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在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)很多朋友雖然在使用Shiro，但貌似對(duì)其并不了解，甚至有的項(xiàng)目還在使用filter來(lái)實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理，而網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)教程又比較古老。因此，決定為大家更新這么一個(gè)關(guān)于Shiro的系列教程，最后會(huì)整理成冊(cè)，分享給大家。

如果你也想深入學(xué)習(xí)一下Shiro框架，那么關(guān)注一下公眾號(hào)“程序新視界”，可及時(shí)獲取最新的文章，等本系列更新完畢會(huì)也會(huì)第一時(shí)間整理成電子版文檔分享給大家。第一篇，給大家科普一些基礎(chǔ)概念，下面開(kāi)始正文。

前言

權(quán)限管理是每個(gè)系統(tǒng)不可缺少的，它隸屬于系統(tǒng)安全的范疇，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶訪問(wèn)系統(tǒng)的控制，按照指定的安全策略控制用戶對(duì)資源的訪問(wèn)。

權(quán)限管理通常包括用戶身份認(rèn)證和授權(quán)兩部分，簡(jiǎn)稱(chēng)認(rèn)證授權(quán)。對(duì)于需要訪問(wèn)控制的資源，需先進(jìn)行用戶身份認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后用戶具有該資源的訪問(wèn)權(quán)限便可進(jìn)行訪問(wèn)。

針對(duì)權(quán)限管理，在Java體系中，常見(jiàn)的權(quán)限框架有Shiro和Spring Security，當(dāng)然在一些簡(jiǎn)單或古老的系統(tǒng)中可能還在用手寫(xiě)的filter來(lái)進(jìn)行權(quán)限的管理和控制。本文先從Shiro的功能、組件、架構(gòu)等方面來(lái)帶大家了解一下Shiro框架。

Shiro簡(jiǎn)介

Apache Shiro是一個(gè)強(qiáng)大且易用的Java安全框架，執(zhí)行身份驗(yàn)證、授權(quán)、密碼和會(huì)話管理。與之相對(duì)應(yīng)的便是Spring Security，但在大多數(shù)項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)人員更愿意使用Shiro來(lái)管理權(quán)限。

主要原因是使用起來(lái)比較簡(jiǎn)單，而Spring Security相對(duì)來(lái)說(shuō)更重量級(jí)一些，學(xué)習(xí)曲線比較陡峭，而實(shí)際環(huán)境中也并不需要Spring Security那么多功能。所以，一般情況下，使用Shiro便足夠了。

Shiro可以快速、輕松的運(yùn)用于任何應(yīng)用程序中，從最小的移動(dòng)應(yīng)用程序到最大的網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)應(yīng)用程序。

Shiro能做什么

Shiro提供了以下功能：認(rèn)證(Authentication)、授權(quán)(Authorization)、加密(Cryptography)、Session管理(Session Management)、Web集成(Web Support)、緩存(Caching)等?？捎糜诒Ｗo(hù)任何應(yīng)用程序：從命令行應(yīng)用程序、移動(dòng)應(yīng)用程序到最大的Web和企業(yè)應(yīng)用程序。

關(guān)于Shiro的核心功能，官方提供了下圖：

使用Shiro我們可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

• 用戶認(rèn)證;
• 用戶訪問(wèn)控制：判斷用戶是否擁有特定的角色;判斷用戶是否可執(zhí)行某個(gè)操作;
• 在任何環(huán)境下使用Session API，即使在Web或EJB容器之外的應(yīng)用;
• 可在認(rèn)證、訪問(wèn)控制和會(huì)話期間，對(duì)事件做出響應(yīng);
• 匯總一個(gè)或多個(gè)用戶安全數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源，并將其全部顯示為單個(gè)復(fù)合用戶“視圖”;
• 支持單點(diǎn)登錄(SSO)功能;
• 支持登錄時(shí)的“記住”功能;
• 其他應(yīng)用程序;

