Spring Security学习笔记（二）Spring Security认证和鉴权

前言：本系列博客基于Spring Boot 2.6.x依赖的Spring Security5.6.x版本

上一篇博客介绍了Spring Security的整体架构，本篇博客要讲的是Spring Security的认证和鉴权两个重要的机制。

UsernamePasswordAuthenticationFilter和BasicAuthenticationFilter是用来认证的两个过滤器，FilterSecurityInterceptor是用来鉴权的。

一、Spring Security认证

Spring Security提供了许多认证机制，例如用户名密码认证、OAuth 2.0认证、SAML认证、Central Authentication Server (CAS)认证、Remember Me（记住过了session有效期的用户）、JAAS认证、X509认证等

1.1、认证架构

Spring Security认证架构主要由以下几个组件构成：
SecurityContext：Spring Security的上下文对象，包含了当前认证用户的Authentication（认证）。

SecurityContextHolder：用于设置和获取SecurityContext的静态工具类，保存了SecurityContext上下文对象。

Authentication：认证接口，定义了获取用户凭证、认证信息、权限等方法规范。

GrantedAuthority：权限类，用来定义用户的权限，Authentication中会保存一个GrantedAuthority类型的权限列表。

AuthenticationManager：认证管理器接口，只有一个authenticate方法，它的实现类实现该方法用来执行具体的认证逻辑，入参和出参都是Authentication。

ProviderManager：最常见的AuthenticationManager的实现。

AuthenticationProvider：认证功能提供者接口。在ProviderManager中实际上的认证逻辑由该接口的实现类处理。DaoAuthenticationProvider、AnonymousAuthenticationProvider都是它的实现类。

AuthenticationEntryPoint：用于从客户端请求凭证（即重定向到登录页面，返回需要登录响应等）。

AbstractAuthenticationProcessingFilter：一个用于认证的基本 Filter。是一个抽象类，只有UsernamePasswordAuthenticationFilter一个实现，UsernamePasswordAuthenticationFilter会从请求中获取username和 password参数，去进行认证。

1.1.1、SecurityContext

Spring Security的上下文对象，可以设置和获取Authentication认证信息。

public interface SecurityContext extends Serializable {
// 获取Authentication对象
    Authentication getAuthentication();
    // 放入Authentication对象
    void setAuthentication(Authentication authentication);
}

1.1.2、SecurityContextHolder

SecurityContextHolder是用来设置和获取SecurityContext的静态工具类，SecurityContextHolder不关心SecurityContext里认证信息的细节，即Authentication的具体实现类型是什么它并不关心，如果它能获取到值，这个值就认为是当前用户的认证信息。

public class SecurityContextHolder {
...
//常用方法
    public static void clearContext() {
        strategy.clearContext();
    }
    
    public static SecurityContext getContext() {
        return strategy.getContext();
    }

    public static void setContext(SecurityContext context) {
        strategy.setContext(context);
    }
    ...
}

SecurityContextHolder架构图：

默认情况下，SecurityContextHolder使用ThreadLocal来存储这些细节，这意味着 SecurityContext 对同一线程中的方法总是可用的，即使SecurityContext没有被明确地作为参数传递给这些方法。并且Spring Security的FilterChainProxy会确保SecurityContext总是被清空，不用我们手动清空。

1.1.3、Authentication

Authentication是认证信息接口，定义了获取用户凭证、认证信息、权限等方法规范。它主要有两个作用，一是充当未认证的用户凭证（包括用户名、密码）；一是表示验证后的认证信息（包括认证后用户信息、用户权限等）。Authentication一般包含了如下信息：

principal: 识别用户。当用用户名/密码进行认证时，这通常是 UserDetails 的一个实例。

credentials: 通常是一个密码。在许多情况下，这在用户被认证后被清除，以确保它不会被泄露。

authorities: GrantedAuthority 实例是用户被授予的权限。

public interface Authentication extends Principal, Serializable {
//获取用户权限，一般情况下获取到的是用户的角色信息
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
    //获取证明用户认证的信息，通常情况下获取到的是密码等信息
    Object getCredentials();
    //获取用户的额外信息，（这部分信息可以是我们的用户表中的信息）
    Object getDetails();
    // 获取用户身份信息，在未认证的情况下获取到的是用户名，在已认证的情况下获取到的是 UserDetails
    Object getPrincipal();
    //获取当前 Authentication 是否已认证
    boolean isAuthenticated();
    //设置当前 Authentication 是否已认证（true or false）
    void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException;
}

