《Shiro安全框架》专题(一)-Shiro基础入门

1.shiro介绍

1.1.什么是shiro

shiro是apache的一个开源框架，是一个权限管理的框架，实现 用户认证(登录检查)、用户授权(权限控制)。

它将软件系统的安全认证相关的功能抽取出来，实现用户身份认证，权限授权、加密(密码加密登录)、会话管理等功能，组成了一个通用的安全认证框架！

1.2.为什么用shiro

既然shiro将安全认证相关的功能抽取出来组成一个框架，使用shiro就可以非常快速的完成认证、授权等功能的开发，降低系统成本。完全可以不用权限框架，自己用拦截器来实先实现！
shiro使用广泛，shiro可以运行在web应用，非web应用，集群分布式应用中越来越多的用户开始使用shiro。

java领域中spring security(原名Acegi)也是一个开源的权限管理框架，但是spring security依赖spring运行，而shiro就相对独立，最主要是因为shiro使用简单、灵活，所以现在越来越多的用户选择shiro。

1.3.Shiro基本模块

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；
Session Manager：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；
Web Support：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；
Run As：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；
Remember Me：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

2.框架图说明

官网架构说明

2.1.从外部查看shiro框架

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

api	说明
Subject	主体，代表当前’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
Shiro 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，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。

用户认证:

用户授权:

2.2.从内部查看shiro框架

组件	说明
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（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；
Authorizer	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Memcached SessionDAO；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。

2.3.常见单词说明

单词	说明
Subject	主体
Security	安全
Realm	领域、范围
Autherticator	认证器
Authentication	认证
Authorizer	授权器
Authorization	授权
Cryptography	密码、加密
Credential	证书、凭证 密码
Matcher	匹配器
Principal	身份

3.Shiro中的shiro.ini说明

ini即InitializationFile，指初始文件。

在前文Shiro概述中介绍过，Shiro可以用来管理最简单的移动应用程序，也可以用来管理复杂的企业项目，那么在简单的程序中，我们很多时候都不需要使用到数据库，那么怎么获取数据呢？shiro.ini文件满足了我们的需求，在不连接数据库的情况下，我们可以在shiro.ini文件中配置静态数据。

shiro.ini放置在classpath路径下shiro会自动查找。
ini配置文件中有四大主要配置类
main users roles urls

3.1.shiro.ini文件由四个部分组成

3.1.1.[main]：定义全局变量信息

内置SecurityManager对象，操作对象时，在[main]里写数据。

[main]
securityManager.属性=值
property=xxx
securityManager.对象属性=$property

#创建对象
securityManager=org.apache.shiro.mgt.DefaultSecurityManager 

其构造器必须是public空参构造器，通过反射创建相应的实例。

• 对象名=全限定类名 相对于调用public无参构造器创建对象
• 对象名.属性名=值 相当于调用setter方法设置常量值
• 对象名.属性名=$对象引用 相当于调用setter方法设置对象引用

3.1.2.[users]：定义用户名和密码信息

提供了对用户/密码及其角色的配置，用户名=密码，角色1，角色2
username=password,role1,role2

例如：配置用户名/密码及其角色，格式：“用户名=密码，角色1，角色2”，角色部分可省略。如：

[users] 
zhang=123,role1,role2 
wang=123 

[users]
# 定义用户名为xxx，密码为123
xxx=123
# 定义用户名为xxx，密码为123，同时具有a角色和b角色
xxx=123,a,b

3.1.3.[roles]：定义角色信息

提供了角色及权限之间关系的配置，角色=权限1，权限2 role1 = permission1 , permission2

例如：配置角色及权限之间的关系，格式：“角色=权限1，权限2”；如：

[roles] 
role1=user:create,user:update 
role2=*  

[roles]
a=权限1,权限2
b=权限3,权限4

3.1.4.[urls]：定义路径信息生效，在web应用中使用

用于web，提供了对web url拦截相关的配置，url=拦截器[参数]，拦截器

/index.html = anon 
/admin/** = authc, roles[admin],perms["permission1"]

[urls]
# urlpath=内置Filter或自定义Filter
# 访问时出现/login的urlpath必须要验证，支持authc对应的Filter
/login=authc
# 任意的urlpath都不需要进行认证
/**=anno
# 所有的功能都必须保证用户已登录
/**=user
# url xxx访问时必须保证用户拥有角色a和角色b
/xxx=roles["a,b"]
 
案例：
# 只要是以/login.html开始的路径都放行
/login.html=anon
#所有的路径都放行
/**=anon
# 所有url必须认证通过后才能放行
/**=authc
# 匹配规则：只要满足一个规则就通过，因此如果要是用/**=anon,那么/**=anon要放在最后

3.2.shiro.过滤器

过滤器名称	过滤器类	描述信息
anon	org.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter	匿名过滤器
authc	org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter	如果继续操作，需要做对应的表单验证，否则不能通过
authcBasic	org.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilter	基本http验证过滤，如果不通过，跳转到登录页面
logout	org.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter	登录退出过滤器
noSessionCreation	org.apache.shiro.web.filter.authc.NoSessionCreationFilter	没有session创建过滤器
perms	org.apache.shiro.web.filter.authc.PermissionAuthorizationFilter	权限过滤器
port	org.apache.shiro.web.filter.authc.PortFilter	端口过滤器，可以设置是否是指定端口，如果不是等
rest	org.apache.shiro.web.filter.authc.HttpMethodPermissionFilter	http方法过滤器，可以指定如post不能进行访问等
ssl	org.apache.shiro.web.filter.authc.SslFilter	请求需要通过ssl，如果不是跳转返回登录页
user	org.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter	如果访问一个已用用户，比如记住我功能，需要走这一个过滤器