什么是单点登录(SSO)

男娘i 2022-01-13 13:19 253阅读 0赞

[2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> ][2019_Python_] ![hot3.png][]

## 前言 ##

> 只有光头才能变强。

> 文本已收录至我的GitHub仓库，欢迎Star：[https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y][https_github.com_ZhongFuCheng3y_3y]

在我实习之前我就已经在看单点登录的是什么了，但是实习的时候一直在忙其他的事，所以有几个网站就一直躺在我的收藏夹里边：

![收藏的一些网站][16aac3544ce88c36_w_1026_h_450_f_jpeg_s_116693]

在前阵子有个读者来我这投稿，是使用JWT实现单点登录的（但是文章中并没有介绍什么是单点登录），所以我觉得是时候来整理一下了。

*  [简单代码实现JWT(json web token)完成SSO单点登录][JWT_json web token_SSO]

## 一、什么是单点登录？ ##

单点登录的英文名叫做：Single Sign On（简称**SSO**）。

在**初学/以前**的时候，一般我们就**单系统**，所有的功能都在同一个系统上。

![所有的功能都在同一个系统上][16aac3544cd4a892_w_1096_h_538_f_jpeg_s_53100]

后来，我们为了**合理利用资源和降低耦合性**，于是把单系统**拆分**成多个子系统。

*  回顾：[分布式基础知识][Link 1]

![拆分成多个子系统][16aac3544d675a4b_w_1482_h_608_f_jpeg_s_76422]

比如阿里系的**淘宝和天猫**，很明显地我们可以知道这是两个系统，但是你在使用的时候，登录了天猫，淘宝也会自动登录。

![登录了天猫，淘宝也登录了][16abb63967305d5d_w_666_h_378_f_jpeg_s_45503]

简单来说，单点登录就是**在多个系统中，用户只需一次登录，各个系统即可感知该用户已经登录。**

## 二、回顾单系统登录 ##

在我初学JavaWeb的时候，登录和注册是我做得最多的一个功能了（初学Servlet的时候做过、学SpringMVC的时候做过、跟着做项目的时候做过…），反正我也数不清我做了多少次登录和注册的功能了...这里简单讲述一下我们初学时是怎么做登录功能的。

众所周知，HTTP是**无状态**的协议，这意味着**服务器无法确认用户的信息**。于是乎，W3C就提出了：给每一个用户都发一个通行证，无论谁访问的时候都需要携带通行证，这样服务器就可以从通行证上确认用户的信息。通行证就是**Cookie**。

如果说Cookie是检查用户身上的”通行证“来确认用户的身份，那么Session就是通过检查服务器上的”客户明细表“来确认用户的身份的。**Session相当于在服务器中建立了一份“客户明细表”**。

HTTP协议是无状态的，Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一个用户。于是乎：服务器向用户浏览器发送了一个名为JESSIONID的Cookie，它的值是Session的id值。**其实Session是依据Cookie来识别是否是同一个用户**。

所以，一般我们单系统实现登录会这样做：

*  **登录**：将用户信息保存在Session对象中
    
     *  如果在Session对象中能查到，说明已经登录
     *  如果在Session对象中查不到，说明没登录（或者已经退出了登录）
 *  **注销（退出登录）**：从Session中删除用户的信息
 *  **记住我（关闭掉浏览器后，重新打开浏览器还能保持登录状态）**：配合Cookie来用

我之前Demo的代码，可以参考一下：

/**
     * 用户登陆
     */
    @PostMapping(value = "/user/session", produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
    public Result login(String mobileNo, String password, String inputCaptcha, HttpSession session, HttpServletResponse response) {
    
        //判断验证码是否正确
        if (WebUtils.validateCaptcha(inputCaptcha, "captcha", session)) {
    
            //判断有没有该用户
            User user = userService.userLogin(mobileNo, password);
            if (user != null) {
                /*设置自动登陆，一个星期.  将token保存在数据库中*/
                String loginToken = WebUtils.md5(new Date().toString() + session.getId());
                user.setLoginToken(loginToken);
                User user1 = userService.userUpload(user);
    
                session.setAttribute("user", user1);
    
                CookieUtil.addCookie(response,"loginToken",loginToken,604800);
    
                return ResultUtil.success(user1);
    
            } else {
                return ResultUtil.error(ResultEnum.LOGIN_ERROR);
            }
        } else {
            return ResultUtil.error(ResultEnum.CAPTCHA_ERROR);
        }
    