1.1.4、GrantedAuthority

Spring Security定义的权限类规范接口，认证后的用户权限就是以GrantedAuthority类型的集合保存的。使用时分两种权限，分别是角色（role）和作用域（scope）。role类型的权限表示该权限为角色，角色可能会对应许多的具体资源（菜单、接口等）权限；scope表示某个具体资源的权限。一般使用role类型的权限，因为使用scope的话，认证时可能会保存有非常多的GrantedAuthority，容易导致内存不足，而role类型基本没有这种问题。注意设置role类型的权限时，权限最好加上ROLE_ 前缀，Spring Security默认的role类型鉴权方法会有ROLE_ 前缀。

public interface GrantedAuthority extends Serializable {
//拿到权限名
    String getAuthority();
}

1.1.5、AuthenticationManager

认证管理器接口，定义了执行认证逻辑的方法API。常用的实现类为ProviderManager。

public interface AuthenticationManager {
//用户执行认证时的方法，具体逻辑由实现类实现
    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;
}

1.1.6 、ProviderManager

ProviderManager是最常用的AuthenticationManager的实现。ProviderManager委托给一个 AuthenticationProvider集合。每个 AuthenticationProvider都有机会表明认证应该是成功的、失败的，或者表明它不能做出决定并允许下游的AuthenticationProvider来决定。如果配置的 AuthenticationProvider实例中没有一个能进行认证，那么认证就会以ProviderNotFoundException 而失败，这是一个特殊的AuthenticationException，表明ProviderManager没有被配置为支持被传入它的Authentication类型。

1.1.7、AuthenticationProvider

实际上执行认证逻辑的地方。常用的实习类DaoAuthenticationProvider（支持基于用户名/密码的认证）、AnonymousAuthenticationProvider（匿名用户认证）

public interface AuthenticationProvider {
//执行具体认证逻辑
    Authentication authenticate(Authentication authentication) throws AuthenticationException;

    boolean supports(Class<?> authentication);
}

1.1.8、AuthenticationEntryPoint

如果用户访问一个需要认证后才能访问的资源，AuthenticationEntryPoint就会返回一个响应，需要用户先认证后或者携带认证凭证再访问。比如重定向到登录页面，或者返回一个携带“需要登录”提示的响应信息。我们可以实现该接口，自定义的未登录认证提示。Spring Security默认会对未认证去访问需要认证的资源的请求返回403。

1.1.9、AbstractAuthenticationProcessingFilter

用户认证的基础Filter，只有UsernamePasswordAuthenticationFilter这一个实现类。

AbstractAuthenticationProcessingFilter源码：

public abstract class AbstractAuthenticationProcessingFilter extends GenericFilterBean implements ApplicationEventPublisherAware, MessageSourceAware {
   ...
   //主要方法
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        this.doFilter((HttpServletRequest)request, (HttpServletResponse)response, chain);
    }

    private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
    //先校验请求url与表单校验提交的url是否一致，不一致执行下一个Filter
    //一致的话就执行认证逻辑，一般默认的表单提交url是"/login"
        if (!this.requiresAuthentication(request, response)) {
            chain.doFilter(request, response);
        } else {
            try {
            //实现类执行具体的认证逻辑
                Authentication authenticationResult = this.attemptAuthentication(request, response);
                if (authenticationResult == null) {
                    return;
                }

                this.sessionStrategy.onAuthentication(authenticationResult, request, response);
                if (this.continueChainBeforeSuccessfulAuthentication) {
                    chain.doFilter(request, response);
                }

                this.successfulAuthentication(request, response, chain, authenticationResult);
            } catch (InternalAuthenticationServiceException var5) {
                this.logger.error("An internal error occurred while trying to authenticate the user.", var5);
                this.unsuccessfulAuthentication(request, response, var5);
            } catch (AuthenticationException var6) {
                this.unsuccessfulAuthentication(request, response, var6);
            }

