shiro

1. 简介

Apache Shiro是Java的一个安全框架。功能强大，使用简单的Java安全框架，它为开发人员提供一个直观而全面的认证，授权，加密及会话管理的解决方案。

实际上，Shiro的主要功能是管理应用程序中与安全相关的全部，同时尽可能支持多种实现方法。Shiro是建立在完善的接口驱动设计和面向对象原则之上的，支持各种自定义行为。Shiro提供的默认实现，使其能完成与其他安全框架同样的功能，这不也是我们一直努力想要得到的吗！

Apache Shiro相当简单，对比Spring Security，可能没有Spring Security做的功能强大，但是在实际工作时可能并不需要那么复杂的东西，所以使用小而简单的Shiro就足够了。对于它俩到底哪个好，这个不必纠结，能更简单的解决项目问题就好了。

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；

SessionManager：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；

WebSupport：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；

RunAs：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；

RememberMe：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。

首先，我们从外部来看Shiro吧，即从应用程序角度的来观察如何使用Shiro完成工作。如下图：

可以看到：应用代码直接交互的对象是Subject，也就是说Shiro的对外API核心就是Subject；其每个API的含义：

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。

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（AuthenticationStrategy），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MemcachedSessionDAO；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。

1. 过滤器 权限拦截器

过滤器简称

对应的java类

anon

org.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter

authc

org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter

authcBasic

org.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilter

perms

org.apache.shiro.web.filter.authz.PermissionsAuthorizationFilter

port

org.apache.shiro.web.filter.authz.PortFilter

rest

org.apache.shiro.web.filter.authz.HttpMethodPermissionFilter

roles

org.apache.shiro.web.filter.authz.RolesAuthorizationFilter

ssl

org.apache.shiro.web.filter.authz.SslFilter

user

org.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter

logout

org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter

2. Jspshiro标签

标签名称

标签条件（均是显示标签内容）

<shiro:authenticated>

登录之后

<shiro:notAuthenticated>

不在登录状态时

<shiro:guest>

用户在没有RememberMe时

<shiro:user>

用户在RememberMe时

<shiro:hasAnyRolesname="abc,123" >

在有abc或者123角色时

<shiro:hasRolename="abc">

拥有角色abc

<shiro:lacksRolename="abc">

没有角色abc

<shiro:hasPermissionname="abc">

拥有权限资源abc

<shiro:lacksPermissionname="abc">

没有abc权限资源

<shiro:principal>

默认显示用户名称

3. Springsecurity与apacheshiro差别：

shiro配置更加容易理解，容易上手；security配置相对比较难懂。

在spring的环境下，security整合性更好。Shiro对很多其他的框架兼容性更好，号称是无缝集成。

shiro不仅仅可以使用在web中，它可以工作在任何应用环境中。

在集群会话时Shiro最重要的一个好处或许就是它的会话是独立于容器的。

Shiro提供的密码加密使用起来非常方便。

4. 控制精度：

Shiro也支持注解方式。

注解方式控制权限只能是在方法上控制，无法控制类级别访问。

过滤器方式控制是根据访问的URL进行控制。允许使用*匹配URL，所以可以进行粗粒度，也可以进行细粒度控制。

应用：

URL权限过滤



shiro安全框架：
+ehcache缓存


1、引入依赖pom.xml


<!-- Apache Shiro 权限架构 -->
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-all</artifactId>
<version>1.2.3</version>
</dependency>


2、核心filter，一个filter相当于10个filter；web.xml


注意：shiro的filter必须在struts2的filter之前，否则action无法创建


    <!-- Shiro Security filter  filter-name这个名字的值将来还会在spring中用到  -->
    <filter>
        <filter-name>shiroFilter</filter-name>
        <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
        <init-param>
            <param-name>targetFilterLifecycle</param-name>
            <param-value>true</param-value>
        </init-param>
    </filter>
    <filter-mapping>
        <filter-name>shiroFilter</filter-name>
        <url-pattern>/*</url-pattern>
    </filter-mapping>




