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SpringBoot集成SpringSecurity - 入门（一）

用户1212940

发布于 2022-04-13 09:03:03

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源码地址：https://github.com/springsecuritydemo/microservice-auth-center01

无论是在生活还是在 WEB 应用开发中，安全一直是非常重要的一个方面。安全虽然属于应用的非功能需求，但是应该在应用开启初期就考虑进来。如果在应用开发的后期才考虑安全问题，就可能陷入一个两难的境地：

一方面，应用存在严重的安全漏洞，无法满足用户的要求，并可能造成用户的隐私数据被攻击者窃取；

两一方面，应用的基本架构已经确定，要修复安全漏洞，可能要对系统的架构做出比较重大的调整，进而需要更多的开发时间，影响整个项目的进度。所以，从应用开发的前期就应该把安全相关的因素考虑进来，并在整个系统开发过程中应用。

一、SpringSecurity简介

SpringSecurity 是基于Spring 提供声明式安全保护的安全性框架。SpringSecurity提供了完整的安全性解决方案，能够在Web请求级别和方法调用级别处理身份认证和授权

1.1 SpringSecurity 如何解决安全性问题？

SpringSecurity从两个角度来解决安全性问题：

使用 Servlet 规范中的 Filter：保护web请求并限制 URL 级别的访问；
使用 Spring AOP 保护方法调用：借助于动态代理和使用通知，确保只有具备适当权限的用户才能访问安全保护的方法。

1.2 SpringSecurity 模块划分

Spring Security被分为了11个模块：

模块	描述
ACL(access control list)	支持通过访问控制列表（ACL）为域对象提供安全性
切面（Aspects）	当使用Spring Security注解时，会使用基于AspectJ的切面，而非标准的AOP
CAS(Central Authentication Service)客户端	提供与Jasig的中心认证服务（CAS）进行集成的功能
配置（Configuratiion）*	包含通过XML和Java配置Spring Security的功能支持
核心（Core）　　　　 *	提供Spring Security基本库
加密（Cryptography）	提供了加密和密码编码的功能
LDAP	支持基于LDAP进行认证
OpenID	支持使用OpenID进行集中式认证
Remoting	提供了对Spring Remoting的支持
标签库（Tag Library）	Spring Security的JSP标签库
Web	提供了Spring Security基于Filter的Web安全性支持

接下来我们就使用SpringBoot + SpringSecurity完成入门程序。

二、SpringSecurity基本原理

绿色部分：都是项目中根据需求进行自行添加的。
蓝色部分：Exception Translation Filter在后面的黄色部分抛出权限相关的异常之后会被拦截到，做相应的处理。
黄色部分：是对Rest请求服务是否通过认证的最终决定。
处理逻辑：当有一个非登录请求过来的时候，会直接进入到黄色部分，在黄色部分验证是否登录，如果登录则放行请求；如果未登录则抛出异常，被蓝色部分拦截后，会重定向到登录页面要求用户登录。在此时如果用户填写用户名和密码单击登录后，请求会被相应的绿色部分的Filter拦截，在Filter中进行用户登录，如果用户登录成功，则会把第一次的请求重定向到后面的Interceptor中继续判断是否可以访问REST API。

三、SpringBoot整合SpringSecurity

3.1 导入依赖

导入 spring-boot-starter-security 依赖，在 SpringBoot 2.0.5 环境下默认使用的是 5.0.8 版本。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    <scope>test</scope>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
    <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.3.1</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<dependency>
     <groupId>com.alibaba</groupId>
     <artifactId>druid-spring-boot-starter</artifactId>
     <version>1.1.10</version>
</dependency>
 <dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <version>1.16.16</version>
 </dependency>

3.2 创建数据库表

一般权限控制有三层，即：用户<–>角色<–>权限，用户与角色是多对多，角色和权限也是多对多。这里我们先暂时不考虑权限，只考虑用户<–>角色。这里为了测试，表结构简单设计，后续可以根据业务添加先关字段。

数据库：Mysql 5.6 创建表结构：

-- 用户表
CREATE TABLE `sys_user` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  `password` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

-- 角色表
CREATE TABLE `sys_role` (
  `id` int(11) NOT NULL,
  `name` varchar(255) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

-- 用户-角色关系表
CREATE TABLE `sys_user_role` (
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `role_id` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`user_id`,`role_id`),
  KEY `fk_role_id` (`role_id`),
  CONSTRAINT `fk_role_id` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `sys_role` (`id`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE,
  CONSTRAINT `fk_user_id` FOREIGN KEY (`user_id`) REFERENCES `sys_user` (`id`) ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

初始化数据：

INSERT INTO `sys_role` VALUES ('1', 'ROLE_ADMIN');
INSERT INTO `sys_role` VALUES ('2', 'ROLE_USER');

INSERT INTO `sys_user` VALUES ('1', 'admin', '123');
INSERT INTO `sys_user` VALUES ('2', 'pyy', '123');

INSERT INTO `sys_user_role` VALUES ('1', '1');
INSERT INTO `sys_user_role` VALUES ('2', '2');