        }
    }
    //由子类实现具体的验证逻辑
    public abstract Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException, IOException, ServletException;

...
}

UsernamePasswordAuthenticationFilter的 attemptAuthentication() 方法

public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws AuthenticationException {
        if (this.postOnly && !request.getMethod().equals("POST")) {
            throw new AuthenticationServiceException("Authentication method not supported: " + request.getMethod());
        } else {
        //取用户名，实际上是从request取username参数
            String username = this.obtainUsername(request);
            username = username != null ? username : "";
            username = username.trim();
            //取密码，实际上是从request取password参数
            String password = this.obtainPassword(request);
            password = password != null ? password : "";
            UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, password);
            this.setDetails(request, authRequest);
            return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);
        }
    }

AbstractAuthenticationProcessingFilter认证步骤：
1、当用户提交他们的凭证（用户名和密码）时，AbstractAuthenticationProcessingFilter会从HttpServletRequest中创建一个要认证的Authentication。创建的认证的类型取决于 AbstractAuthenticationProcessingFilter的子类。例如，UsernamePasswordAuthenticationFilter从HttpServletRequest中提交的username和password创建一个 UsernamePasswordAuthenticationToken。

2、接下来，Authentication被传入AuthenticationManager，执行认证逻辑。

3、如果认证失败，则为Failure。

• SecurityContextHolder被清空。

• RememberMeServices.loginFail被调用。如果没有配置记住我（remember me），可以忽略。

• AuthenticationFailureHandler被调用。参考AuthenticationFailureHandler接口。

4、 如果认证成功，则为Success。

• SessionAuthenticationStrategy被通知有新的登录。参考SessionAuthenticationStrategy接口。

• Authentication是在SecurityContextHolder上设置的。如果你需要保存SecurityContext以便在未来的请求中自动设置，必须显式调用SecurityContextRepository#saveContext。参考 SecurityContextHolderFilter类。

• RememberMeServices.loginSuccess 被调用。如果没有配置remember me，可以忽略。

• ApplicationEventPublisher发布一个InteractiveAuthenticationSuccessEvent事件。

• AuthenticationSuccessHandler被调用。参考AuthenticationSuccessHandler接口。

1.2、代码示例

1.2.1、默认登录认证

引入需要用到的相关包。

<dependencies>
<!-- 如果你项目的maven父工程是spring-boot-starter-parent包，可以不写版本号，springboot管理了版本号-->
<!--Spring Security-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
        </dependency>
        
<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>

        <!--使用undertow容器-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
        </dependency>
        
<dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
        </dependency>
        
<dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        </dependency>
</dependencies>

定义一个controller

@Controller
public class LoginController {
//主页url
    @RequestMapping("/main")
    public String mainPage(){
        return "main";
    }
}

在resource/templates/ 路径下里定义一个main.html作为主页

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>主页面</title>
</head>
<body>
    <h1>主页面</h1>
    <form th:action="@{/logout}" method="post">
        <input type="submit" value="登出">
    </form>
</body>
</html>

application.yml

server:
  port: 8084
  servlet:
    context-path: /security
    
spring:
  security:
  #配置Spring Security默认登录用户和密码
  #不配置的话，启动项目时，Spring Security会在控制台打印出默认密码，用户名是User
    user:
      name: User
      password: 123456

一切准备就绪，启动项目，访问localhost:8084/security/main,会自动重定向到Spring Security的默认登录页面。

这是因为Spring Security使用了默认的表单登录认证的方式。查看控制台打印信息，可以看到类似下面的输出。
如果没有，可能是Spring Security的版本问题，我使用的Spring Boot-2.6.2引入的Spring Security-5.6.2，关于这一块的打印信息逻辑写错了，导致未打印，可以将Spring Boot版本升级一下。

