Spring Security + JWT 前后端分离

Spring Security

1、基本简介

SpringSecurity 是企业应用系统的权限管理框架，应用的安全性包括用户认证（Authentication）和用户授权（Authorization）两个部分。用户认证一般要求用户提供用户名和密码。系统通过校验用户名和密码来完成认证过程，用户授权指的是验证某个用户是否有权限执行某个操作。在一个系统中，不同用户所具有的权限是不同的。spring security的主要核心功能为认证和授权，所有的架构也是基于这两个核心功能去实现的。

2、框架原理

总所周知，想要对 Web 资源进行控制，最好的莫过于加 Filter；想要对方法调用进行控制，最好的办法莫过于 AOP。所以 SpringSecurity 在我们进行用户认证以及授权权限的时候，通过各种各样的 Filter 来控制权限的访问。


  • 框架的核心组件
  1. SecurityContextHolder：提供对 SecurityContext 的访问，底层封装了 ThreadLocal，使其管理的对象（SecurityContext ）存储在当前线程上；
  2. SecurityContext,：持有 Authentication 对象和其他可能需要的信息；
  3. AuthenticationManager 其中可以包含多个AuthenticationProvider；
  4. ProviderManager 对象为 AuthenticationManager 接口的实现类；
  5. AuthenticationProvider 主要用来进行认证操作的类 调用其中的 authenticate() 方法去进行认证操作；
  6. Authentication：Spring Security 方式的认证主体；
  7. GrantedAuthority：对认证主题的应用层面的授权，含当前用户的权限信息，通常使用角色表示;
  8. UserDetails：构建Authentication对象必须的信息，可以自定义，可能需要访问DB得到；
  9. UserDetailsService：通过username构建UserDetails对象，通过loadUserByUsername根据userName获取UserDetail对象 （可以在这里基于自身业务进行自定义的实现 如通过数据库，xml,缓存获取等）。

3、认证流程说明

当点击登录操作时，会到第一个拦截器UsernamePasswordAuthenticationFilter的doFilter方法,我们直接看这个类：

public class UsernamePasswordAuthenticationFilter extends AbstractAuthenticationProcessingFilter {
    public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
        // 必须 POST 请求
        if (this.postOnly && !request.getMethod().equals("POST")) {
            throw new AuthenticationServiceException("Authentication method not supported: " + request.getMethod());
        } else {
            // 获取用户名，密码
            String username = this.obtainUsername(request);
            String password = this.obtainPassword(request);
            if (username == null) {
                username = "";
            }

            if (password == null) {
                password = "";
            }

            username = username.trim();
            // 生成 Token
            UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
            this.setDetails(request, authRequest);
            // 进行验证
            return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
        }
    }
}

从源码可知，UsernamePasswordAuthenticationFilter是AbstractAuthenticationProcessingFilter的子类，故其实是走AbstractAuthenticationProcessingFilter的doFilter方法：

public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain)
            throws IOException, ServletException {

        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;

        if (!requiresAuthentication(request, response)) {
            chain.doFilter(request, response);

            return;
        }

        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Request is to process authentication");
        }

        Authentication authResult;

        try {
            authResult = attemptAuthentication(request, response);
            if (authResult == null) {
                // return immediately as subclass has indicated that it hasn't completed
                // authentication
                return;
            }
            sessionStrategy.onAuthentication(authResult, request, response);
        }
        catch (InternalAuthenticationServiceException failed) {
            logger.error(
                    "An internal error occurred while trying to authenticate the user.",
                    failed);
            unsuccessfulAuthentication(request, response, failed);

            return;
        }
        catch (AuthenticationException failed) {
            // Authentication failed
            unsuccessfulAuthentication(request, response, failed);

            return;
        }

        // Authentication success
        if (continueChainBeforeSuccessfulAuthentication) {
            chain.doFilter(request, response);
        }

        successfulAuthentication(request, response, chain, authResult);
    }

在doFilter中会调用UsernamePasswordAuthenticationFilter的attemptAuthentication方法，主要是进行 username 和 password 请求值的获取，然后再生成一个UsernamePasswordAuthenticationToken 对象，进行验证。
不过我们可以先看看UsernamePasswordAuthenticationToken的构造方法：

public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials) {
        // 设置空权限
        super(null);
        // 设置用户名
        this.principal = principal;
        // 设置密码
        this.credentials = credentials;
        // 设置是否通过了校验
        setAuthenticated(false);
    }

