Spring Security 从入门到精通之环境搭建与HelloWorld案例源码详解（二）

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原创 2022-06-07 18:50:29 405 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Spring Security （一）：自定义认证 Spring Security 是一个提供身份验证授权和针对常见攻击的保护的框架，spring security 在程序启动时，向spring中注入一个默认的filterChian，按照顺序，依次执行filter，对用户信息进行认证，授权。官网链接： Spring Security :: Spring SecurityCorsFilterCsrfFilterOpenIDSiteMinder其中，默认的认证过滤器为 UsernamePasswordAuthenticationFilter。阅读详情

文章目录

1.前言

在上一篇文章：Spring Security 从入门到精通之架构理解我们熟悉了Spring Security授权、认证基本概念，下面将搭建HelloWorld入门案例。

2. HelloWorld快速入门

由于Spring Security 与 Spring 生态无缝衔接，所以在Spring Boot中只需引入web与security的依赖即可，依赖如下所示：

<!--Spring boot Web容器-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
 
<!--引入SpringSecurity依赖-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

然后我们添加一个测试类并在类中新增一个方法如下所示：
在这里插入图片描述
然后启动项目，当访问此接口时会自动跳转到登陆页面，当我们登陆成功才可以访问到此接口。

默认Spring Security 内置了一个用户账户：user，其默认密码在项目控制台可以看到如下：

当输入用户名和密码后登陆成功后，就可以直接访问接口了。这样一个简单的入门案例就完成了。

3. 入门案例分析

3.1 自动配置分析

只需要引入相关依赖，Spring Security 默认就将我们的接口给保护起来了，必须认证才能继续访问，那么 Spring Security 是如何做到的呢？首先我们需要关注一下 Spring Boot 自动配置Spring Security类 SecurityAutoConfiguration 如下所示：
在这里插入图片描述
我们看到这个类默认导入了SpringBootWebSecurityConfiguration（web Security的默认配置类），此类定义内容如下所示：

通过上面defaultSecurityFilterChain 方法我们可以看到其默认对任何请求开启了认证。这也是我们默认在Spring Boot项目中引入Spring Security 后接口需要认证才可以访问的根本原因。3.1.2 章节我们提到了Spring Security 过滤器原理。defaultSecurityFilterChain 默认返回的是一个SecurityFilterChain 实例，我们可以看看其默认配置的filter有如下15个：
在这里插入图片描述

过滤器	作用	说明
过滤器	过滤器作用	是否默认加载
ChannelProcessingFilter	过滤请求协议如Http与Https	否
WebAsyncManagerIntegrationFilter	将WebAsyncManager与 Spring Security 进行集成	是
SecurityContextPersistenceFilter	在处理请求前，将安全信息加载到SecurityContextHolder中以方便后续使用，请求结束再从SecurityContextHolder删除	是
HeaderWriterFilter	头信息加入响应中	是
CorsFilter	处理跨域问题	否
CsrfFilter 处理CSRF攻击	是
LogoutFilter	注销登陆	是
OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter	处理Oauth2认证重定向	否
Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter	处理SAML认证	否
X509AuthenticationFilter	处理X509认证	否
AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter	处理预认证	否
CasAuthenticationFilter	处理CAS单点登录	否
OAuth2LoginAuthenticationFilter	处理Oauth2认证	否
Saml2WebSsoAuthenticationFilter	处理SAML认证	否
UsernamePasswordAuthenticationFilter	处理表单认证	是
OpenIDAuthenticationFilter	处理OpenID认证	否
DefaultLoginPageGeneratingFilter	配置默认登陆页面	是
DefaultLogoutPageGeneratingFilter	配置默认注销页面	是
ConcurrentSessionFilter	处理Session有效期	否
DigestAuthenticationFilter	处理Http摘要认证	否
BearerTokenAuthenticationFilter	处理Oauth2认证时的Access Token	否
BasicAuthenticationFilter	处理Http Basic认证	是
RequestCacheAwareFilter	处理请求缓存	是
SecurityContextHolderAwareRequestFilter	包装原始请求	是
JaasApiIntegrationFilter	处理JAAS认证	否
RememberMeAuthenticationFilter	处理记住我认证	否
AnonymousAuthenticationFilter	配置匿名认证	是
OAuth2AuthorizationCodeGrantFilter	处理Oauth2中的授权码	否
SessionManagementFilter	处理Session并发问题	是
ExceptionTranslationFilter	处理异常认证/授权中的情况	是
FilterSecurityInterceptor	处理授权	是
SwitchUserFilter	处理账户切换	否

Spring Security 内置了30个过滤器，在我们一个Hello World案例中默认启动了15个，Spring Security正是通过这些过滤器来实现其认证与授权。下面我们大概了解一下 Spring Security 的过滤器实现。