    }
    
    /**
     * 用户退出
     */
    @DeleteMapping(value = "/session", produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
    public Result logout(HttpSession session,HttpServletRequest request,HttpServletResponse response ) {
    
        //删除session和cookie
        session.removeAttribute("user");
    
        CookieUtil.clearCookie(request, response, "loginToken");
    
        return ResultUtil.success();
    }
    /**
    * @author ozc
    * @version 1.0
    * <p>
    * 拦截器；实现自动登陆功能
    */
    public class UserInterceptor implements HandlerInterceptor {
    
    
    @Autowired
    private UserService userService;
    
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object o) throws Exception {
        User sessionUser = (User) request.getSession().getAttribute("user");
    
        // 已经登陆了，放行
        if (sessionUser != null) {
            return true;
        } else {
            //得到带过来cookie是否存在
            String loginToken = CookieUtil.findCookieByName(request, "loginToken");
            if (StringUtils.isNotBlank(loginToken)) {
                //到数据库查询有没有该Cookie
                User user = userService.findUserByLoginToken(loginToken);
                if (user != null) {
                    request.getSession().setAttribute("user", user);
                    return true;
                } else {
                    //没有该Cookie与之对应的用户(Cookie不匹配)
                    CookieUtil.clearCookie(request, response, "loginToken");
                    return false;
                }
            } else {
    
                //没有cookie、也没有登陆。是index请求获取用户信息，可以放行
                if (request.getRequestURI().contains("session")) {
                    return true;
                }
    
                //没有cookie凭证
                response.sendRedirect("/login.html");
                return false;
            }
        }
    }
    }

总结一下上面代码的思路：

*  用户登录时，验证用户的账户和密码
 *  生成一个Token保存在数据库中，将Token写到Cookie中
 *  将用户数据保存在Session中
 *  请求时都会带上Cookie，检查有没有登录，如果已经登录则放行

如果没看懂的同学，建议回顾Session和Cookie和HTTP：

*  [介绍会话技术、Cookie的API、详解、应用][Cookie_API]
 *  [Session介绍、API、生命周期、应用、与Cookie区别][Session_API_Cookie]
 *  [什么是HTTP][HTTP]

## 三、多系统登录的问题与解决 ##

### 3.1 Session不共享问题 ###

单系统登录功能主要是用Session保存用户信息来实现的，但我们清楚的是：多系统即可能有多个Tomcat，而Session是依赖当前系统的Tomcat，所以系统A的Session和系统B的Session是**不共享**的。

![系统A的Session和系统B的Session是不共享的][A_Session_B_Session]

解决系统之间Session不共享问题有一下几种方案：

*  Tomcat集群Session全局复制（集群内每个tomcat的session完全同步）【会影响集群的性能呢，不建议】
 *  根据请求的IP进行**Hash映射**到对应的机器上（这就相当于请求的IP一直会访问同一个服务器）【如果服务器宕机了，会丢失了一大部分Session的数据，不建议】
 *  把Session数据放在Redis中（使用Redis模拟Session）【**建议**】
    
     *  如果还不了解Redis的同学，建议移步（[Redis合集][Redis]）

我们可以将登录功能**单独抽取**出来，做成一个子系统。

![抽取出来成为子系统][16abb639676f4f1d_w_1456_h_606_f_jpeg_s_79562]

SSO（登录系统）的逻辑如下：

// 登录功能(SSO单独的服务)
    @Override
    public TaotaoResult login(String username, String password) throws Exception {
    	
    	//根据用户名查询用户信息
    	TbUserExample example = new TbUserExample();
    	Criteria criteria = example.createCriteria();
    	criteria.andUsernameEqualTo(username);
    	List<TbUser> list = userMapper.selectByExample(example);
    	if (null == list || list.isEmpty()) {
    		return TaotaoResult.build(400, "用户不存在");
    	}
    	//核对密码
    	TbUser user = list.get(0);
    	if (!DigestUtils.md5DigestAsHex(password.getBytes()).equals(user.getPassword())) {
    		return TaotaoResult.build(400, "密码错误");
    	}
    	//登录成功，把用户信息写入redis
    	//生成一个用户token
    	String token = UUID.randomUUID().toString();
    	jedisCluster.set(USER_TOKEN_KEY + ":" + token, JsonUtils.objectToJson(user));
    	//设置session过期时间
    	jedisCluster.expire(USER_TOKEN_KEY + ":" + token, SESSION_EXPIRE_TIME);
    	return TaotaoResult.ok(token);
    }

