shiro權限框架(一)

1、shiro簡介

Shiro簡介

1. 什麼是shiro

shiro是apache的一個開源框架,是一個權限管理的框架,實現 用戶認證、用戶授權。
spring中有spring security (原名Acegi),是一個權限框架,它和spring依賴過於緊密,沒有shiro使用簡單。
shiro不依賴於spring,shiro不僅可以實現 web應用的權限管理,還可以實現c/s系統,
分佈式系統權限管理,shiro屬於輕量框架,越來越多企業項目開始使用shiro。

2. 在應用程序角度來觀察如何使用Shiro完成工作(圖01)

Subject:主體,代表了當前“用戶”,這個用戶不一定是一個具體的人,與當前應用交互的任何東西都是Subject,如網絡爬蟲,機器人等;即一個抽象概念;所有Subject 都綁定到SecurityManager,與Subject的所有交互都會委託給SecurityManager;可以把Subject認爲是一個門面;SecurityManager纔是實際的執行者;
SecurityManager:安全管理器;即所有與安全有關的操作都會與SecurityManager 交互;且它管理着所有Subject;可以看出它是Shiro 的核心,它負責與後邊介紹的其他組件進行交互,如果學習過SpringMVC,你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器;
Realm:域,Shiro從從Realm獲取安全數據(如用戶、角色、權限),就是說SecurityManager要驗證用戶身份,那麼它需要從Realm獲取相應的用戶進行比較以確定用戶身份是否合法;也需要從Realm得到用戶相應的角色/權限進行驗證用戶是否能進行操作;可以把Realm看成DataSource,即安全數據源。

在這裏插入圖片描述

3. shiro架構

在這裏插入圖片描述
3.1 subject:主體,可以是用戶也可以是程序,主體要訪問系統,系統需要對主體進行認證、授權。

3.2 securityManager:安全管理器,主體進行認證和授權都是通過securityManager進行。securityManager是一個集合,真正做事的不是securityManager而是它裏面的東西。

3.3 authenticator:認證器,主體進行認證最終通過authenticator進行的。

3.4 authorizer:授權器,主體進行授權最終通過authorizer進行的。

3.5 sessionManager:web應用中一般是用web容器(中間件tomcat)對session進行管理,shiro也提供一套session管理的方式。 shiro不僅僅可以用於web管理也可以用於cs管理,所以他不用web容器的session管理。

3.6 SessionDao: 通過SessionDao管理session數據,針對個性化的session數據存儲需要使用sessionDao
(如果用tomcat管理session就不用SessionDao,如果要分佈式的統一管理session就要用到SessionDao)。

3.7 cache Manager:緩存管理器,主要對session和授權數據進行緩存(權限管理框架主要就是對認證和授權進行管理, session是在服務器緩存中的),比如將授權數據通過cacheManager進行緩存管理,和ehcache整合對緩存數據進行管理(redis是緩存框架)。

3.8 realm:域,領域,相當於數據源,通過realm存取認證、授權相關數據(原來是通過數據庫取的)。注意:authenticator認證器和authorizer授權器調用realm中存儲授權和認證的數據和邏輯。

3.9 cryptography:密碼管理,比如md5加密,提供了一套加密/解密的組件,方便開發。比如提供常用的散列、加/解密等功能。比如 md5散列算法(md5只有加密沒有解密)。

2、Shiro入門案例

Shiro入門案例
準備工作:
1、導入相關依賴
2、編寫shiro.ini文件

添加日誌文件 log4j2.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<!-- status : 指定log4j本身的打印日誌的級別.ALL< Trace < DEBUG < INFO < WARN < ERROR
   < FATAL < OFF。 monitorInterval : 用於指定log4j自動重新配置的監測間隔時間,單位是s,最小是5s. -->
<Configuration status="WARN" monitorInterval="30">
    <Properties>
        <!--window配置-->
        <!--配置日誌文件輸出目錄 ${sys:user.home}-->
        <Property name="LOG_HOME">${sys:user.home}/logs</Property>
        <property name="ERROR_LOG_FILE_NAME">${sys:user.home}/logs/error</property>
        <property name="WARN_LOG_FILE_NAME">${sys:user.home}/logs/warn</property>