其实UsernamePasswordAuthenticationToken是继承于Authentication，该对象是处理登录成功回调方法中的一个参数，里面包含了用户信息、请求信息等参数。
接下来我们看：
this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
这里有一个AuthenticationManager，但是真正调用的是ProviderManager。

public class ProviderManager implements AuthenticationManager, MessageSourceAware,InitializingBean {
  public Authentication authenticate(Authentication authentication)
            throws AuthenticationException {
        Class<? extends Authentication> toTest = authentication.getClass();
        AuthenticationException lastException = null;
        Authentication result = null;
        boolean debug = logger.isDebugEnabled();

        for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) {
            // 判断是否有provider支持该 Authentication
            if (!provider.supports(toTest)) {
                continue;
            }

            try {
                // 真正的逻辑判断
                result = provider.authenticate(authentication);

                if (result != null) {
                    copyDetails(authentication, result);
                    break;
                }
            }
            catch (AccountStatusException e) {
                prepareException(e, authentication);
                // SEC-546: Avoid polling additional providers if auth failure is due to
                // invalid account status
                throw e;
            }
            ...
}
  1. 这里首先通过provider判断是否支持当前传入进来的Authentication，目前我们使用的是UsernamePasswordAuthenticationToken，因为除了帐号密码登录的方式，还会有其他的方式，比如SocialAuthenticationToken。
  2. 根据我们目前所使用的UsernamePasswordAuthenticationToken，provider对应的是DaoAuthenticationProvider。
public Authentication authenticate(Authentication authentication)
            throws AuthenticationException {

        // Determine username
        String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED" : authentication.getName();

        boolean cacheWasUsed = true;
        UserDetails user = this.userCache.getUserFromCache(username);
        if (user == null) {
            cacheWasUsed = false;   
            // 1.获取 UserDetails
            user = retrieveUser(username, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
        }
        try {
            // 2.用户信息预检查
            preAuthenticationChecks.check(user);
            // 3.附加的信息检查（密码检查）
            additionalAuthenticationChecks(user, (UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
        }
        catch (AuthenticationException exception) {
    
        }
        // 4.最后的检查
        postAuthenticationChecks.check(user);
        // 5.返回真正经过认证的 Authentication 
        return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user);
}
  1. 去调用自己实现的UserDetailsService的loadUserByUsername方法，返回UserDetails
  2. 对UserDetails的信息进行校验，主要是帐号是否被冻结，是否过期，用户是否可用等
  3. 对密码进行检查，这里调用了PasswordEncoder
  4. 检查UserDetails的isCredentialsNonExpired是否可用
  5. 返回经过认证的Authentication

这里的两次对UserDetails的检查，主要就是通过它的四个返回boolean类型的方法。经过信息的校验之后，通过UsernamePasswordAuthenticationToken的构造方法，返回了一个经过认证的Authentication。

在通过attemptAuthentication方法之后，如果认证成功，会调用successfulAuthentication方法：

protected void successfulAuthentication(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response, FilterChain chain, Authentication authResult)
            throws IOException, ServletException {

        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Authentication success. Updating SecurityContextHolder to contain: "
                    + authResult);
        }

        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);

        rememberMeServices.loginSuccess(request, response, authResult);

        // Fire event
        if (this.eventPublisher != null) {
            eventPublisher.publishEvent(new InteractiveAuthenticationSuccessEvent(
                    authResult, this.getClass()));
        }

        successHandler.onAuthenticationSuccess(request, response, authResult);
    }

该方法中有一行比较重要的代码SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authResult);
SecurityContextHolder是对于ThreadLocal的封装。 ThreadLocal是一个线程内部的数据存储类，通过它可以在指定的线程中存储数据，数据存储以后，只有在指定线程中可以获取到存储的数据，对于其他线程来说则无法获取到数据。
最后执行successHandler.onAuthenticationSuccess(request, response, authResult)，该方法会走登录成功之后的操作（一般我们会自定义登录成功之后的操作）。

如果认证失败，即抛AuthenticationException异常时，就会走unsuccessfulAuthentication方法：

protected void unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response, AuthenticationException failed)
            throws IOException, ServletException {
        SecurityContextHolder.clearContext();

        if (logger.isDebugEnabled()) {
            logger.debug("Authentication request failed: " + failed.toString(), failed);
            logger.debug("Updated SecurityContextHolder to contain null Authentication");
            logger.debug("Delegating to authentication failure handler " + failureHandler);
        }

        rememberMeServices.loginFail(request, response);

        failureHandler.onAuthenticationFailure(request, response, failed);
    }

这里会清空SecurityContextHolder的值，然后执行failureHandler.onAuthenticationFailure(request, response, failed)来处理登录失败后的操作（一般我们会自定义登录失败后的操作）。