Shiro特點(diǎn)

Shiro的目標(biāo)是：在各類(lèi)應(yīng)用(從命令行到大型企業(yè)應(yīng)用)中，做到不依賴(lài)其他三方框架、容器或應(yīng)用程序本身的依賴(lài)，可以在任何環(huán)境中直接使用。同時(shí)它又具有以下特點(diǎn)：

• 易于理解的Java Security API;
• 簡(jiǎn)單的身份認(rèn)證(登錄)，支持多種數(shù)據(jù)源(LDAP，JDBC，Kerberos，ActiveDirectory 等);
• 對(duì)角色的簡(jiǎn)單的簽權(quán)(訪問(wèn)控制)，支持細(xì)粒度的簽權(quán);
• 支持一級(jí)緩存，以提升應(yīng)用程序的性能;
• 內(nèi)置的基于POJO企業(yè)會(huì)話管理，適用于Web以及非Web的環(huán)境;
• 異構(gòu)客戶端會(huì)話訪問(wèn);
• 非常簡(jiǎn)單的加密 API;
• 不跟任何的框架或者容器捆綁，可以獨(dú)立運(yùn)行;

Shiro各模塊功能

結(jié)合下圖，我們來(lái)細(xì)化一下Shiro各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的功能：

Authentication：身份認(rèn)證/登錄，驗(yàn)證用戶是不是擁有相應(yīng)的身份;

Authorization：授權(quán)，即權(quán)限驗(yàn)證。驗(yàn)證某個(gè)用戶是否有操作某個(gè)功能的權(quán)限。如：驗(yàn)證用戶是否擁有某個(gè)角色、是否有操作某個(gè)資源的權(quán)限;

Session Management：Session管理，存儲(chǔ)用戶登錄信息于會(huì)話當(dāng)中，支持Web環(huán)境和非Web環(huán)境;

Cryptography：加密數(shù)據(jù)，并保持易用性，比如密碼加密后存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù);

Web Support：Web支持，可以方便的集成到Web環(huán)境;

Caching：緩存，比如用戶登錄后，對(duì)用戶信息、角色/權(quán)限進(jìn)行緩存;

Concurrency：Shiro支持多線程場(chǎng)景下的并發(fā)驗(yàn)證，即如在一個(gè)線程中開(kāi)啟另一個(gè)線程，能把權(quán)限自動(dòng)傳播過(guò)去;

Testing：提供測(cè)試支持;

Run As：允許一個(gè)用戶假裝為另一個(gè)用戶(如果他們?cè)试S)進(jìn)行訪問(wèn);

Remember Me：記住我，登錄之后，下次可直接進(jìn)入系統(tǒng)。

看了上面的組件是不是突然覺(jué)得Shiro在實(shí)際應(yīng)用中被小看了?雖然Shiro為我們提供了這么多功能，但它并不會(huì)幫我們實(shí)現(xiàn)具體的用戶、權(quán)限等體系，關(guān)于用戶、角色、權(quán)限等需要自行設(shè)計(jì)，然后在Shiro中進(jìn)行處理即可。

核心組件

Shiro包括三大核心組件：Subject，SecurityManager和Realms。這三個(gè)組件的關(guān)系如下圖：

Subject：主體，即“當(dāng)前操作用戶”。在Shiro中Subject并不僅僅指人，是一個(gè)抽象概念，也可以是第三方進(jìn)程、后臺(tái)帳戶(Daemon Account)或其他類(lèi)似事物(如爬蟲(chóng)、機(jī)器人等)。也就是說(shuō)它僅僅意味著“當(dāng)前跟軟件交互的東西”。所有Subject都綁定到SecurityManager上，SecurityManager才是實(shí)際的執(zhí)行者。