        <!--linux ubuntu配置-->
        <!--請在操作系統中配置環境變量catalina_home-->
        <!--<Property name="LOG_HOME">${catalina_home}/logs</Property>-->
        <!--<property name="ERROR_LOG_FILE_NAME">${catalina_home}/logs/error</property>-->
        <!--<property name="WARN_LOG_FILE_NAME">${catalina_home}/logs/warn</property>-->

        <!--配置日誌格式-->
        <property name="PATTERN">%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t-%L] %-5level %logger{36} - %msg%n</property>
        <!--<property name="PATTERN">%n  Level: %p%n   Time: %d%n Method: %l%nMessage: %m%n</property>-->
    </Properties>

    <Appenders>
        <!--這個輸出控制檯的配置 -->
        <Console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
            <!-- 控制檯只輸出level及以上級別的信息(onMatch),其他的直接拒絕(onMismatch) -->
            <ThresholdFilter level="trace" onMatch="ACCEPT"
                             onMismatch="DENY"/>
            <!-- 輸出日誌的格式 -->
            <!-- %d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss, SSS} : 日誌生產時間 %p : 日誌輸出格式 %c : logger的名稱
                %m : 日誌內容,即 logger.info("message") %n : 換行符 %C : Java類名 %L : 日誌輸出所在行數 %M
                : 日誌輸出所在方法名 hostName : 本地機器名 hostAddress : 本地ip地址 -->
            <PatternLayout pattern="${PATTERN}"/>
        </Console>

        <!--文件會打印出所有信息,這個log每次運行程序會自動清空,由append屬性決定,這個也挺有用的,適合臨時測試用 -->
        <!--append爲TRUE表示消息增加到指定文件中,false表示消息覆蓋指定的文件內容,默認值是true -->
        <File name="log" fileName="logs/test.log" append="false">
            <PatternLayout
                    pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
        </File>
        <!-- 這個會打印出所有的info及以下級別的信息,每次大小超過size, 則這size大小的日誌會自動存入按年份-月份建立的文件夾下面並進行壓縮,作爲存檔 -->
        <RollingFile name="RollingFileInfo" fileName="${LOG_HOME}/info.log"
                     filePattern="${LOG_HOME}/$${date:yyyy-MM}/info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <!--控制檯只輸出level及以上級別的信息(onMatch),其他的直接拒絕(onMismatch) -->
            <ThresholdFilter level="info" onMatch="ACCEPT"
                             onMismatch="DENY"/>
            <PatternLayout
                    pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
            <Policies>
                <!-- 基於時間的滾動策略,interval屬性用來指定多久滾動一次,默認是1 hour。 modulate=true用來調整時間:比如現在是早上3am,interval是4,那麼第一次滾動是在4am,接着是8am,12am...而不是7am. -->
                <!-- 關鍵點在於 filePattern後的日期格式,以及TimeBasedTriggeringPolicy的interval, 日期格式精確到哪一位,interval也精確到哪一個單位 -->
                <!-- log4j2的按天分日誌文件 : info-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log -->
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1"
                                           modulate="true"/>
                <!-- SizeBasedTriggeringPolicy:Policies子節點, 基於指定文件大小的滾動策略,size屬性用來定義每個日誌文件的大小. -->
                <!-- <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 kB" /> -->
            </Policies>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileWarn" fileName="${WARN_LOG_FILE_NAME}/warn.log"
                     filePattern="${WARN_LOG_FILE_NAME}/$${date:yyyy-MM}/warn-%d{yyyy-MM-dd}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="warn" onMatch="ACCEPT"
                             onMismatch="DENY"/>
            <PatternLayout
                    pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
            <Policies>
                <TimeBasedTriggeringPolicy/>
                <SizeBasedTriggeringPolicy size="2 kB"/>
            </Policies>
            <!-- DefaultRolloverStrategy屬性如不設置,則默認爲最多同一文件夾下7個文件,這裏設置了20 -->
            <DefaultRolloverStrategy max="20"/>
        </RollingFile>