JWT

JSON Web Token (JWT) 是 JSON 格式的被加密了的字符串。在传统的用户登录认证中，都是基于session的登录认证。用户登录成功，服务端会保存一个session，当然会给客户端一个 sessionId，客户端会把 sessionId 保存在cookie中，每次请求都会携带这个 sessionId。
cookie+session这种模式通常是保存在内存中，而且服务从单服务到多服务会面临的session共享问题，随着用户量的增多，开销就会越大。而 JWT 不是这样的，只需要服务端生成token，客户端保存这个token，每次请求携带这个token，服务端认证解析。

JWT 的构成

JWT 由三部分构成，第一部分为头部(header)，第二部分为载荷(playload)，第三部分是签证(signature)。

header

JWT 的头部承载两部分信息：

  • 声明类型，这里是 JWT
  • 声明加密的算法，通常直接使用 HMAC SHA256

完整的头部如下：

{
"typ": "JWT",
"alg": "HS256"
}

然后将头部进行base64加密（该加密是可以对称解密的),构成了第一部分。

playload

载荷就是存放有效信息的地方，这些有效信息包含三个部分

  • 标准中注册的声明(Registered claims)
  • 公共的声明(Public claims)
  • 私有的声明(Private claims)
标准中注册的声明（建议但不强制使用）
  • iss: jwt 签发者
  • sub: jwt 所面向的用户
  • aud: 接收 jwt 的一方
  • exp: jwt 的过期时间，这个过期时间必须大于签发时间
  • nbf: 定义在什么时间之前，该 jwt 都不可用
  • iat: jwt 的签发时间
  • jti: jwt 的唯一标识
公共的声明

公共的声明可以添加任何的信息，一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息。但不建议添加敏感信息，因为该部分在客户端可解密。

私有的声明

私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明，一般不建议存放敏感信息，因为base64是对称解密的，意味着该部分信息可以归类为明文信息。
定义一个 playload：

{
"name":"Free码农",
"age":"28",
"org":"今日头条"
}

然后将其进行base64加密，得到 jwt 的第二部分。

signature(签名)

JWT 的第三部分是一个签证信息，这个签证信息由三部分组成，base64编译过的 header 和 playload，以及一个 secret 秘钥。签名算法是 header 中指定的那个。签名公式为：HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
签名是用于验证消息在传递过程中有没有被更改，并且，对于使用私钥签名的token，它还可以验证 JWT的发送方是否为它所指定的发送方。

JWT 的三个部分，是以.分隔的。如：eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJvcmciOiLku4rml6XlpLTmnaEiLCJuYW1lIjoiRnJlZeeggeWGnCIsImV4cCI6MTUxNDM1NjEwMywiaWF0IjoxNTE0MzU2MDQzLCJhZ2UiOiIyOCJ9.49UF72vSkj-sA4aHHiYN5eoZ9Nb4w5Vb45PsLF7x_NY

SpringSecurity + JWT 代码实现

  • 导入依赖
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
            <artifactId>jjwt</artifactId>
            <version>0.9.0</version>
        </dependency>
  • 首先创建一个 JwtUser 实现 UserDetails
    org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails
    先看一下这个接口的源码，其实很简单
public interface UserDetails extends Serializable {

    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

    String getUsername();

    boolean isAccountNonExpired();

    boolean isAccountNonLocked();

    boolean isCredentialsNonExpired();

    boolean isEnabled();
}

这个是Spring Security给我们提供的一个简单的接口，因为我们需要通过SecurityContextHolder去取得用户凭证等等信息。

package com.yongda.security;

import org.springframework.security.core.GrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;

import java.util.Collection;

/**
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/10
 */
public class JwtUser implements UserDetails {

    private String username;

    private String password;

    private Collection<? extends GrantedAuthority> authorities;

    public JwtUser(String username, String password, Integer state, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.state = state;
        this.authorities = authorities;
    }

    @Override
    public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
        return authorities;
    }

    @Override
    public String getPassword() {
        return password;
    }

    @Override
    public String getUsername() {
        return username;
    }

    // 账户是否未过期
    @Override
    public boolean isAccountNonExpired() {
        return true;
    }