2023-06-14T08:55:22.321-03:00  INFO 76975 --- [           main] o.s.s.web.DefaultSecurityFilterChain     : Will secure any request with [
org.springframework.security.web.session.DisableEncodeUrlFilter@404db674,
org.springframework.security.web.context.request.async.WebAsyncManagerIntegrationFilter@50f097b5,
org.springframework.security.web.context.SecurityContextHolderFilter@6fc6deb7,
org.springframework.security.web.header.HeaderWriterFilter@6f76c2cc,
org.springframework.security.web.csrf.CsrfFilter@c29fe36,
org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter@ef60710,
org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter@7c2dfa2,
org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLoginPageGeneratingFilter@4397a639,
org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLogoutPageGeneratingFilter@7add838c,
org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter@5cc9d3d0,
org.springframework.security.web.savedrequest.RequestCacheAwareFilter@7da39774,
org.springframework.security.web.servletapi.SecurityContextHolderAwareRequestFilter@32b0876c,
org.springframework.security.web.authentication.AnonymousAuthenticationFilter@3662bdff,
org.springframework.security.web.access.ExceptionTranslationFilter@77681ce4,
org.springframework.security.web.access.intercept.AuthorizationFilter@169268a7]

UsernamePasswordAuthenticationFilter过滤器就是用来表单登录认证的Filter。

1.2.2、自定义登录页面

在resource/templates/ 路径下里定义一个login.html作为登录页

<!DOCTYPE html>
<html lang="en" xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>登录页面</title>
</head>
<body>
    <h1>登录页面</h1>
    <!--method必须为post-->
    <!--th:action="@{/login}",
    使用动态参数，表单中会自动生成_csrf隐藏字段，用于防止csrf攻击
    login：和登录页面保持一致即可，SpringSecurity自动进行登录认证
    /login 是Spring Security默认的登录认证路径，默认情况下用户名和密码名称必须是username和password
    -->
    <form th:action="@{/login}"  method="post">
        用户名：<input type="text" name="username"> <br>
        密码：<input type="password" name="password"><br>
        <input type="submit">
    </form>
</body>
</html>

LoginController添加登录页面跳转接口

@RequestMapping("/myLoginPage")
    public String myLoginPage(){
        return "login";
    }

自定义Spring Security的配置类

@Configuration
public class BasicSecurityConfig {
    
    @Bean
    public SecurityFilterChain mySecurityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        // 登录相关配置
        http.formLogin(formLogin -> formLogin
                .loginPage("/myLoginPage") // 自定义登录页面，不再使用内置的自动生成页面
                //登录认证接口url，这里可以任意设置，只要保证和登录表单提交的url相同即可
                .loginProcessingUrl("/login")
                .usernameParameter("username")// 表单中的用户名项
                .passwordParameter("password")// 表单中的密码项
                .successForwardUrl("/main")//登录成功后跳转的路径，未设置会跳转到项目根路径
        );
        //设置访问权限，如果不设置，默认所有的url都可以匿名访问
        http.authorizeRequests(authorize ->{authorize
                .antMatchers("/myLoginPage").permitAll() //允许所有用户访问
                .anyRequest()   //对所有请求开启授权保护
                .authenticated(); //已认证的请求会被自动授权
        });
        http.logout(logout ->logout
                .logoutUrl("/logout") //使用该方法时，当开启csrf防护，logout请求必须是post，否则会404
                .clearAuthentication(true) //清除认证状态，默认为true
                .invalidateHttpSession(true) // 销毁HttpSession对象，默认为true
        );
        //关闭csrf防护,否则所有的POST的请求都需要携带CSRF令牌
        http.csrf(csrf -> csrf.disable());
        return http.build(); // 返回构建的SecurityFilterChain实例
    }
}

还有一种写法是继承WebSecurityConfigurerAdapter类，重写configure方法，但是Spring Security 6.0及之后的版本删除了WebSecurityConfigurerAdapter类，不能用这种写法配置了。

@Configuration
public class WebSecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
@Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    //和上面配置相同，最后无需调用http.build()方法
        ....
    }
}

注意：使用表单登录认证时，实际处理认证的是UsernamePasswordAuthenticationFilter类，loginProcessingUrl方法配置的url可以任意配置，只要和登录表单提交的url相同即可。

1.2.3、自定义Handler逻辑

Spring Security定义了一些Handler接口，让我们可以自定义认证结束后的处理逻辑。比如返回JSON结果，适用于前后端分离的项目。

1.2.3.1、认证成功处理

AuthenticationSuccessHandler类是Spring Security提供的认证成功后处理逻辑接口。
实现AuthenticationSuccessHandler接口：

public class MyAuthenticationSuccessHandler implements AuthenticationSuccessHandler {
    @Override
    public void onAuthenticationSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {

