一、简介
Apache Shiro 是Java 的一个安全框架。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。
官网页面如下图:
二、为什么要学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。
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。
三、基本功能
从整体来看:
3.1、Authentication
身份认证/登录,验证用户是不是拥有相应的身份
3.2、 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。
3.3、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。
3.4、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。
3.5 Web Support
Web 支持,可以非常容易的集成到Web 环境
3.6 、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。
3.7 、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。
3.8、Testing
提供Test测试支持。
3.9、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。
4.0 Remenber 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
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。
四、Shiro架构
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;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。
(一)、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与SecurityManager交互;且它管理着所有Subject;可以看出它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。
(二)、从内部看架构
1、Subject:主体,可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”。
2、SecurityManager:即安全管理器,对全部的subject进行安全管理,它是shiro的核心,负责对所有的subject进行安全管理。通过SecurityManager可以完成subject的认证、授权等,实质上SecurityManager是通过Authenticator进行认证,通过Authorizer进行授权,通过SessionManager进行会话管理等。
SecurityManager是一个接口,继承了Authenticator, Authorizer, SessionManager这三个接口
3、Authentication: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。
4、Authorizer:授权,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。
5、Realm:Realm即领域,相当于datasource数据源,securityManager进行安全认证需要通过Realm获取用户权限数据,比如:如果用户身份数据在数据库那么realm就需要从数据库获取用户身份信息。
注意:不要把realm理解成只是从数据源取数据,在realm中还有认证授权校验的相关的代码。
6、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;所以呢,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)。
7、SessionDao:SessionDAO即会话dao,是对session会话操作的一套接口,比如要将session存储到数据库,可以通过jdbc将会话存储到数据库。
8、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。
9、Cryptography:即密码管理,shiro提供了一套加密/解密的组件,方便开发。比如提供常用的散列、加/解密等功能。
至此Shiro介绍完毕,文中部分引用张开涛老师《跟我学Shiro》一文语句。