    // 账户是否未被锁
    @Override
    public boolean isAccountNonLocked() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isCredentialsNonExpired() {
        return true;
    }

    @Override
    public boolean isEnabled() {
        return true;
    }
}
  • 编写一个工具类来生成令牌等操作
package com.yongda.security;

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 生成令牌，验证等等一些操作
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/10
 */
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "jwt")
@Component
public class JwtTokenUtil {

    private String secret;

    // 过期时间 毫秒
    private Long expiration;

    private String header;

    /**
     * 从数据声明生成令牌
     *
     * @param claims 数据声明
     * @return 令牌
     */
    private String generateToken(Map<String, Object> claims) {
        Date expirationDate = new Date(System.currentTimeMillis() + expiration);
        return Jwts.builder().setClaims(claims).setExpiration(expirationDate).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact();
    }

    /**
     * 从令牌中获取数据声明
     *
     * @param token 令牌
     * @return 数据声明
     */
    private Claims getClaimsFromToken(String token) {
        Claims claims;
        try {
            claims = Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
        } catch (Exception e) {
            claims = null;
        }
        return claims;
    }

    /**
     * 生成令牌
     *
     * @param userDetails 用户
     * @return 令牌
     */
    public String generateToken(UserDetails userDetails) {
        Map<String, Object> claims = new HashMap<>(2);
        claims.put(Claims.SUBJECT, userDetails.getUsername());
        claims.put(Claims.ISSUED_AT, new Date());
        return generateToken(claims);
    }

    /**
     * 从令牌中获取用户名
     *
     * @param token 令牌
     * @return 用户名
     */
    public String getUsernameFromToken(String token) {
        String username;
        try {
            Claims claims = getClaimsFromToken(token);
            username = claims.getSubject();
        } catch (Exception e) {
            username = null;
        }
        return username;
    }

    /**
     * 判断令牌是否过期
     *
     * @param token 令牌
     * @return 是否过期
     */
    public Boolean isTokenExpired(String token) {
        try {
            Claims claims = getClaimsFromToken(token);
            Date expiration = claims.getExpiration();
            return expiration.before(new Date());
        } catch (Exception e) {
            return true;
        }
    }

    /**
     * 刷新令牌
     *
     * @param token 原令牌
     * @return 新令牌
     */
    public String refreshToken(String token) {
        String refreshedToken;
        try {
            Claims claims = getClaimsFromToken(token);
            claims.put(Claims.ISSUED_AT, new Date());
            refreshedToken = generateToken(claims);
        } catch (Exception e) {
            refreshedToken = null;
        }
        return refreshedToken;
    }

    /**
     * 验证令牌
     *
     * @param token       令牌
     * @param userDetails 用户
     * @return 是否有效
     */
    public Boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {
        JwtUser user = (JwtUser) userDetails;
        String username = getUsernameFromToken(token);
        return (username.equals(user.getUsername()) && !isTokenExpired(token));
    }
}

@ConfigurationProperties(prefix = "jwt")读取配置文件以 "jwt" 前缀的配置信息。

  • 编写一个 Filter
package com.yongda.filter;

import com.yongda.security.JwtTokenUtil;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;

import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 拦截器
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/11
 */
@Component
public class JwtAuthenticationTokenFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
        String token = request.getHeader(jwtTokenUtil.getHeader());
        if (!StringUtils.isEmpty(token)) {
            String username = jwtTokenUtil.getUsernameFromToken(token);
            if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null){
                UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
                if (jwtTokenUtil.validateToken(token, userDetails)){
                    // 将用户信息存入 authentication，方便后续校验
                    UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                    authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                    // 将 authentication 存入 ThreadLocal，方便后续获取用户信息
                    SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
                }
            }
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

此过滤器主要是验证令牌的合法性，如果令牌合法，则获取用户信息，并且存入SecurityContextHolder。

  • JwtUserDetailsServiceImpl
    JwtUserDetailsServiceImpl这个实现类是实现了UserDetailsService，UserDetailsService是 Spring Security 进行身份验证的时候会使用，我们这里就一个加载用户信息的简单方法loadUserByUsername，就是得到当前登录用户的一些用户名、密码、用户所拥有的角色等等一些信息。
package com.yongda.security;

