SpringBoot集成Shiro+Jwt+Redis

1. 概述

首先需要知道为什么使用 Shiro+Jwt+Redis 进行登录认证和权限控制。

1. 为什么用Shiro？
主要用的是 shiro 的登录认证和权限控制功能。
Shiro 参见本栏目文章 🍃《Shiro实战》

2. 为什么用Jwt？
Shiro 默认的 Session 机制来帮助实现权限管理，用于维护用户的状态信息。而 JWT 是 token认证 的一种具体实现方式，相对于传统的 session认证方式，有如下优点：

  • 跨域支持：cookie 是无法跨域的，而 token 由于没有用到 cookie（前提是将 token 放到请求头中），所以跨域后不会存在信息丢失问题。
  • 无状态：token 机制在服务端不需要存储 session 信息，因为 token 自身包含了所有登录用户的信息，所以可以减轻服务端压力，节约服务器资源，并且可以很容易地分布式横向扩展应用。
  • 更适用CDN：可以通过内容分发网络请求服务端的所有资料。
  • 更适用于移动端：当客户端是非浏览器平台时，cookie 是不被支持的，此时采用 token 认证方式会简单很多。
  • 无需考虑CSRF：由于不再依赖 cookie，所以采用 token 认证方式不会发生 CSRF，所以也就无需考虑 CSRF 防御。

JWT 参见本栏目文章 🍃《JWT详解》

3. 为什么用Redis？

  1. JWT 本身不能续期，结合 Redis，可以实现续期、主动登出。
  2. Redis可以缓存用户信息，减少数据库压力。
  3. 可以实现分布式环境下的会话共享。

2. Springboot整合Shiro+Jwt+Redis

在这里插入图片描述

2.1 JWT配置

2.1.1 依赖

<dependency><groupId>com.auth0</groupId><artifactId>java-jwt</artifactId><version>3.19.0</version>
</dependency>

2.1.2 配置JWT

shiro:jwt:# 加密秘钥secret: kGgySFGcfQML4ZOvvlE7856YvSCsbjBf# token有效时长，1天，单位毫秒expire: 86400000header:# 加密算法alg: HS256# token类型typ: JWT

2.1.2 JWT工具类

@Component
public class JwtUtil {@Value("${shiro.jwt.secret}")private String secret;@Value("${shiro.jwt.expire}")private Long expire;@Value("${shiro.jwt.header.alg}")private String headerAlg;@Value("${shiro.jwt.header.typ}")private String headerTyp;/*** 生成token*/public String getToken(String account, long currentTimeMillis) {// 设置秘钥StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();stringBuilder.append(account).append(secret);// 设置jwt头headerMap<String, Object> headerClaims = new HashMap<>();headerClaims.put("alg", headerAlg); // 签名算法headerClaims.put("typ", headerTyp); // token 类型// 设置jwt的header，负载paload以及加密算法String token = JWT.create().withHeader(headerClaims).withClaim("account" ,account).withClaim("expire", currentTimeMillis + expire).sign(Algorithm.HMAC256(stringBuilder.toString()));return token;}/*** 无需秘钥就能获取其中的信息* 解析token.* {* "account": "account",* "timeStamp": "134143214"* }*/public Map<String, String> parseToken(String token) {HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();// 解码 JWTDecodedJWT decodedJwt = JWT.decode(token);Claim account = decodedJwt.getClaim("account");Claim expire = decodedJwt.getClaim("expire");map.put("account", account.asString());map.put("expire", expire.asLong().toString());return map;}/*** 解析token获取账号.*/public String getAccount(String token) {HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();DecodedJWT decodedJwt = JWT.decode(token);Claim account = decodedJwt.getClaim("account");return account.asString();}/*** 校验token是否正确* @param token Token* @return boolean 是否正确*/public boolean verify(String token) {DecodedJWT decodedJwt = JWT.decode(token);Claim account = decodedJwt.getClaim("account");Claim expire = decodedJwt.getClaim("expire");StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();stringBuilder.append(account.asString()).append(secret);// 验证JWT的签名和有效性Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(stringBuilder.toString());JWTVerifier verifier = JWT.require(algorithm).build();try {verifier.verify(token);return true; // 验证通过} catch (JWTVerificationException e) {return false; // 验证失败}}/*** 校验token是否过期* @param token Token* @return boolean 是否正确*/public boolean isExpired(String token) {DecodedJWT decodedJwt = JWT.decode(token);Claim expire = decodedJwt.getClaim("expire");// 验证过期时间Long expireTime = expire.asLong();if (System.currentTimeMillis() > expireTime) {return true;}return false;}/*** 获取token过期时间* @param token Token* @return boolean 是否正确*/public long getExpiredTime(String token) {DecodedJWT decodedJwt = JWT.decode(token);Claim expire = decodedJwt.getClaim("expire");return expire.asLong();}}