其他子系统登录时，**请求SSO（登录系统）进行登录，将返回的token写到Cookie中**，下次访问时则把Cookie带上：

public TaotaoResult login(String username, String password, 
    		HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    	//请求参数
    	Map<String, String> param = new HashMap<>();
    	param.put("username", username);
    	param.put("password", password);
    	//登录处理
    	String stringResult = HttpClientUtil.doPost(REGISTER_USER_URL + USER_LOGIN_URL, param);
    	TaotaoResult result = TaotaoResult.format(stringResult);
    	//登录出错
    	if (result.getStatus() != 200) {
    		return result;
    	}
    	//登录成功后把取token信息，并写入cookie
    	String token = (String) result.getData();
    	//写入cookie
    	CookieUtils.setCookie(request, response, "TT_TOKEN", token);
    	//返回成功
    	return result;
    	
    }

总结：

*  SSO系统生成一个token，并将用户信息存到Redis中，并设置过期时间
 *  其他系统请求SSO系统进行登录，得到SSO返回的token，写到Cookie中
 *  每次请求时，Cookie都会带上，拦截器得到token，判断是否已经登录

到这里，其实我们会发现其实就两个变化：

*  将登陆功能抽取为一个系统（SSO），其他系统请求SSO进行登录
 *  本来将用户信息存到Session，现在将用户信息存到Redis

### 3.2 Cookie跨域的问题 ###

上面我们解决了Session不能共享的问题，但其实还有另一个问题。**Cookie是不能跨域的**

比如说，我们请求`<https://www.google.com/>`时，浏览器会自动把`google.com`的Cookie带过去给`google`的服务器，而不会把`<https://www.baidu.com/>`的Cookie带过去给`google`的服务器。

这就意味着，**由于域名不同**，用户向系统A登录后，系统A返回给浏览器的Cookie，用户再请求系统B的时候不会将系统A的Cookie带过去。

针对Cookie存在跨域问题，有几种解决方案：

1.  服务端将Cookie写到客户端后，客户端对Cookie进行解析，将Token解析出来，此后请求都把这个Token带上就行了
2.  多个域名共享Cookie，在写到客户端的时候设置Cookie的domain。
3.  将Token保存在SessionStroage中（不依赖Cookie就没有跨域的问题了）

到这里，我们已经可以实现单点登录了。

### 3.3 CAS原理 ###

说到单点登录，就肯定会见到这个名词：CAS （Central Authentication Service），下面说说CAS是怎么搞的。

**如果已经将登录单独抽取成系统出来**，我们还能这样玩。现在我们有两个系统，分别是`www.java3y.com`和`www.java4y.com`，一个SSO`www.sso.com`

![现在我们有三个系统][16abb639678ec21c_w_1017_h_510_f_jpeg_s_59094]

首先，用户想要访问系统A`www.java3y.com`受限的资源(比如说购物车功能，购物车功能需要登录后才能访问)，系统A`www.java3y.com`发现用户并没有登录，于是**重定向到sso认证中心，并将自己的地址作为参数**。请求的地址如下：

*  `www.sso.com?service=www.java3y.com`

sso认证中心发现用户未登录，将用户引导至登录页面，用户进行输入用户名和密码进行登录，用户与认证中心建立**全局会话（生成一份Token，写到Cookie中，保存在浏览器上）**

![4步过程][4]

随后，认证中心**重定向回系统A**，并把Token携带过去给系统A，重定向的地址如下：

*  `www.java3y.com?token=xxxxxxx`

接着，系统A去sso认证中心验证这个Token是否正确，如果正确，则系统A和用户建立局部会话（**创建Session**）。到此，系统A和用户已经是登录状态了。

![第五步和第六步][16abb6396e70f83b_w_1194_h_538_f_jpeg_s_98397]

此时，用户想要访问系统B`www.java4y.com`受限的资源(比如说订单功能，订单功能需要登录后才能访问)，系统B`www.java4y.com`发现用户并没有登录，于是**重定向到sso认证中心，并将自己的地址作为参数**。请求的地址如下：

