如何验证，它规定本次认证用到哪些Realm。

步骤四：认证器Authenticator将传入的标识token，与数据源Realm对比，验证token是否合法。

从代码的层面来理解： Subject对象其实是一个门面类，它能够执行非常多的操作，例如认证授权用户退出。但是它实际上将这些操作委托给内部的SecurityManager去做。简单点说，Subject的底层实现就是SecurityManager。

    public class Subject ...

               private SecurityManager  securityManager；

               public  void  login() {
                 securityManager. login() ； 
                 }

2、Shiro基础组件及架构
Shiro可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE环境，也可以用在JavaEE环境。Shiro可以帮助我们完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛，而且Shiro的API也是非常简单；其基本功能点如下图所示：

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 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；

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。

接下来我们分别从外部和内部来看看Shiro的架构，对于一个好的框架，从外部来看应该具有非常简单易于使用的API，且API契约明确；从内部来看的话，其应该有一个可扩展的架构，即非常容易插入用户自定义实现，因为任何框架都不能满足所有需求。

也就是说对于我们而言，最简单的一个Shiro应用：

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

2、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：

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；

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；

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）；

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提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

三、代码验证

首先导入shiro的依赖。

<dependencies>  
    <dependency>  
        <groupId>junit</groupId>  
        <artifactId>junit</artifactId>  
        <version>4.9</version>  
    </dependency>  
    <dependency>  
        <groupId>commons-logging</groupId>  
        <artifactId>commons-logging</artifactId>  
        <version>1.1.3</version>  
    </dependency>  
    <dependency>  
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>  
        <artifactId>shiro-core</artifactId>  
        <version>1.2.2</version>  
    </dependency>  
</dependencies> 

编写Junit测试用例

public class MyFirstTest {
    @Test
    public void test1() {
        //读取配置文件，相当于在加载数据源
        Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory = 
                           new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro_1.ini");
        //SecurityManager 是Shiro内部的底层实现，几乎所有功能都由其实现
        org.apache.shiro.mgt.SecurityManager sm = factory.getInstance();
        //SecurityUtils是一个工具，方便用户调用，它封装了SecurityManager 
        SecurityUtils.setSecurityManager(sm);
        //生成一个SecurityManager的门面类，即Subject。
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        //封装用户的数据
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("jay", "123");
        //Subject接收到的方法参数，最终将会传到SecurityManager中进行验证
        //将用户的数据token 最终传递到Realm中进行对比
        subject.login(token);
        //判断本帐号是否已经被认证
        Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated());
    }
}

– 帐号/密码认证
4. Shiro身份验证(shiro.ini)
https://www.w3cschool.cn/shiro/andc1if0.html

小结: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。

ps：

1、Shiro权限认证(支持三种方式的授权)
1.1 编程式：通过写if/else授权代码块完成

  Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
  if(subject.hasRole("admin")) {
    //有权限
  } else {
    //无权限
  }

1.2 注解式：通过在执行的Java方法上放置相应的注解完成，另外，没有权限将抛出相应的异常

@RequiresRoles("admin")
  public void hello() {
    //有权限
  }

1.3 JSP/GSP标签：在JSP/GSP页面通过相应的标签完成

<shiro:hasRole name="admin">
      <!— 有权限 —>
      </shiro:hasRole>

2. 授权
   2.1 基于角色的访问控制（shiro-role.ini|粗颗粒度)
   规则：“用户名=密码,角色1，角色2”
   方法： hasRole/hasRoles/hasAllRoles和checkRole/checkRoles

   注1：hasXxx和checkXxx区别，hasXxx会返回boolean类型的数据，用来判断，而checkXxx不会返回任何东西，
   如果验证成功就继续处理下面的代码，否则会抛出一个异常UnauthorizedException

2.2 基于资源的访问控制（shiro-permission.ini|细颗粒度）
即：首先根据用户名找到角色，然后根据角色再找到权限
规则1：“用户名=密码,角色1，角色2”
规则2：“角色=权限1，权限2”
规则3：“资源标识符:操作:对象实例ID” 即对哪个资源的哪个实例可以进行什么操作
注:每个部分可以不填写，默认就是*
user::
tea::
stu::

  方法： isPermitted/checkPermissions   

  注1：permission：许可,权限
  注2：create,update,delete,view这些是可以自行定义的

3. shiro集成web(shiro-web.ini)

<%@taglib prefix=“r” uri=“http://shiro.apache.org/tags” %>

3.1 配置shiro-web.ini文件

3.2 通过监听器EnvironmentLoaderListener读取配置文件，来创建相应的WebEnvironment

  注1：可通过shiroConfigLocations参数，指定shiro的配置文件
  注2：shiroConfigLocations 默认是“/WEB-INF/shiro.ini”，IniWebEnvironment默认是先从/ WEB-INF/shiro.ini加载，
       如果没有就默认加载 classpath:shiro.ini。

3.3 配置过滤器ShiroFilter

  注1：放在web.xml文件的最前面

3.4 开发中不断修改配置文件

4. 其它
   4.1 不足之处

   1. 用户名/密码硬编码在ini配置文件，以后需要改成如数据库存储，且密码需要加密存储；
   2. 用户身份Token可能不仅仅是用户名/密码，也可能还有其他的，如登录时允许用户名/邮箱/手机号同时登录。
      4.2 JUnit4：Test注解的两个属性：expected和timeout
      expected属性：用来指示期望抛出的异常类型，抛出指定的异常类型，则测试通过 。
      timeout属性：用来指示时间上限，当测试方法的时间超过这个时间值时测试就会失败（注意超时了报的是Errors，如果是值错了是Failures）

5. 配置文件
   xml
   properties
   ini
   [node]
   key=value