        //  获取用户身份信息
        UserDetails userDetails = (UserDetails)authentication.getPrincipal();
        //  获取用户的凭证信息
        Object credentials = authentication.getCredentials();
        //  获取用户权限信息
        Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = authentication.getAuthorities();

        /*返回页面，适用于前后端未分离的项目*/
        System.out.println("用户名:"+userDetails.getUsername());
        System.out.println("一些操作...");
        //response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/main");

        /*返回json，适用于前后端分离*/
        //这里可以生成token，并存redis等
        Map<String,Object> result = new HashMap();
        result.put("code",0);   // 成功
        result.put("message","登录成功");   //
        result.put("data",userDetails);   //这里可以换成token，jwt等登录成功凭证
        //  将结果对象转换成json字符串
        String json = JSON.toJSONString(result);
        //  返回json数据到前端
        //  响应头
       response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        //  响应体
        response.getWriter().println(json);
    }
}

在BasicSecurityConfig配置类的formLogin中加上MyAuthenticationSuccessHandler

// 登录相关配置
        http.formLogin(formLogin -> formLogin
                .loginPage("/myLoginPage") // 自定义登录页面，不再使用内置的自动生成页面
                //登录认证接口url，这里可以任意设置，只要保证和登录表单提交的url相同即可
                .loginProcessingUrl("/login")
                .usernameParameter("username")// 表单中的用户名项
                .passwordParameter("password")// 表单中的密码项
                .successForwardUrl("/main")//登录成功后跳转的路径，未设置会跳转到项目根路径
                .successHandler(new MyAuthenticationSuccessHandler()) //认证成功处理
        );

1.2.3.2、认证失败处理

AuthenticationFailureHandler类是Spring Security提供的认证失败处理逻辑接口。
实现AuthenticationFailureHandler接口：

public class MyAuthenticationFailureHandler implements AuthenticationFailureHandler {
    @Override
    public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException exception) throws IOException, ServletException {

        //  获取失败的信息
        String localizedMessage = exception.getLocalizedMessage();

        Map<String,Object> result = new HashMap();
        result.put("code",-1);   // 失败
        result.put("message",localizedMessage);   //
        //  将结果对象转换成json字符串
        String json = JSON.toJSONString(result);
        //  返回json数据到前端
        //  响应头
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        //  响应体
        response.getWriter().println(json);

        //重定向到登录错误页面，适用与前后端不分离项目
        //response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/loginError");
    }
}

在BasicSecurityConfig配置类的formLogin中加上MyAuthenticationFailureHandler

// 登录相关配置
        http.formLogin(formLogin -> formLogin
        ...
                .successHandler(new MyAuthenticationSuccessHandler()) //认证成功处理
                .failureHandler(new MyAuthenticationFailureHandler()) //认证失败处理
        );

1.2.3.3、登出成功处理

LogoutSuccessHandler类是Spring Security提供的登出成功处理逻辑接口。
实现LogoutSuccessHandler接口：

public class MyLogoutSuccessHandler implements LogoutSuccessHandler {
    @Override
    public void onLogoutSuccess(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Authentication authentication) throws IOException, ServletException {
        //  获取用户身份信息
        UserDetails userDetails = (UserDetails)authentication.getPrincipal();

        /** 返回json，适用于前后端分离*/
        Map<String,Object> result = new HashMap();
        result.put("code",1);   // 成功
        result.put("message","注销成功");   //
        result.put("data",userDetails);   //
        //  将结果对象转换成json字符串
        String json = JSON.toJSONString(result);

        //  返回json数据到前端 适用前后端分离
        //  响应头
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        //  响应体
        response.getWriter().println(json);

        //返回到页面
        //response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/main");
    }
}

在BasicSecurityConfig配置类的logout中加上MyLogoutSuccessHandler

http.logout(logout ->logout
                .logoutUrl("/logout") //使用该方法时，当开启csrf防护，logout请求必须是post，否则会404
                .clearAuthentication(true) //清除认证状态，默认为true
                .invalidateHttpSession(true) // 销毁HttpSession对象，默认为true
                .logoutSuccessHandler(new MyLogoutSuccessHandler())
        );