2.2 Redis配置

2.2.1 依赖

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

2.2.2 配置 Redis 地址

spring:redis:host: localhostport: 6379password: 123456database: 0timeout: 5000lettuce:pool:max-idle: 16max-active: 32min-idle: 8

2.2.3 Redis序列化

/*** redis序列化*/
@Configuration
public class RedisConfig {@Bean(name = "redisTemplate")public RedisTemplate<String, Object> getRedisTemplate(LettuceConnectionFactory lettuceConnectionFactory) {// 设置序列化Jackson2JsonRedisSerializer<Object> jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<>(Object.class);ObjectMapper om = new ObjectMapper();om.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);om.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(om);// 配置redisTemplateRedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();redisTemplate.setConnectionFactory(lettuceConnectionFactory);RedisSerializer<?> stringSerializer = new StringRedisSerializer();// key序列化redisTemplate.setKeySerializer(stringSerializer);// value序列化redisTemplate.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);// Hash key序列化redisTemplate.setHashKeySerializer(stringSerializer);// Hash value序列化redisTemplate.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);redisTemplate.afterPropertiesSet();return redisTemplate;}
}

2.2.4 Redis工具类

封装 RedisTemplate

/*** RedisUtil 工具类*/
@Component
public class RedisUtil {// 使用jwt的过期时间毫秒private final long defaultTimeout = 1*24*60*60*1000;@Autowiredprivate RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;/*** 是否存在指定的key** @param key* @return*/public boolean hasKey(String key) {return Boolean.TRUE.equals(redisTemplate.hasKey(key));}/*** 删除指定的key** @param key* @return*/public boolean delete(String key) {return Boolean.TRUE.equals(redisTemplate.delete(key));}//- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -  String类型 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -/*** 根据key获取值** @param key 键* @return 值*/public Object get(String key) {return key == null ? null : redisTemplate.opsForValue().get(key);}/*** 将值放入缓存** @param key   键* @param value 值* @return true成功 false 失败*/public void set(String key, String value) {set(key, value, defaultTimeout);}/*** 将值放入缓存并设置时间** @param key   键* @param value 值* @param time  时间(秒) -1为无期限* @return true成功 false 失败*/public void set(String key, String value, long time) {if (time > 0) {redisTemplate.opsForValue().set(key, value, time, TimeUnit.SECONDS);} else {redisTemplate.opsForValue().set(key, value, defaultTimeout, TimeUnit.SECONDS);}}//- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -  object类型 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -/*** 根据key读取数据*/public Object getObject(final String key) {if (StringUtils.isBlank(key)) {return null;}try {return redisTemplate.opsForValue().get(key);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return null;}/*** 写入数据*/public boolean setObject(final String key, Object value) {if (StringUtils.isBlank(key)) {return false;}try {setObject(key, value , defaultTimeout);return true;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return false;}public boolean setObject(final String key, Object value, long time) {if (StringUtils.isBlank(key)) {return false;}if (time > 0) {redisTemplate.opsForValue().set(key, value, time, TimeUnit.SECONDS);} else {redisTemplate.opsForValue().set(key, value, defaultTimeout, TimeUnit.SECONDS);}return true;}
}

2.2.5 Redis常量

public class RedisConstant {private RedisConstant() {}public static final String PREFIX_ACCESS_TOKEN = "access_token";public static final String PREFIX_SHIRO_JWT = "shiro:jwt:";
}