SecurityManager：它是Shiro框架的核心，典型的Facade模式，Shiro通過(guò)SecurityManager來(lái)管理內(nèi)部組件實(shí)例(包括所有的Subject)，并通過(guò)它來(lái)提供安全管理的各種服務(wù)。類(lèi)似SpringMVC中的DispatcherServlet的作用。

Realm：域，充當(dāng)了Shiro與應(yīng)用安全數(shù)據(jù)間的“橋梁”或者“連接器”。也就是說(shuō)，當(dāng)對(duì)用戶執(zhí)行認(rèn)證(登錄)和授權(quán)(訪問(wèn)控制)驗(yàn)證時(shí)，Shiro會(huì)從應(yīng)用配置的Realm中查找用戶及其權(quán)限信息。從這個(gè)意義上講，Realm本質(zhì)上是一個(gè)安全相關(guān)的DAO：它封裝了數(shù)據(jù)源的連接細(xì)節(jié)，在需要時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)提供給Shiro。當(dāng)配置Shiro時(shí)，至少指定一個(gè)Realm，用于認(rèn)證和(或)授權(quán)。

Shiro內(nèi)置了可以連接大量安全數(shù)據(jù)源(又名目錄)的Realm，如LDAP、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)(JDBC)、類(lèi)似INI的文本配置資源以及屬性文件等。如果默認(rèn)的Realm不能滿足需求，還可以自定義Realm實(shí)現(xiàn)。

Shiro架構(gòu)概覽

分析了上述組件，我們梳理一下Shiro使用的簡(jiǎn)單場(chǎng)景：應(yīng)用程序通過(guò)Subject來(lái)進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)，而Subject是委托給SecurityManager管理的。SecurityManager進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)又需要Authenticator和Realm的支持，因此需將Realm注入給SecurityManager。

那么，Shiro內(nèi)部的架構(gòu)又是如何呢?

上圖中，Subject、SecurityManager、Realm我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)講到過(guò)了，這里再看看其他模塊：

Authenticator：認(rèn)證器，負(fù)責(zé)Subject的認(rèn)證，支持自定義實(shí)現(xiàn);需要認(rèn)證策略(Authentication Strategy)，即認(rèn)證通過(guò)的條件。

Authrizer：授權(quán)器，或者訪問(wèn)控制器，用來(lái)決定主體是否有權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的操作。

SessionManager：SessionManager用于管理Session的生命周期。Shiro可用在Web環(huán)境和非Web環(huán)境，所以Shiro就抽象出一個(gè)Session來(lái)管理主體與應(yīng)用之間交互的數(shù)據(jù)，這樣就可以將不同應(yīng)用的Session進(jìn)行集中管理，從而實(shí)現(xiàn)分布式會(huì)話。

SessionDAO：如果想把Session存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)或Memcached當(dāng)中，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的SessionDAO來(lái)實(shí)現(xiàn)會(huì)話的CRUD。SessionDAO中可以使用Cache進(jìn)行緩存，來(lái)提高性能;

CacheManager：緩存控制器，用來(lái)管理用戶、角色、權(quán)限等緩存。

Cryptography：密碼模塊，提供了常見(jiàn)的加解密組件。

了解了上述組件的功能，再回想一下在實(shí)踐中的應(yīng)用，是不是有點(diǎn)豁然開(kāi)朗了?

小結(jié)

看到很多朋友在使用shiro時(shí)往往是在網(wǎng)上找到一段代碼，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改便運(yùn)用起來(lái)了，而各個(gè)組件之間什么關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的原理是什么等信息卻沒(méi)有進(jìn)行深入探究。這樣即便實(shí)踐了很多項(xiàng)目，依舊無(wú)法提升自身的技能。本篇文章從shiro的功能、架構(gòu)、組件等方面進(jìn)行講解，經(jīng)過(guò)本篇文章的學(xué)習(xí)，想必大家已經(jīng)掌握了使用Shiro的基本原理和概念，這也是為后續(xù)深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐做好準(zhǔn)備了。