        <RollingFile name="RollingFileError" fileName="${ERROR_LOG_FILE_NAME}/error.log"
                     filePattern="${ERROR_LOG_FILE_NAME}/$${date:yyyy-MM}/error-%d{yyyy-MM-dd-HH-mm}-%i.log">
            <ThresholdFilter level="error" onMatch="ACCEPT"
                             onMismatch="DENY"/>
            <PatternLayout
                    pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
            <Policies>
                <!-- log4j2的按分鐘 分日誌文件 : warn-%d{yyyy-MM-dd-HH-mm}-%i.log -->
                <TimeBasedTriggeringPolicy interval="1"
                                           modulate="true"/>
                <!-- <SizeBasedTriggeringPolicy size="10 MB" /> -->
            </Policies>
        </RollingFile>

    </Appenders>

    <!--然後定義logger,只有定義了logger並引入的appender,appender纔會生效 -->
    <Loggers>
        <!-- 第三方日誌系統 -->
        <!--過濾掉spring和mybatis的一些無用的DEBUG信息 -->
        <logger name="org.springframework" level="ERROR"></logger>
        <logger name="org.mybatis" level="ERROR"></logger>
        <logger name="org.apache.ibatis" level="ERROR"></logger>
        <logger name="net.sf" level="ERROR"/>
        <logger name="org.jboss" level="ERROR"/>
        <logger name="org.apache.shiro" level="ERROR"/>


        <!-- 配置日誌的根節點 -->
        <root level="all">
            <appender-ref ref="Console"/>
            <!--<appender-ref ref="RollingFileInfo" />-->
            <!--<appender-ref ref="RollingFileWarn" />-->
            <!--<appender-ref ref="RollingFileError" />-->
        </root>
    </Loggers>

</Configuration>

導入的依賴 pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>mybatis</artifactId>
        <groupId>com.hu</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <artifactId>shiro01</artifactId>
    <packaging>war</packaging>

    <name>shiro01 Maven Webapp</name>
    <!-- FIXME change it to the project's website -->
    <url>http://www.example.com</url>

    <properties>
        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
        <maven.compiler.source>1.7</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.7</maven.compiler.target>
        <maven.compiler.plugin.version>3.7.0</maven.compiler.plugin.version>

        <!-- 添加相關依賴 -->
        <junit.version>4.12</junit.version>
        <servlet.version>4.0.0</servlet.version>
        <log4j2.version>2.9.1</log4j2.version>
        <slf4j.version>1.7.7</slf4j.version>
        <log4j2.disruptor.version>3.2.0</log4j2.disruptor.version>

        <shiro.version>1.2.5</shiro.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- shiro核心包 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-core</artifactId>
            <version>${shiro.version}</version>
        </dependency>
        <!-- 添加shiro web支持 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.shiro</groupId>
            <artifactId>shiro-web</artifactId>
            <version>${shiro.version}</version>
        </dependency>
        <!--**********junit**********-->
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>${junit.version}</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <!--**********servlet**********-->
        <dependency>
            <groupId>javax.servlet</groupId>
            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>
            <version>${servlet.version}</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!-- **********************  日誌配置  ********************** -->
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-api</artifactId>
            <version>${slf4j.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>jcl-over-slf4j</artifactId>
            <version>${slf4j.version}</version>
            <scope>runtime</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!--2) 用於與slf4j保持橋接-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-slf4j-impl</artifactId>
            <version>${log4j2.version}</version>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <artifactId>slf4j-api</artifactId>
                    <groupId>org.slf4j</groupId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <!--3) 核心log4j2jar包-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-api</artifactId>
            <version>${log4j2.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-core</artifactId>
            <version>${log4j2.version}</version>
        </dependency>
        <!--4) web工程需要包含log4j-web,非web工程不需要-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-web</artifactId>
            <version>${log4j2.version}</version>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <!--5) 需要使用log4j2的AsyncLogger需要包含disruptor-->
        <dependency>
            <groupId>com.lmax</groupId>
            <artifactId>disruptor</artifactId>
            <version>${log4j2.disruptor.version}</version>
        </dependency>