注意：这里的权限格式为ROLE_XXX，是Spring Security规定的，不要乱起名字哦。具体如何修改我们后面讲到权限控制时才做处理。

3.3 准备页面

因为是实例程序，这里页面简单设计，只用于登录的 login.html 以及用户登录成功后跳转的 index.html，将其放置在工程 resources/static 目录下：

登录login.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登陆</title>
</head>
<body>
<h1>登陆</h1>
<form method="post" action="/login">
    <div>
        用户名：<input type="text" name="username">
    </div>
    <div>
        密　码：<input type="password" name="password">
    </div>
    <div>
        <button type="submit">立即登陆</button>
    </div>
</form>
</body>
</html>

注意：用户的登陆认证是由Spring Security进行处理的，请求路径默认为/login，用户名字段默认为username，密码字段默认为password

首页index.html:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <h1>登陆成功</h1>
    <a href="/admin">检测ROLE_ADMIN角色</a>
    <a href="/user">检测ROLE_USER角色</a>
    <button onclick="window.kk='/logout'">退出登录</button>
</body>
</html>

3.4 配置application.yml

server:
  port: 9000
  servlet:
    context-path: /auth
spring:
  application:
    name: microservice-auth-center
  datasource:
    druid:
      url: jdbc:mysql://localhost:3306/auth_center?characterEncoding=utf-8
      username: root
      password: 123456
      driverClassName: com.mysql.jdbc.Driver
      initialSize: 5  #初始建立连接数量
      minIdle: 5  #最小连接数量
      maxActive: 20 #最大连接数量
      maxWait: 10000  #获取连接最大等待时间，毫秒
      testOnBorrow: true #申请连接时检测连接是否有效
      testOnReturn: false #归还连接时检测连接是否有效
      timeBetweenEvictionRunsMillis: 60000 #配置间隔检测连接是否有效的时间（单位是毫秒）
      minEvictableIdleTimeMillis: 300000 #连接在连接池的最小生存时间（毫秒）
      
mybatis:
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true #开启Mybatis下划线命名转驼峰命名

3.5 创建实体类、DAO、Service和Controller

实体类：

SysUser：

@Data
public class SysUser implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = -2836223054703407171L;

    private Integer id;

    private String name;

    private String password;
}

SysRole：

@Data
public class SysRole implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 7510551869226022669L;

    private Integer id;

    private String name;
}

SysUserRole：

@Data
public class SysUserRole implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = -3256750757278740295L;

    private Integer userId;

    private Integer roleId;
}

DAO：

SysUserMapper：

@Mapper
public interface SysUserMapper {

    @Select("SELECT * FROM sys_user WHERE id = #{id}")
    SysUser selectById(Integer id);

    @Select("SELECT * FROM sys_user WHERE name = #{name}")
    SysUser selectByName(String name);
}

SysRoleMapper：

@Mapper
public interface SysRoleMapper {

    @Select("SELECT * FROM sys_role WHERE id = #{id}")
    SysRole selectById(Integer id);
}

SysUserRoleMapper：

@Mapper
public interface SysUserRoleMapper {

    @Select("SELECT * FROM sys_user_role WHERE user_id = #{userId}")
    List<SysUserRole> listByUserId(Integer userId);
}

Service：

SysUserService：

@Service
public class SysUserService {

    @Autowired
    private SysUserMapper userMapper;

    public SysUser selectById(Integer id) {
        return userMapper.selectById(id);
    }

    public SysUser selectByName(String name) {
        return userMapper.selectByName(name);
    }
}

SysRoleService：

@Service
public class SysRoleService {

    @Autowired
    private SysRoleMapper roleMapper;

    public SysRole selectById(Integer id){
        return roleMapper.selectById(id);
    }
}

SysUserRoleService：

@Service
public class SysUserRoleService {

    @Autowired
    private SysUserRoleMapper userRoleMapper;

    public List<SysUserRole> listByUserId(Integer userId) {
        return userRoleMapper.listByUserId(userId);
    }
}

Controller：

@Controller
public class LoginController {
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LoginController.class);

    @GetMapping("/login")
    public String showLogin() {
        return "login.html";
    }

    @GetMapping("/")
    public String showHome() {
        String name = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getName();
        logger.info("当前登陆用户：" + name);

        return "index.html";
    }

    @GetMapping("/admin")
    @ResponseBody
    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_ADMIN')")
    public String printAdmin() {
        return "如果你看见这句话，说明你有ROLE_ADMIN角色";
    }

    @GetMapping("/user")
    @ResponseBody
    @PreAuthorize("hasRole('ROLE_USER')")
    public String printUser() {
        return "如果你看见这句话，说明你有ROLE_USER角色";
    }
}

注意：如代码所示：

获取当前登录用户：SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication()
@PreAuthorize 用于判断用户是否有指定权限，没有就不能访问