3.2 过滤器原理分析

Spring Security 认证模块、授权模块都是基于过滤器完成的，需要注意的是Spring Security默认并不是直接使用web Servlet容器中的Filter，而是实现了自己的过滤器并提供了一个DelegatingFilterProxy类，这个类会将Spring Security定义的过滤器转化为原生的Servlet容器中的Filter，并将这个Filter注册到原生过滤器链（Servlet容器过滤器链）中，如下图所示：
在这里插入图片描述
Spring Security中过滤器不仅仅只有一个，可能会有多个并组成一个滤器链。所以Spring Security 提供了一个SecurityFilterChain 用来管理多个过滤器。而这个过滤器了链又被一个特殊的过滤器 FilterChainProxy统一管理，此过滤器内嵌在DelegatingFilterProxy中，如下图所示：
在这里插入图片描述
Spring Security 可以通过不同的请求url 形成多个过滤器链路，多个过滤器需要指定优先级。当请求到达DelegatingFilterProxy中通过FilterChainProxy进行分发，匹配上那些过滤器链就用那些过滤器处理请求。

3.3 登陆页面生成源码分析

首先我们知道Spring Security 的认证与授权都是基于过滤器完成的，当我们在浏览器中输入：http://127.0.0.1:8001/helloWorld 后，这条请求先后都会经过默认启用的15个过滤器。
我们通过Debug 源码可以跟踪其登陆流程，关键跟踪源代码节点如下：

FilterSecurityInterceptor拦截请求并抛出AccessDeniedException。

首先helloWorld请求经过若干过滤器后，最终到达过滤器FilterSecurityInterceptor#doFilter方法
在这里插入图片描述
doFilter 方法调用了本类的invoke方法，接着调用了父类AbstractSecurityInterceptor的beforeInvocation方法的如下所示：

父类beforeInvocation方法调用了自己的attemptAuthorization方法，方法定义如下：

此方法调用了访问决策器接口的decide方法，此方法实现是由类AffirmativeBased实现如下所示：
在这里插入图片描述
投票器AccessDecisionVoter 投了反对票，所以此方法抛出了AccessDeniedException异常。

抛出AccessDeniedException异常被ExceptionTranslationFilter捕获并交由LoginUrlAuthenticationEntryPoint类处理并重定向到登陆页面。

请求抛出的异常被ExceptionTranslationFilter捕获并调用了handleSpringSecurityException方法进行处理如下：
在这里插入图片描述
在这个方法中又调用了handleAccessDeniedException方法如下所示：

然后接着调用了sendStartAuthentication方法如下所示：

接着调用了在sendStartAuthentication方法中继续调用了类的authenticationEntryPoint实例#commence方法如下：
在这里插入图片描述
此实例是由LoginUrlAuthenticationEntryPoint类实现，我们关注其commence方法如下所示：

可以清晰看到请求重定向 http://127.0.0.1:8001/login。然后这个请求又要过一次过滤器链直到DefaultLoginPageGeneratingFilter的doFilter方法如下所示：
在这里插入图片描述
在这个方法中response输入了一个静态的html代码，所以我们就能看到最开始登陆的页面：

整个流程总结如下所示：

3.4 默认用户与密码生成源码分析

Spring Security中定义了UserDetailsService接口规范开发者自定义的用户对象接口查询，这样很方便用户将系统集成Spring Security 认证体系中，此接口只有一个查询用户详情的方法：
在这里插入图片描述
此方法参数只有一个username参数，注意这里的username并不是前端表单输入的用户名而是用户登陆成功后返回的用户名。在实际项目中，需要用户手动实现UserDetailsService。在HelloWorld案例中Spring Security提供了UserDetailsService接口的默认实现。
在这里插入图片描述
当我们只引入了Spring Security依赖，UserDetailsService 默认实现为InMemoryUserDetailsManager。此类提供了用户新增、删除、更新方法，这些方法都是基于内存实现（用户信息保存在Map中）。

再回到上面提到的UserDetailsService#loadUserByUsername 返回了一个用户详情对象，此对象接口提供了如下方法：
在这里插入图片描述
Spring Security 默认配置UserDetailsService的实现类为UserDetailsServiceAutoConfiguration。

在上面的代码中我们不难发现，InMemoryUserDetailsManager默认实现条件（@ConditionalOnClass、@ConditionalOnBean、@ConditionalOnMissingBean注解），在inMemoryUserDetailsManager方法中我们可以看到默认初始化的用户信息来自于类SecurityProperties，这个类是Spring Security属性配置类，类定义如下所示：
在这里插入图片描述
这个类中内部维护一个用户对象，用户类定义如下：

在这里我们就很清晰了解了为什么Spring Security内置的用户名是user,以及密码是长长的UUID字符串原因了。由于SecurityProperties是一个属性配置类，所以我们可以在项目配置文件自定义用户属性（覆盖默认的用户信息）。