    </dependencies>

    <build>
        <finalName>shiro01</finalName>
        <resources>
            <!--解決mybatis-generator-maven-plugin運行時沒有將XxxMapper.xml文件放入target文件夾的問題 -->
            <resource>
                <directory>src/main/java</directory>
                <includes>
                    <include>**/*.xml</include>
                </includes>
            </resource>
            <!--解決mybatis-generator-maven-plugin運行時沒有將jdbc.properites文件放入target文件夾的問題-->
            <resource>
                <directory>src/main/resources</directory>
                <includes>
                    <include>*.properties</include>
                    <include>*.xml</include>
                    <include>*.ini</include>
                </includes>
            </resource>
        </resources>
        <pluginManagement>
        <!-- lock down plugins versions to avoid using Maven defaults (may be moved to parent pom) -->
            <plugins>
                <!-- 編碼和編譯和JDK版本 -->
                <plugin>
                    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                    <version>${maven.compiler.plugin.version}</version>
                    <configuration>
                        <source>${maven.compiler.source}</source>
                        <target>${maven.compiler.target}</target>
                        <encoding>${project.build.sourceEncoding}</encoding>
                    </configuration>
                </plugin>


                <plugin>
                    <artifactId>maven-clean-plugin</artifactId>
                    <version>3.1.0</version>
                </plugin>
                <!-- see http://maven.apache.org/ref/current/maven-core/default-bindings.html#Plugin_bindings_for_war_packaging -->
                <plugin>
                    <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
                    <version>3.0.2</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                    <version>3.8.0</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <artifactId>maven-surefire-plugin</artifactId>
                    <version>2.22.1</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <artifactId>maven-war-plugin</artifactId>
                    <version>3.2.2</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <artifactId>maven-install-plugin</artifactId>
                    <version>2.5.2</version>
                </plugin>
                <plugin>
                    <artifactId>maven-deploy-plugin</artifactId>
                    <version>2.8.2</version>
                </plugin>
            </plugins>
        </pluginManagement>
    </build>
</project>

靜態資源文件 shiro.ini
用戶的登錄和密碼

[users]
zs=123
ls=456
ww=789

Shiro的認證初體驗
1、讀取ini數據源文件,得到securitymanager工廠
2、獲取securitymanager實例
3、將securitymanager交給securityutil進行管理
4、通過securityutil獲取登入用戶主體subject
5、創建登入令牌token
6、利用主體subject進行登入
7、退出也使用subject

demo01.java
這裏我們是手動添加的資源文件,交給工具類和subject對象

package com.hu.shiro;

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;

/**
 * @author hu
 * @site www.huguiyun.xzy
 * @company xxx公司
 * @create  2019-10-12 20:12
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        * 1.獲取到安全管理器工廠 securityManagerFactory
        * 2.獲取到安全管理器
        * 3.將安全管理交給securityutil工具類
        * 4.從securityutil中獲取subject
        * 5.通過subject主體做登錄註冊
        * 6.處理登錄結果(成功?失敗)
        * */
        IniSecurityManagerFactory factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");
        //拿到安全管理器
        SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        //將安全管理交給securityutil工具類管理
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
        //從securityutil中獲取subject
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();

