ApacheShiro使用手册

ApacheShiro使用手册Shiro架构介绍一、什么是ShiroApacheShiro是一个强大易用的Java安全框架，提供了认证、授权、加密和会话管理等功能：认证-用户身份识别，常被称为用户“登录”；授权-访问控制；密码加密-保护或隐藏数据防止被偷窥；会话管理-每用户相关的时间敏感的状态。对于任何一个应用程序，Shiro都可以提供全面的安全管理服务。并且相对于其他安全框架，Shiro要简单的多。二、Shiro的架构介绍首先，来了解一下Shiro的三个核心组件：Subject,SecurityManager和Realms.如下图：Subject：即“当前操作用户”。但是，在Shiro中，Subject这一概念并不仅仅指人，也可以是第三方进程、后台帐户（DaemonAccount）或其他类似事物。它仅仅意味着“当前跟软件交互的东西”。但考虑到大多数目的和用途，你可以把它认为是Shiro的“用户”概念。Subject代表了当前用户的安全操作，SecurityManager则管理所有用户的安全操作。SecurityManager：它是Shiro框架的核心，典型的Facade模式，Shiro通过SecurityManager来管理内部组件实例，并通过它来提供安全管理的各种服务。Realm：Realm充当了Shiro与应用安全数据间的“桥梁”或者“连接器”。也就是说，当对用户执行认证（登录）和授权（访问控制）验证时，Shiro会从应用配置的Realm中查找用户及其权限信息。从这个意义上讲，Realm实质上是一个安全相关的DAO：它封装了数据源的连接细节，并在需要时将相关数据提供给Shiro。当配置Shiro时，你必须至少指定一个Realm，用于认证和（或）授权。配置多个Realm是可以的，但是至少需要一个。Shiro内置了可以连接大量安全数据源（又名目录）的Realm，如LDAP、关系数据库（JDBC）、类似INI的文本配置资源以及属性文件等。如果缺省的Realm不能满足需求，你还可以插入代表自定义数据源的自己的Realm实现。Shiro完整架构图：除前文所讲Subject、SecurityManager、Realm三个核心组件外，Shiro主要组件还包括：Authenticator：认证就是核实用户身份的过程。这个过程的常见例子是大家都熟悉的“用户/密码”组合。多数用户在登录软件系统时，通常提供自己的用户名（当事人）和支持他们的密码（证书）。如果存储在系统中的密码（或密码表示）与用户提供的匹配，他们就被认为通过认证。Authorizer：授权实质上就是访问控制-控制用户能够访问应用中的哪些内容，比如资源、Web页面等等。SessionManager：在安全框架领域，ApacheShiro提供了一些独特的东西：可在任何应用或架构层一致地使用SessionAPI。即，Shiro为任何应用提供了一个会话编程范式-从小型后台独立应用到大型集群Web应用。这意味着，那些希望使用会话的应用开发者，不必被迫使用Servlet或EJB容器了。或者，如果正在使用这些容器，开发者现在也可以选择使用在任何层统一一致的会话API，取代Servlet或EJB机制。CacheManager:对Shiro的其他组件提供缓存支持。Shiro认证认证就是验证用户身份的过程。在认证过程中，用户需要提交实体信息(Principals)和凭据信息(Credentials)以检验用户是否合法。最常见的“实体/凭证”组合便是“用户名/密码”组合。一、Shiro认证过程1、收集实体/凭据信息Java代码1.//Exampleusingmostcommonscenarioofusername/passwordpair:2.UsernamePasswordTokentoken=newUsernamePasswordToken(username,password);3.//”RememberMe”built-in:4.token.setRememberMe(true);UsernamePasswordToken支持最常见的用户名/密码的认证机制。同时，由于它实现了RememberMeAuthenticationToken接口，我们可以通过令牌设置“记住我”的功能。但是，“已记住”和“已认证”是有区别的：已记住的用户仅仅是非匿名用户，你可以通过subject.getPrincipals()获取用户信息。但是它并非是完全认证通过的用户，当你访问需要认证用户的功能时，你仍然需要重新提交认证信息。这一区别可以参考亚马逊网站，网站会默认记住登录的用户，再次访问网站时，对于非敏感的页面功能，页面上会显示记住的用户信息，但是当你访问网站账户信息时仍然需要再次进行登录认证。2、提交实体/凭据信息Java代码1.SubjectcurrentUser=SecurityUtils.getSubject();2.currentUser.login(token);收集了实体/凭据信息之后，我们可以通过SecurityUtils工具类，获取当前的用户，然后通过调用login方法提交认证。3、认证处理Java代码1.try{2.currentUser.login(token);3.}catch(UnknownAccountExceptionuae){...4.}catch(IncorrectCredentialsExceptionice){...5.}catch(LockedAccountExceptionlae){...6.}catch(ExcessiveAttemptsExceptioneae){...7.}...catchyourown...8.}catch(AuthenticationExceptionae){9.//unexpectederror?10.}如果login方法执行完毕且没有抛出任何异常信息，那么便认为用户认证通过。