1.2.3.4、请求未认证资源处理

AuthenticationEntryPoint类是Spring Security提供的未认证访问资源处理逻辑接口。
实现AuthenticationEntryPoint类：

public class MyAuthenticationEntryPoint implements AuthenticationEntryPoint {
    @Override
    public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException {
        String localizedMessage = "需要登录";//authException.getLocalizedMessage();

        Map<String,Object> result = new HashMap();
        result.put("code",-1);   // 告诉用户需要登录
        result.put("message",localizedMessage);   //


        //  将结果对象转换成json字符串
        String json = JSON.toJSONString(result);
        //  返回json数据到前端
        //  响应头
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        //  响应体
        response.getWriter().println(json);
        //返回登录界面
        //response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/myLoginPage");
    }
}

在BasicSecurityConfig配置类的中加上配置

//异常处理
        http.exceptionHandling(exception -> exception
                .authenticationEntryPoint(new MyAuthenticationEntryPoint()) //请求未认证的处理
        );

1.2.4、基于数据库的认证

前面的示例中，我们的登录用户是写在配置文件里的，用的是基于内存存储用户信息的方式。这只能在学习时使用，在实际项目中是不行的。实际项目中，我们的用户信息时存在数据库里的，Spring Security也提供了基于数据库来进行认证的方式。

前文我们已经说过，通过HttpSecurity的formLogin方法配置的认证，是使用UsernamePasswordAuthenticationFilter类来进行的认证处理，而实际上处理时，是在ProviderManager的authenticate方法里，再调用DaoAuthenticationProvider的authenticate方法处理的。最终的处理是在DaoAuthenticationProvider类的父类AbstractUserDetailsAuthenticationProvider类的authenticate处理的。

而在进行认证前，需要先根据用户名查询系统里的用户数据（内存或数据库），再根据查询到的用户密码与用户输入的密码校验，校验通过，则认证成功。这一块的逻辑是由DaoAuthenticationProvider类重写父类的retrieveUser实现的。源码如下：

protected final UserDetails retrieveUser(String username, UsernamePasswordAuthenticationToken authentication) throws AuthenticationException {
        this.prepareTimingAttackProtection();

        try {
        //拿到用户信息
            UserDetails loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
            if (loadedUser == null) {
                throw new InternalAuthenticationServiceException("UserDetailsService returned null, which is an interface contract violation");
            } else {
                return loadedUser;
            }
        } catch (UsernameNotFoundException var4) {
            this.mitigateAgainstTimingAttack(authentication);
            throw var4;
        } catch (InternalAuthenticationServiceException var5) {
            throw var5;
        } catch (Exception var6) {
            throw new InternalAuthenticationServiceException(var6.getMessage(), var6);
        }
    }

通过调用UserDetailsService的loadUserByUsername方法，返回系统的用户信息。我们可以通过实现自己的UserDetailsService实现类，重写loadUserByUsername方法，查询数据库里的用户数据。代码如下：

public class DBUserDetailsManager implements UserDetailsManager, UserDetailsPasswordService {
    /**
     * UserDetails提供的字段如果不够的话，可以继承 User类，实现自己的UserDetails
     * 用户认证时会调用
     * @param username
     * @return
     * @throws UsernameNotFoundException
     */
    @Override
    public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        //根据userName去数据库查询用户信息, 伪代码
        UserDomain user = userService.queryUserByUserName(username);
        if(user == null){
            throw new UsernameNotFoundException(username);
        }
        //查询用户的角色，伪代码
        List<String> roles = roleService.getRoleCodeByUserId(user.getId());
        
        UserDetails userDetails = User.withUsername(user.getLoginName())
                .password(user.getPassword())
                //.authorities(roles.toArray(new String[roles.size()]))  //权限，和roles配一个就行，这里配置不会加前缀
                .roles(roles.toArray(new String[roles.size()])) //角色 配置角色时，会给资源自动加上ROLE_前缀
                .build();
        return userDetails;
    }

    @Override
    public void createUser(UserDetails user) {

    }

    @Override
    public void updateUser(UserDetails user) {

    }

    @Override
    public void deleteUser(String username) {

    }

    @Override
    public void changePassword(String oldPassword, String newPassword) {

    }

    @Override
    public boolean userExists(String username) {
        return false;
    }

    @Override
    public UserDetails updatePassword(UserDetails user, String newPassword) {
        return null;
    }
}

然后在配置类中加上相关配置：

@Configuration
public class BasicSecurityConfig {
...