四、配置SpringSecurity

4.1 自定义用户认证逻辑UserDetailService

首先，我们需要自定义 UserDetailService，将用户信息和权限注入进来。

我们需要重写 loadUserByUsername 方法，参数是用户输入的用户名。返回值是 UserDetails，这是一个接口，一般使用它的子类 org.springframework.security.core.userdetails.User。

public class User implements UserDetails, CredentialsContainer {
    private static final long serialVersionUID = 500L;
    private static final Log logger = LogFactory.getLog(User.class);
    private String password;
    private final String username;
    private final Set<GrantedAuthority> authorities;
    private final boolean accountNonExpired;
    private final boolean accountNonLocked;
    private final boolean credentialsNonExpired;
    private final boolean enabled;

    public User(String username, String password, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
        this(username, password, true, true, true, true, authorities);
    }

    public User(String username, String password, boolean enabled, boolean accountNonExpired, boolean credentialsNonExpired, boolean accountNonLocked, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
        if(username != null && !"".equals(username) && password != null) {
            this.username = username;
            this.password = password;
            this.enabled = enabled;
            this.accountNonExpired = accountNonExpired;
            this.credentialsNonExpired = credentialsNonExpired;
            this.accountNonLocked = accountNonLocked;
            this.authorities = Collections.unmodifiableSet(sortAuthorities(authorities));
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot pass null or empty values to constructor");
        }
    }

这里我们暂时只关注三个参数：用户名、密码和权限集。其它属性暂时使用默认值。

实际情况下，大多将 DAO 中的 User 类继承 org.springframework.security.core.userdetails.User 返回。

CustomUserDetailsService：

@Service("userDetailsService")
public class CustomUserDetailsService implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private SysUserService userService;

    @Autowired
    private SysRoleService roleService;

    @Autowired
    private SysUserRoleService userRoleService;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        Collection<GrantedAuthority> authorities = new ArrayList<>();
        // 从数据库中取出用户信息
        SysUser user = userService.selectByName(username);

        // 判断用户是否存在
        if(user == null) {
            throw new UsernameNotFoundException("用户名不存在");
        }

        // 添加权限
        List<SysUserRole> userRoles = userRoleService.listByUserId(user.getId());
        for (SysUserRole userRole : userRoles) {
            SysRole role = roleService.selectById(userRole.getRoleId());
            authorities.add(new SimpleGrantedAuthority(role.getName()));
        }

        // 返回UserDetails实现类
        return new User(user.getName(), user.getPassword(), authorities);
    }

}

4.2 WebSecurityConfig

Spring Security默认是禁用注解的，要想开启注解，需要在继承WebSecurityConfigurerAdapter的类上加@EnableGlobalMethodSecurity注解，来判断用户对某个控制层的方法是否具有访问权限

例如：上面代码方法前不加@preAuthorize注解，意味着所有用户都能访问方法，如果加上注解，表示只要具备指定角色的用户才有权限访问。

@EnableGlobalMethodSecurity详解：

@EnableGlobalMethodSecurity(securedEnabled=true) 开启@Secured 注解过滤权限
@EnableGlobalMethodSecurity(jsr250Enabled=true)开启@RolesAllowed注解过滤权限
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled=true) 使用表达式实现方法级别的安全性，4个注解可用：
1. @PreAuthorize 在方法调用之前,基于表达式的计算结果来限制对方法的访问
2. @PostAuthorize 允许方法调用,但是如果表达式计算结果为false,将抛出一个安全性异常
3. @PostFilter 允许方法调用,但必须按照表达式来过滤方法的结果
4. @PreFilter允许方法调用,但必须在进入方法之前过滤输入值

首先，我们将自定义的 userDetailsService 注入进来，在 configure() 方法中使用 auth.userDetailsService() 方法替换掉默认的 userDetailsService。

这里我们还指定了密码的加密模式（5.0版本强制要求设置），我们采用SpringSecurity提供的加密模式：BCryptPasswordEncoder，它帮我们实现了PasswordEncoder，当然也可以自定义加密模式。

package com.thtf.auth.security;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.method.configuration.EnableGlobalMethodSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.WebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

/**
 * ========================
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * User：pyy
 * Date：2019/7/23 11:10
 * Version: v1.0
 * ========================
 */
@Configuration
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private CustomUserDetailsService userDetailsService;

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(new BCryptPasswordEncoder());
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                // 如果有允许匿名的url，填在下面
//                .antMatchers().permitAll()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                // 设置登陆页
                .formLogin().loginPage("/login")
                // 设置登陆成功页
                .defaultSuccessUrl("/").permitAll()
                // 自定义登陆用户名和密码参数，默认为username和password
//                .usernameParameter("username")
//                .passwordParameter("password")
                .and()
                .logout().permitAll();

        // 关闭CSRF跨域
        http.csrf().disable();
    }

    @Override
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception {
        // 设置拦截忽略文件夹，可以对静态资源放行
        web.ignoring().antMatchers("/css/**", "/js/**");
    }
}

五、运行测试

启动工程之前，由于数据库用户表的密码初始化的是明文，这里我们需要使用SpringSecurity 提供的加密工具类对密码进行重新加密修改：加密类：

public class SpringSecurityUtil {
    public static void main(String[] args) {
        BCryptPasswordEncoder bCryptPasswordEncoder = new BCryptPasswordEncoder();
        String password = bCryptPasswordEncoder.encode("123");

        System.out.println(password);
    }
}