        System.out.println(subject);
        //模擬接受到了jsp從前端jsp傳遞過來的值
        String uname = "zs";
        String pwd = "123";
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(uname, pwd);
        System.out.println("令牌:"+token);
        try {
            subject.login(token);
            System.out.println("登錄成功");
        }catch (Exception e){
            System.out.println("登錄失敗!!");
        }

    }
}

3、Shiro與web容器的集成

Shiro與web容器的集成
預先準備好的jsp

集成測試步驟:
1、準本一個shiro-web.ini文件
2、通過web.xml將shiro與web容器進行集成
3、編寫servlet
4、測試

shiro-web.ini

[main]
#定義身份認證失敗後的請求url映射,loginUrl是身份認證過濾器中的一個屬性
authc.loginUrl=/login
#定義角色認證失敗後的請求url映射,unauthorizedUrl是角色認證過濾器中的一個屬性
roles.unauthorizedUrl=/unauthorized.jsp
#定義權限認證失敗後請求url映射,unauthorizedUrl是角色認證過濾器中的一個屬性
perms.unauthorizedUrl=/unauthorized.jsp

[users]
zs=123,role1
ls=123,role2
ww=123,role3
zdm=123,admin


[roles]
role1=user:create
role2=user:create,user:update
role3=user:create,user:update,user:delete,user:view,user:load
admin=user:*



#定義請求的地址需要做什麼驗證
[urls]
#請求login的時候不需要權限,遊客身份即可(anon)
/login.do=anon

#請求/user/updatePwd.jsp的時候,需要身份認證(authc)
/user/updatePwd.jsp=authc

#請求/admin的時候,需要角色認證,必須是擁有admin角色的用戶纔行
/admin/*.jsp=roles[admin]

#請求/teacher的時候,需要權限認證,必須是擁有user:create權限的角色的用戶纔行
/user/teacher.jsp=perms["user:update"]

Web.xml

<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
         version="3.1">
  <display-name>Archetype Created Web Application</display-name>
  <context-param>
    <param-name>shiroConfigLocations</param-name>
    <param-value>classpath:shiro-web.ini</param-value>
  </context-param>
  <listener>
    <listener-class>org.apache.shiro.web.env.EnvironmentLoaderListener</listener-class>
  </listener>

  <filter>
    <filter-name>ShiroFilter</filter-name>
    <filter-class>org.apache.shiro.web.servlet.ShiroFilter</filter-class>
  </filter>
  <filter-mapping>
    <filter-name>ShiroFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
  </filter-mapping>
  
</web-app>

LoginServlet.java

package com.hu.shiro;

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.subject.Subject;

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

/**
 * @author hu
 * @site www.huguiyun.xzy
 * @company xxx公司
 * @create  2019-10-12 20:39
 */
@WebServlet("/login")
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doPost(req, resp);
    }


    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        String uname = req.getParameter("username");
        String pwd = req.getParameter("password");
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(uname, pwd);
        try {
            subject.login(token);
            req.setAttribute("username",uname);
            req.getRequestDispatcher("main.jsp").forward(req,resp);
        }catch (Exception e){
            req.setAttribute("message","用戶名或者密碼錯誤!!");
            req.getRequestDispatcher("login.jsp").forward(req,resp);
        }

    }
}

LogoutServlet.java

package com.hu.shiro;

import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.subject.Subject;

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

/**
 * @author hu
 * @site www.huguiyun.xzy
 * @company xxx公司
 * @create  2019-10-12 20:39
 */
@WebServlet("/logout")
public class LogOutServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        doPost(req, resp);
    }


    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        subject.logout();
        resp.sendRedirect("login.jsp");

    }
}

導入前面準備好的jsp頁面進行測試
測試一下幾點
1、身份認證成功與失敗的結果
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

2、角色認證成功與失敗的結果
在這裏插入圖片描述

3、權限認證成功與失敗的結果

在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述

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