之后在应用程序任意地方调用SecurityUtils.getSubject()都可以获取到当前认证通过的用户实例，使用subject.isAuthenticated()判断用户是否已验证都将返回true.相反，如果login方法执行过程中抛出异常，那么将认为认证失败。Shiro有着丰富的层次鲜明的异常类来描述认证失败的原因，如代码示例。二、登出操作登出操作可以通过调用subject.logout()来删除你的登录信息，如：Java代码1.currentUser.logout();//removesallidentifyinginformationandinvalidatestheirsessiontoo.当执行完登出操作后，Session信息将被清空，subject将被视作为匿名用户。三、认证内部处理机制以上，是Shiro认证在应用程序中的处理过程，下面将详细解说Shiro认证的内部处理机制。如上图，我们通过Shiro架构图的认证部分，来说明Shiro认证内部的处理顺序：1、应用程序构建了一个终端用户认证信息的AuthenticationToken实例后，调用Subject.login方法。2、Sbuject的实例通常是DelegatingSubject类（或子类）的实例对象，在认证开始时，会委托应用程序设置的securityManager实例调用securityManager.login(token)方法。3、SecurityManager接受到token(令牌)信息后会委托内置的Authenticator的实例（通常都是ModularRealmAuthenticator类的实例）调用authenticator.authenticate(token).ModularRealmAuthenticator在认证过程中会对设置的一个或多个Realm实例进行适配，它实际上为Shiro提供了一个可拔插的认证机制。4、如果在应用程序中配置了多个Realm，ModularRealmAuthenticator会根据配置的AuthenticationStrategy(认证策略)来进行多Realm的认证过程。在Realm被调用后，AuthenticationStrategy将对每一个Realm的结果作出响应。注：如果应用程序中仅配置了一个Realm，Realm将被直接调用而无需再配置认证策略。5、判断每一个Realm是否支持提交的token，如果支持，Realm将调用getAuthenticationInfo(token);getAuthenticationInfo方法就是实际认证处理，我们通过覆盖Realm的doGetAuthenticationInfo方法来编写我们自定义的认证处理。四、使用多个Realm的处理机制：1、Authenticator默认实现是ModularRealmAuthenticator,它既支持单一Realm也支持多个Realm。如果仅配置了一个Realm，ModularRealmAuthenticator会直接调用该Realm处理认证信息，如果配置了多个Realm，它会根据认证策略来适配Realm，找到合适的Realm执行认证信息。自定义Authenticator的配置：Java代码1.[main]2....3.authenticator=com.foo.bar.CustomAuthenticator4.securityManager.authenticator=$authenticator2、AuthenticationStrategy（认证策略）当应用程序配置了多个Realm时，ModularRealmAuthenticator将根据认证策略来判断认证成功或是失败。例如，如果只有一个Realm验证成功，而其他Realm验证失败，那么这次认证是否成功呢？如果大多数的Realm验证成功了，认证是否就认为成功呢？或者，一个Realm验证成功后，是否还需要判断其他Realm的结果？认证策略就是根据应用程序的需要对这些问题作出决断。认证策略是一个无状态的组件，在认证过程中会经过4次的调用：在所有Realm被调用之前在调用Realm的getAuthenticationInfo方法之前在调用Realm的getAuthenticationInfo方法之后在所有Realm被调用之后认证策略的另外一项工作就是聚合所有Realm的结果信息封装至一个AuthenticationInfo实例中，并将此信息返回，以此作为Subject的身份信息。Shiro有3中认证策略的具体实现：AtLeastOneSuccessfulStrategy只要有一个（或更多）的Realm验证成功，那么认证将被视为成功FirstSuccessfulStrategy第一个Realm验证成功，整体认证将被视为成功，且后续Realm将被忽略AllSuccessfulStrategy所有Realm成功，认证才视为成功ModularRealmAuthenticator内置的认证策略默认实现是AtLeastOneSuccessfulStrategy方式，因为这种方式也是被广泛使用的一种认证策略。当然，你也可以通过配置文件定义你需要的策略，如：Java代码1.[main]2....3.authcStrategy=org.apache.shiro.authc.pam.FirstSuccessfulStrategy4.securityManager.authenticator.authenticationStrategy=$authcStrategy5....3、Realm的顺序由刚才提到的认证策略，可以看到Realm在ModularRealmAuthenticator里面的顺序对认证是有影响的。ModularRealmAuthenticator会读取配置在SecurityManager里的Realm。当执行认证是，它会遍历Realm集合，对所有支持提交的token的Realm调用getAuth