import com.yongda.model.Role;
import com.yongda.model.User;
import com.yongda.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.authority.SimpleGrantedAuthority;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.core.userdetails.UsernameNotFoundException;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/11
 */
@Service
public class JwtUserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        User user = userService.findByUsername(username);
        if (user == null) {
            throw new UsernameNotFoundException(String.format("%s.这个用户不存在", username));
        }
        List<SimpleGrantedAuthority> authorities = user.getRoles().stream().map(Role::getRolename).map(SimpleGrantedAuthority::new).collect(Collectors.toList());
        return new JwtUser(user.getUsername(), user.getPassword(), user.getState(), authorities);
    }
}
  • 自定义登录成功之后的操作类 MyAuthenticationSuccessHandler
package com.yongda.security.handler;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.yongda.exception.CodeMsg;
import com.yongda.exception.Result;
import com.yongda.security.JwtTokenUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.web.authentication.AuthenticationSuccessHandler;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletOutputStream;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 登录成功操作
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/15
 */
@Component
@Slf4j
public class MyAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {

    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;

    @Override
    public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
        UserDetails userDetails = (UserDetails) authentication.getPrincipal();
        SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        String token = jwtTokenUtil.generateToken(userDetails);
        renderToken(httpServletResponse, token);
    }

    /**
     * 渲染返回 token 页面,因为前端页面接收的都是Result对象，故使用application/json返回
     *
     * @param response
     * @throws IOException
     */
    public void renderToken(HttpServletResponse response, String token) throws IOException {
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        ServletOutputStream out = response.getOutputStream();
        String str = JSONObject.toJSONString(Result.succes(token));
        out.write(str.getBytes("UTF-8"));
        out.flush();
        out.close();
    }
}

实现接口AuthenticationSuccessHandler，登录成功，把用户信息存入SecurityContextHolder，并且生成token返回给前端。

  • 自定义登录失败操作类 MyAuthenticationFailureHandler
package com.yongda.security.handler;

import com.yongda.exception.CodeMsg;
import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
import org.springframework.security.web.authentication.AuthenticationFailureHandler;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 登录失败操作
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/15
 */
@Component
public class MyAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler {
    @Override
    public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, AuthenticationException e) throws IOException, ServletException {
        CodeMsg.USERNAME_OR_PWD_ERROR.renderError(httpServletResponse);
    }
}

实现接口AuthenticationFailureHandler，登录失败，直接返回错误信息给前端。

  • 自定义身份认证失败处理类 EntryPointUnauthorizedHandler
package com.yongda.security.handler;

import com.yongda.exception.CodeMsg;
import org.springframework.security.core.AuthenticationException;
import org.springframework.security.web.AuthenticationEntryPoint;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 身份校验失败处理器，如 token 错误
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/11
 */
@Component
public class EntryPointUnauthorizedHandler implements AuthenticationEntryPoint {
    @Override
    public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException {
        CodeMsg.AUTH_FAILURE.renderError(response);
    }
}

实现接口AuthenticationEntryPoint，token失效或者错误，直接返回前端认证失败信息。

  • 自定义权限不足处理类 RestAccessDeniedHandler
package com.yongda.security.handler;

import com.yongda.exception.CodeMsg;
import org.springframework.security.access.AccessDeniedException;
import org.springframework.security.web.access.AccessDeniedHandler;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

/**
 * 权限校验处理器
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/11
 */
@Component
public class RestAccessDeniedHandler implements AccessDeniedHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException {
        CodeMsg.ACCESS_DENIED.renderError(response);
    }
}

实现接口AccessDeniedHandler，权限不足信息返回给前端。

  • WebSecurityConfig
    这个就是Spring Security 的配置类
package com.yongda.config;

import com.yongda.filter.JwtAuthenticationTokenFilter;
import com.yongda.security.handler.EntryPointUnauthorizedHandler;
import com.yongda.security.handler.MyAuthenticationFailureHandler;
import com.yongda.security.handler.MyAuthenticationSuccessHandler;
import com.yongda.security.handler.RestAccessDeniedHandler;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.http.HttpMethod;
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.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configurers.ExpressionUrlAuthorizationConfigurer;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;
import org.springframework.web.cors.CorsConfiguration;
import org.springframework.web.cors.CorsUtils;
import org.springframework.web.cors.UrlBasedCorsConfigurationSource;
import org.springframework.web.filter.CorsFilter;