2.3 Shiro配置

🍃《Shiro实战》已经介绍 Shiro 基本用法，如果需要整合 JWT 进行 token 认证，主要涉及三块改动：

  1. 关闭 Shiro 原有的 Session 功能，依赖于 Token 来进行认证。涉及 ShiroConfig 类改造。
  2. 配置 Shiro 的 过滤器链 来指定哪些 URL 需要进行 JWT 认证。涉及 ShiroConfig 类改造。
  3. 自定义 Realm 类中认证方法 doGetAuthenticationInfo 进行逻辑改造。涉及 CustomRealm 类改造。

2.3.1 ShiroConfig

@Configuration
public class ShiroConfig {@Beanpublic HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher() {// 散列算法：这里使用 SHA-256 算法;HashedCredentialsMatcher credentialsMatcher = new HashedCredentialsMatcher("SHA-256");// 散列的次数，比如散列两次，相当于 SHA-256(SHA-256(""));credentialsMatcher.setHashIterations(1024);// storedCredentialsHexEncoded 默认是 true，此时用的是密码加密用的是 Hex 编码；false 时用 Base64 编码credentialsMatcher.setStoredCredentialsHexEncoded(true);return credentialsMatcher;}@Beanpublic CustomRealm customRealm() {CustomRealm customRealm = new CustomRealm();// 将 HashService 注入到自定义的 Realm 中，告诉 realm，使用 hashedCredentialsMatcher 加密算法类来验证密文customRealm.setCredentialsMatcher(hashedCredentialsMatcher());return customRealm;}@Beanpublic SecurityManager securityManager() {DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();// 设置自定义 RealmsecurityManager.setRealm(customRealm());// 禁用 Shiro 的 Session 存储，这样可以确保 shiro 不会创建或使用 Session，而是依赖于无状态的 Token 来进行认证。DefaultSubjectDAO subjectDAO = new DefaultSubjectDAO();DefaultSessionStorageEvaluator defaultSessionStorageEvaluator = new DefaultSessionStorageEvaluator();defaultSessionStorageEvaluator.setSessionStorageEnabled(false);subjectDAO.setSessionStorageEvaluator(defaultSessionStorageEvaluator);securityManager.setSubjectDAO(subjectDAO);return securityManager;}@Bean(name = "shiroFilter")public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(SecurityManager securityManager) {ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();// 注入 securityManagershiroFilterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);// 添加自定义 Filter，并且取名为 jwtMap<String, Filter> filterMap = new HashMap<>();filterMap.put("jwt", new JwtFilter());shiroFilterFactoryBean.setFilters(filterMap);/*//登录shiroFilterFactoryBean.setLoginUrl("/login");//首页shiroFilterFactoryBean.setSuccessUrl("/index");//错误页面，认证不通过跳转shiroFilterFactoryBean.setUnauthorizedUrl("/notRole");shiroFilterFactoryBean.setUnauthorizedUrl("/error");*/// 设置 Shiro 的过滤器链来指定哪些 URL 需要进行 JWT 认证。Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();// authc：所有url都必须认证通过才可以访问; anon：所有url都都可以匿名访问filterChainDefinitionMap.put("/login", "anon");filterChainDefinitionMap.put("/api/**", "anon");// /** 必须放在所有权限设置的最后，表示对所有资源起作用，本例使用自定义 jwtfilterChainDefinitionMap.put("/**", "jwt");shiroFilterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);return shiroFilterFactoryBean;}/*** **  开启 Shiro 的注解（如@RequiresRoles、@RequiresPermissions），需借助 SpringAOP 扫描使用 Shiro 注解的类，并在必要时进行安全逻辑验证* **  配置以下两个 bean （DefaultAdvisorAutoProxyCreator（可选）和 AuthorizationAttributeSourceAdvisor）即可实现此功能* * @return*/// 配置 DefaultAdvisorAutoProxyCreator，执行权限注解 @RequiresPermissions 会调用两次 doGetAuthorizationInfo() 方法。故不注入该配置。/*@Beanpublic LifecycleBeanPostProcessor lifecycleBeanPostProcessor() {return new LifecycleBeanPostProcessor();}@Bean@DependsOn({"lifecycleBeanPostProcessor"})public DefaultAdvisorAutoProxyCreator advisorAutoProxyCreator() {DefaultAdvisorAutoProxyCreator advisorAutoProxyCreator = new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();advisorAutoProxyCreator.setProxyTargetClass(true);return advisorAutoProxyCreator;}*/@Beanpublic AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor() {AuthorizationAttributeSourceAdvisor authorizationAttributeSourceAdvisor = new AuthorizationAttributeSourceAdvisor();authorizationAttributeSourceAdvisor.setSecurityManager(securityManager());return authorizationAttributeSourceAdvisor;}
}