3、在spring applicationContext.xml中记载shiro配置文件,放在事务管理器之前配置
<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true" />


同时添加专门配置shiro的配置文件
<import resource="spring/applicationContext-shiro.xml"/>


和ehcache支持ehcache-shiro.xml


<ehcache updateCheck="false" name="shiroCache">


    <defaultCache
            maxElementsInMemory="10000"
            eternal="false"
            timeToIdleSeconds="120"
            timeToLiveSeconds="120"
            overflowToDisk="false"
            diskPersistent="false"
            diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
            />
</ehcache>




4、applicationContext-shiro.xml，配置校验的策略，哪些校验，哪些放行


<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"  
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"       
xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"  
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"   
xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"  
xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"  
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans    
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd    
http://www.springframework.org/schema/aop    
http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd    
http://www.springframework.org/schema/tx    
http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd    
http://www.springframework.org/schema/context    
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd">

<description>Shiro的配置</description>

<!-- SecurityManager配置 -->
<!-- 配置Realm域 -->
<!-- 密码比较器 -->
<!-- 代理如何生成？ 用工厂来生成Shiro的相关过滤器-->
<!-- 配置缓存：ehcache缓存 -->
<!-- 安全管理 -->
    <bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager">
        <!-- Single realm app.  If you have multiple realms, use the 'realms' property instead. -->
        <property name="realm" ref="authRealm"/><!-- 引用自定义的realm -->
        <!-- 缓存 -->
        <property name="cacheManager" ref="shiroEhcacheManager"/>
    </bean>


    <!-- 自定义权限认证 -->
    <bean id="authRealm" class="cn.shiro.AuthRealm">
<property name="userService" ref="userService"/>
<!-- 自定义密码加密算法  -->
<property name="credentialsMatcher" ref="passwordMatcher"/>
</bean>

<!-- 设置密码加密策略 md5hash -->
<bean id="passwordMatcher" class="cn.shiro.CustomCredentialsMatcher"/>


    <!-- filter-name这个名字的值来自于web.xml中filter的名字 -->
    <bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">
        <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
        <!--登录页面  -->
        <property name="loginUrl" value="/index.jsp"></property>
        <!-- 登录成功后 -->      
        <property name="successUrl" value="/home.action"></property>
        <property name="filterChainDefinitions">
            <!-- /**代表下面的多级目录也过滤 -->
            <value>
/index.jsp* = anon
/home* = anon
/sysadmin/login/login.jsp* = anon
/sysadmin/login/logout.jsp* = anon
/login* = anon
/logout* = anon
/components/** = anon
/css/** = anon
/images/** = anon
/js/** = anon
/make/** = anon
/skin/** = anon
/stat/** = anon
/ufiles/** = anon
/validator/** = anon
/resource/** = anon
/** = authc
/*.* = authc
            </value>
        </property>
    </bean>


    <!-- 用户授权/认证信息Cache, 采用EhCache  缓存 -->
    <bean id="shiroEhcacheManager" class="org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager">
        <property name="cacheManagerConfigFile" value="classpath:ehcache-shiro.xml"/>
    </bean>


    <!-- 保证实现了Shiro内部lifecycle函数的bean执行 -->
    <bean id="lifecycleBeanPostProcessor" class="org.apache.shiro.spring.LifecycleBeanPostProcessor"/>


    <!-- 生成代理，通过代理进行控制 -->
    <bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator"
          depends-on="lifecycleBeanPostProcessor">
        <property name="proxyTargetClass" value="true"/>
    </bean>
    
    <!-- 安全管理器 -->
    <bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">
        <property name="securityManager" ref="securityManager"/>
    </bean>

</beans>




5、自定义realm AuthRealm


在认证、授权内部实现机制中都有提到，最终处理都将交给Realm进行处理。
因为在Shiro中，最终是通过Realm来获取应用程序中的用户、角色及权限信息的。
通常情况下，在Realm中会直接从我们的数据源中获取Shiro需要的验证信息。可以说，Realm是专用于安全框架的DAO.