/**
 * Spring Security 配置类
 * @EnableGlobalMethodSecurity 开启注解的权限控制，默认是关闭的。
 * prePostEnabled：使用表达式实现方法级别的控制，如：@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
 * securedEnabled: 开启 @Secured 注解过滤权限，如：@Secured("ROLE_ADMIN")
 * jsr250Enabled: 开启 @RolesAllowed 注解过滤权限，如：@RolesAllowed("ROLE_ADMIN")
 *
 * @author K. L. Mao
 * @create 2019/1/11
 */
@EnableWebSecurity
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class WebSecurity extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Autowired
    private JwtAuthenticationTokenFilter jwtAuthenticationTokenFilter;
    @Autowired
    private EntryPointUnauthorizedHandler entryPointUnauthorizedHandler;
    @Autowired
    private RestAccessDeniedHandler restAccessDeniedHandler;
    @Autowired
    private MyAuthenticationSuccessHandler myAuthenticationSuccessHandler;
    @Autowired
    private MyAuthenticationFailureHandler myAuthenticationFailureHandler;

    /**
     * 从容器中取出 AuthenticationManagerBuilder，执行方法里面的逻辑之后，放回容器
     * @param authenticationManagerBuilder
     * @throws Exception
     */
    @Autowired
    public void configureAuthentication(AuthenticationManagerBuilder authenticationManagerBuilder) throws Exception {
        authenticationManagerBuilder.userDetailsService(userDetailsService).passwordEncoder(passwordEncoder());
    }

    private PasswordEncoder passwordEncoder(){
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        /**
         * 在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前添加 JwtAuthenticationTokenFilter
          */
        http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);

        http.csrf().disable().sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)
                .and().authorizeRequests()
                .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS, "/**").permitAll()
                // 角色校验时，会自动拼接 "ROLE_"
                .antMatchers("/user/**").hasAnyRole("ADMIN","USER")
                .antMatchers("/non-auth/**").permitAll()
                .anyRequest().authenticated()   // 任何请求,登录后可以访问
                .and().formLogin().loginProcessingUrl("/login")
                .successHandler(myAuthenticationSuccessHandler)
                .failureHandler(myAuthenticationFailureHandler)
                .and().headers().cacheControl();

        ExpressionUrlAuthorizationConfigurer<HttpSecurity>.ExpressionInterceptUrlRegistry registry = http.authorizeRequests();
        //让Spring security 放行所有preflight request（cors 预检请求）
        registry.requestMatchers(CorsUtils::isPreFlightRequest).permitAll();
        // 处理异常情况：认证失败和权限不足
        http.exceptionHandling().authenticationEntryPoint(entryPointUnauthorizedHandler).accessDeniedHandler(restAccessDeniedHandler);
    }

    @Bean
    public CorsFilter corsFilter(){
        UrlBasedCorsConfigurationSource configurationSource = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
        CorsConfiguration cors = new CorsConfiguration();
        cors.setAllowCredentials(true);
        cors.addAllowedOrigin("*");
        cors.addAllowedHeader("*");
        cors.addAllowedMethod("*");
        configurationSource.registerCorsConfiguration("/**", cors);
        return new CorsFilter(configurationSource);
    }
}

@EnableGlobalMethodSecurity 开启注解的权限控制，默认是关闭的。

  • prePostEnabled：使用表达式实现方法级别的控制，如：@PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
  • securedEnabled: 开启 @Secured 注解过滤权限，如：@Secured("ROLE_ADMIN")
  • jsr250Enabled: 开启 @RolesAllowed 注解过滤权限，如：@RolesAllowed("ROLE_ADMIN")

通过AuthenticationManagerBuilder将我们自定义的JwtUserDetailsServiceImpl和加密方式BCryptPasswordEncoder进行赋值。

http.addFilterBefore(jwtAuthenticationTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
在UsernamePasswordAuthenticationFilter之前添加 JwtAuthenticationTokenFilter，让所有请求先到JwtAuthenticationTokenFilter。

formLogin().loginProcessingUrl("/login")指定登录请求路径，该路径会走UsernamePasswordAuthenticationFilter进行登录操作。必须是POST请求，而且是FORM表单传参，不能JSON传参。

successHandler(myAuthenticationSuccessHandler)登录成功处理器，failureHandler(myAuthenticationFailureHandler)登录失败处理器。

http.exceptionHandling().authenticationEntryPoint(entryPointUnauthorizedHandler).accessDeniedHandler(restAccessDeniedHandler);捕捉权限控制异常，如果是身份认证异常，就走entryPointUnauthorizedHandler，如果是权限不足异常，则走restAccessDeniedHandler。

至此，SpringSecurity 和 JWT 的集成配置完毕！！！

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