其中，
在这里插入图片描述

该配置将 禁用 Shiro 的 Session 存储，这样可以确保 shiro 不会创建或使用 Session，而是依赖于 无状态的 Token 来进行认证。

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  • filterMap.put("jwt", new JwtFilter()) 添加自定义 Filter，并且取名为 jwt。
  • filterChainDefinitionMap.put("/**", "jwt") 配置 Shiro 的过滤器链来指定哪些 URL 需要进行 JWT 认证。

2.3.2 自定义过滤器JwtFilter

自定义的 JWT 过滤器类。

/***  jwt过滤器，作为shiro的过滤器，对请求进行拦截并处理*/
@Slf4j
@Component
public class JwtFilter extends BasicHttpAuthenticationFilter {private String errorMsg;/*** 过滤器拦截请求的入口方法*/@Overrideprotected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) {// 判断请求头是否带上“Token”HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;String token = httpServletRequest.getHeader("Authorization");// 游客访问电商平台首页可以不用携带 tokenif (StringUtils.isEmpty(token)) {return true;}try {// 交给自定义 Realm 处理// getSubject(request, response).login(new JwtToken(token));  //getSubject(request, response) 等同于 SecurityUtils.getSubject()SecurityUtils.getSubject().login(new JwtToken(token));return true;} catch (Exception e) {errorMsg = e.getMessage();e.printStackTrace();return false;}}/*** isAccessAllowed()方法返回false，即认证不通过时进入onAccessDenied方法*/@Overrideprotected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) response;httpServletResponse.setStatus(400);httpServletResponse.setContentType("application/json;charset=utf-8");PrintWriter out = httpServletResponse.getWriter();out.println(JSONUtil.toJsonStr(Result.error(errorMsg)));out.flush();out.close();return false;}/*** 对跨域访问提供支持** @param request* @param response* @return* @throws Exception*/@Overrideprotected boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {HttpServletRequest httpServletRequest = (HttpServletRequest) request;HttpServletResponse httpServletResponse = (HttpServletResponse) response;httpServletResponse.setHeader("Access-control-Allow-Origin", httpServletRequest.getHeader("Origin"));httpServletResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "GET,POST,OPTIONS,PUT,DELETE");httpServletResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", httpServletRequest.getHeader("Access-Control-Request-Headers"));// 跨域发送一个option请求if (httpServletRequest.getMethod().equals(RequestMethod.OPTIONS.name())) {httpServletResponse.setStatus(HttpStatus.OK.value());return false;}return super.preHandle(request, response);}}
  • isAccessAllowed：过滤器拦截请求的入口方法。后续会交由自定义 Realm 处理。
  • onAccessDenied：认证不通过时，需要做什么处理。
  • preHandle：对跨域访问提供支持

2.3.3 自定义AuthenticationToken

JWTFilter 传递给 Realm 的 token 必须是 AuthenticationToken 的实现类，通过这个类将 string 的 token 转型成 AuthenticationToken，主要目的是在 Realm 的认证和授权的时候，能够获取到 token。

/** 将 String 的 token 转型成 AuthenticationToken，供 Realm 认证和授权使用*/
public class JwtToken implements AuthenticationToken {private String token;public JwtToken(String token) {this.token = token;}@Overridepublic Object getPrincipal() {return token;}@Overridepublic Object getCredentials() {return token;}
}

✨注：需要重写 getPrincipal 和 getCredentials 方法。

2.3.4 自定义Realm

自定义 Realm 类中认证方法 doGetAuthenticationInfo 进行逻辑改造。

Shiro+Jwt+Redis

shiro整合redis jwt

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