*  `www.sso.com?service=www.java4y.com`

注意，因为之前用户与认证中心`www.sso.com`已经建立了全局会话（当时已经把Cookie保存到浏览器上了），所以这次系统B**重定向**到认证中心`www.sso.com`是可以带上Cookie的。

认证中心**根据带过来的Cookie**发现已经与用户建立了全局会话了，认证中心**重定向回系统B**，并把Token携带过去给系统B，重定向的地址如下：

*  `www.java4y.com?token=xxxxxxx`

接着，系统B去sso认证中心验证这个Token是否正确，如果正确，则系统B和用户建立局部会话（**创建Session**）。到此，系统B和用户已经是登录状态了。

![系统B的流程图][B]

看到这里，其实SSO认证中心就类似一个**中转站**。

参考资料：

*  [https://www.cnblogs.com/EzrealLiu/p/5559255.html][https_www.cnblogs.com_EzrealLiu_p_5559255.html]
 *  [http://www.cnblogs.com/ywlaker/p/6113927.html][http_www.cnblogs.com_ywlaker_p_6113927.html]
 *  [https://blog.csdn.net/javaloveiphone/article/details/52439613][https_blog.csdn.net_javaloveiphone_article_details_52439613]

## 最后 ##

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[2019_Python_]: https://my.oschina.net/u/2663968/blog/3061697
[hot3.png]: /images/20220113/d054b431fae74d7bb4e9bf5e3faa100a.png
[https_github.com_ZhongFuCheng3y_3y]: https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y
[16aac3544ce88c36_w_1026_h_450_f_jpeg_s_116693]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/12/16aac3544ce88c36?w=1026&h=450&f=jpeg&s=116693
[JWT_json web token_SSO]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4Njg5MDA5NA==&mid=2247485189&idx=1&sn=44e9558f3a03f9c5e1ec539e1a10dbe2&chksm=ebd74604dca0cf126c64586b448ee8c7bccd51545d7a27d06b21bc75a2e390f961d7cafac375&token=1875959808&lang=zh_CN#rd
[16aac3544cd4a892_w_1096_h_538_f_jpeg_s_53100]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/12/16aac3544cd4a892?w=1096&h=538&f=jpeg&s=53100
[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s/mwn2X0G9UgUDz1sgGgL1mA
[16aac3544d675a4b_w_1482_h_608_f_jpeg_s_76422]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/12/16aac3544d675a4b?w=1482&h=608&f=jpeg&s=76422
[16abb63967305d5d_w_666_h_378_f_jpeg_s_45503]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb63967305d5d?w=666&h=378&f=jpeg&s=45503
[Cookie_API]: https://mp.weixin.qq.com/s/JW7mxXEqrV1rZ_pQOteXGQ
[Session_API_Cookie]: https://mp.weixin.qq.com/s/kjiAznd2MKD0Y-shXtzVQg
[HTTP]: https://mp.weixin.qq.com/s/8cNJy7fbI0CVbTCyrYoDeQ
[A_Session_B_Session]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb63966d02418?w=1548&h=540&f=jpeg&s=71271
[Redis]: https://mp.weixin.qq.com/s/3Fmv7h5p2QDtLxc9n1dp5A
[16abb639676f4f1d_w_1456_h_606_f_jpeg_s_79562]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb639676f4f1d?w=1456&h=606&f=jpeg&s=79562
[16abb639678ec21c_w_1017_h_510_f_jpeg_s_59094]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb639678ec21c?w=1017&h=510&f=jpeg&s=59094
[4]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb6396dba1c48?w=963&h=559&f=jpeg&s=75841
[16abb6396e70f83b_w_1194_h_538_f_jpeg_s_98397]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb6396e70f83b?w=1194&h=538&f=jpeg&s=98397
[B]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/15/16abb63a1ccb78a1?w=1182&h=611&f=jpeg&s=108355
[https_www.cnblogs.com_EzrealLiu_p_5559255.html]: https://www.cnblogs.com/EzrealLiu/p/5559255.html
[http_www.cnblogs.com_ywlaker_p_6113927.html]: http://www.cnblogs.com/ywlaker/p/6113927.html
[https_blog.csdn.net_javaloveiphone_article_details_52439613]: https://blog.csdn.net/javaloveiphone/article/details/52439613
[16aac3544d57485d_w_258_h_258_f_jpeg_s_19384]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2019/5/12/16aac3544d57485d?w=258&h=258&f=jpeg&s=19384