/**
     * 密码编码器,会对请求传入的密码进行加密
     * @return
     */
    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        //return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Bean
    public UserDetailsService userDetailsService(){
        return new DBUserDetailsManager();
    }
    
    ...
}

需要加一个密码编码器，使用Spring Security提供的默认编码器就行，使用编码器后，注意数据库保存的密码应该是密文。直接将我们的UserDetailsService注入到Spring容器中即可生效。

二、Spring Security鉴权

2.1、鉴权架构

2.1.1、FilterSecurityInterceptor

Spring Security进行鉴权处理的入口。父类是AbstractSecurityInterceptor类

2.1.2、AccessDecisionManager

Spring Security鉴权的真正处理者

public interface AccessDecisionManager {
//鉴权方法 
/**
* authentication 当前用户的认证凭证信息，包括了用户信息，权限等
* object 一般是FilterInvocation，包含了当前请求的request和response
* configAttributes过滤规则，由配置类里的 HttpSecurity的authorizeRequests方法配置
*/
    void decide(Authentication authentication, Object object, Collection<ConfigAttribute> configAttributes) throws AccessDeniedException, InsufficientAuthenticationException;
    //是否允许AccessDecisionManager处理该过滤规则，true为允许
    boolean supports(ConfigAttribute attribute);
//是否允许AccessDecisionManager处理clazz类型，true为允许
    boolean supports(Class<?> clazz);
}

Spring Security的鉴权是基于投票机制的鉴权方式。

2.1.3、AccessDecisionVoter

投票器，AccessDecisionManager的投票处理是由AccessDecisionVoter投票器决定的，一个AccessDecisionManager里会包含一个AccessDecisionVoter集合，AccessDecisionManager会根据所有投票器的投票结果来决定请求是否有权访问，无权限会抛出一个 AccessDeniedException。

public interface AccessDecisionVoter<S> {
//同意
    int ACCESS_GRANTED = 1;
    //弃权
    int ACCESS_ABSTAIN = 0;
    //反对
    int ACCESS_DENIED = -1;

    boolean supports(ConfigAttribute attribute);

    boolean supports(Class<?> clazz);
    //投票方法
    int vote(Authentication authentication, S object, Collection<ConfigAttribute> attributes);
}

AccessDecisionManager有三个实现类

• AffirmativeBased：一票通过，只要有一票通过就算通过，默认是它。
• UnanimousBased：一票反对，只要有一票反对就不能通过。
• ConsensusBased：少数票服从多数票。

2.2、代码示例

2.2.1、默认鉴权

定义两个接口，分别由两种权限访问。在LoginController中新增

//admin权限
@RequestMapping("/adminRole")
    @ResponseBody
    public String adminRole(){
        return "success";
    }
//tourist权限
    @RequestMapping("/touristRole")
    @ResponseBody
    public String touristRole(){
        return "success";
    }

在BasicSecurityConfig配置类中新增这两个接口鉴权配置：

@Bean
    public SecurityFilterChain mySecurityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
    //和前文一样的配置省略了
        ...
        //设置访问权限，如果不设置，默认所有的url都可以匿名访问
        http.authorizeRequests(authorize ->{authorize
                // 放行所有OPTIONS请求
                .antMatchers(HttpMethod.OPTIONS).permitAll()
                .antMatchers("/myLoginPage").permitAll() //登录页面允许所有用户访问
                .antMatchers("/adminRole").hasRole("AdminManager")// /adminRole 只能AdminManager角色访问
                .antMatchers("/touristRole").hasAnyRole("AdminManager","ApproveUser")// /touristRole AdminManager和ApproveUser角色都能访问
                .anyRequest()   //对所有请求开启授权保护
                .authenticated(); //已认证的请求会被自动授权
        });
       ...
        return http.build(); // 返回构建的SecurityFilterChain实例
    }