public class AuthRealm extends AuthorizingRealm{
private UserService userService;
public void setUserService(UserService userService) {
this.userService = userService;
}

//授权
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
System.out.println("授权");
//获取当前用户
User user = (User)principals.fromRealm(getName()).iterator().next();
//得到权限字符串
SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();

Set<Role> roles = user.getRoles();
List<String> list = new ArrayList();
for(Role role :roles){
Set<Module> modules = role.getModules();
for(Module m:modules){
if(m.getCtype()==0){
//说明是主菜单
list.add(m.getCpermission());
}
}
}


info.addStringPermissions(list);
return info;
}
//认证  登录
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(
AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
System.out.println("认证");
UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken)token;

User user = userService.findUserByName(upToken.getUsername());
if(user==null){
return null;
}else{
AuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(user, user.getPassword(), getName());
return info;
}

}


}




6、修改传统登录为shiro登录


public class LoginAction extends BaseAction {


private static final long serialVersionUID = 1L;


private String username;
private String password;


private UserService userService;
public void setUserService(UserService userService) {
this.userService = userService;
}

public String login() throws Exception {
/*
* shiro登录方式：根据用户名获取密码，密码为null非法用户；有密码检查是否用户填写的密码
* 登录成功后无需往httpsession中存放当前用户，这样就跟web容器绑定，关联太紧密；它自己创建
* subject对象，实现自己的session。这个跟web容器脱离，实现松耦合。
*/


//调用shiro判断当前用户是否是系统用户
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//得到当前用户
//shiro是将用户录入的登录名和密码（未加密）封装到token对象中
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(userName,password);

try{
subject.login(token);//自动调用AuthRealm.doGetAuthenticationInfo

//写seesion，保存当前user对象
User curUser = (User)subject.getPrincipal();//从shiro中获取当前用户
System.out.println(curUser.getDept().getDeptName());//让懒加载变成立即加载
Set<Role> roles = curUser.getRoles();
for(Role role :roles){
Set<Module> moduless =  role.getModules();
for(Module m :moduless)
  System.out.println(m.getName());
}
session.put(SysConstant.CURRENT_USER_INFO, curUser);//Principal 当前用户对象
}catch(Exception ex){
super.put("errorInfo","用户名密码错误，请重新填写!");
ex.printStackTrace();

return "login";
}
return SUCCESS;
}

public String logout(){
session.remove(SysConstant.CURRENT_USER_INFO);//删除session
return "logout";
}


public String getUsername() {
return username;
}


public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}


public String getPassword() {
return password;
}


public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}


}






7、授权(另一种加载数据的思想   可省略因为在登录时已加载)
根据用户查询出角色对应的权限，并返回权限串


-hql，service


public List<String> getPermission(String userName) {
List<String> _list = new ArrayList<String>();

//用户，角色，权限，两级多对多，使用left join关联实现
String hql = "select p from User as u left join u.roles as r left join r.modules as p where u.username='"+userName+"'";
List<Module> moduleList = baseDao.find(hql, Module.class, null);

for(Module m : moduleList){
if(m!=null){ //观察hibernate实现的SQL，会多出一条Null记录
_list.add(m.getName());
}
}

return _list;
}






在realm中进行授权userService.getPermission


//授权
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(
PrincipalCollection principals) {
log.info("执行授权...");

//获取登录用户的权限，配合jsp页面中的shiro标签进行控制
User curUser = (User) principals.fromRealm(getName()).iterator().next();  
String userName = curUser.getUsername();
List<String> sList = userService.getPermission(userName );
SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
for(String permission : sList){
//设置当前用户的权限
authorizationInfo.addStringPermission(permission);
}


return authorizationInfo;
}




8、页面使用shiro标签，/home/title.jsp 主菜单




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



    <shiro:hasPermission name="sysadmin">
    <span id="topmenu" onclick="toModule('sysadmin');">系统管理</span>
    </shiro:hasPermission>