通过给“/adminRole”和"/touristRole"接口配置权限过滤规则，用户访问接口时，就会在登录认证成功后，在SecurityContext上下文中设置凭证信息，其中就包括当前用户的权限，然后匹配配置的权限过滤规则，判断当前用户是否有该接口的权限。如果不配置权限过滤规则，则默认认证成功的用户都可以访问。

前文说过，在进行表单登录认证时，Spring Security是通过调用UserDetailsService的loadUserByUsername方法，得到当前登录用户的信息的，其中就包括权限信息。

 public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
        //根据userName去数据库查询用户信息, 伪代码
        UserDomain user = userService.queryUserByUserName(username);
        if(user == null){
            throw new UsernameNotFoundException(username);
        }
        //查询用户的角色，伪代码
        List<String> roles = roleService.getRoleCodeByUserId(user.getId());
        
        UserDetails userDetails = User.withUsername(user.getLoginName())
                .password(user.getPassword())
                //.authorities(roles.toArray(new String[roles.size()]))  //权限，和roles配一个就行，这里配置不会加前缀
                .roles(roles.toArray(new String[roles.size()])) //角色 配置角色时，会给资源自动加上ROLE_前缀
                .build();
        return userDetails;
    }

通过Spring Security的User类的roles和authorities方法，就可以设置当前登录用户的权限信息。这里需要注意的是，如果配置权限过滤规则时，使用的是role（角色）权限，loadUserByUsername方法也得设置role权限，反之亦然。权限名称相同即可。

2.2.2、请求未授权接口处理

Spring Security定义了AccessDeniedHandler接口，用来处理访问未授权接口的请求。只需实现AccessDeniedHandler接口，然后将自定义的类加入到配置里即可。

public class MyAccessDeniedHandler implements AccessDeniedHandler {
    @Override
    public void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException {
        Map<String,Object> result = new HashMap();
        result.put("code",-1);   // 没有权限
        result.put("message","没有权限");   //


        //  将结果对象转换成json字符串
        String json = JSON.toJSONString(result);

        //  返回json数据到前端
        //  响应头
        response.setContentType("application/json;charset=UTF-8");
        //  响应体
        response.getWriter().println(json);
        //返回页面
        //response.sendRedirect(request.getContextPath()+"/main");
    }
}

在BasicSecurityConfig配置类中加上该类

@Bean
    public SecurityFilterChain mySecurityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
       ...
        //异常处理
        http.exceptionHandling(exception -> exception
                .authenticationEntryPoint(new MyAuthenticationEntryPoint()) //请求未认证的处理
                .accessDeniedHandler(new MyAccessDeniedHandler())   //未授权处理
        );
        //关闭csrf防护,否则所有的POST的请求都需要携带CSRF令牌
        http.csrf(csrf -> csrf.disable());
        return http.build(); // 返回构建的SecurityFilterChain实例
    }

2.2.3、基于方法注解的方式鉴权

Spring Security提供了基于注解的方式，设置权限过滤规则的方法。具体使用如下：
使用@EnableMethodSecurity注解开启基于方法的授权，在自定义的BasicSecurityConfig配置类上加上即可

@Configuration
@EnableMethodSecurity
public class BasicSecurityConfig {
...
}

然后在Controller的方法上使用@PreAuthorize注解即可。首先在配置类里去掉"/adminRole"和"/touristRole"的权限过滤规则配置。然后在LoginController里给这两个接口加上@PreAuthorize注解：

@RequestMapping("/adminRole")
    @ResponseBody
    @PreAuthorize("hasAnyRole('AdminManager')")
    public String adminRole(){
        return "success";
    }

    @RequestMapping("/touristRole")
    @ResponseBody
    @PreAuthorize("hasAnyRole('AdminManager','ApproveUser')")
    public String touristRole(){
        return "success";
    }

@PreAuthorize里可以使用SpEL表达式，例如：hasRole(‘ADMIN’) and authentication.name == ‘User’ 这种。可以使用的规则如下：

具体可以参考Spring Security关于这一块的官网介绍：

https://springdoc.cn/spring-security/servlet/authorization/authorize-http-requests.html#authorization-expressions

相类似的注解还有@PostAuthorize、@PreFilter、@PostFilter等。具体的用法也可以去官网查找。

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_34609889/article/details/140379104

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