【业务功能篇58】Springboot + Spring Security 权限管理【中篇】

╰半橙微兮° 2024-03-22 22:20 103阅读 0赞

#### 4.2.3 认证 ####

##### 4.2.3.1 什么是认证（Authentication） #####

*  **通俗地讲就是**验证当前用户的身份，证明“你是你自己”（比如：你每天上下班打卡，都需要通过指纹打卡，当你的指纹和系统里录入的指纹相匹配时，就打卡成功）
 *  **互联网中的认证**
    
     *  **用户名密码登录**
     *  **邮箱发送登录链接**
     *  **手机号接收验证码**
     *  **只要你能收到邮箱/验证码，就默认你是账号的主人**

##### 4.2.3.2 两种认证方式 #####

###### 1) 基于Session的认证方式 ######

**session 认证流程：**

![image.png][]

1.  **用户第一次请求服务器的时候，服务器根据用户提交的相关信息，创建对应的 Session**
2.  **请求返回时将此 Session 的唯一标识 SessionID 返回给浏览器**
3.  **浏览器接收到服务器返回的 SessionID 后，会将此信息存入到 Cookie 中，同时 Cookie 记录此 SessionID 属于哪个域名**
4.  **当用户第二次访问服务器的时候，请求会自动把此域名下的 Cookie 信息也发送给服务端，服务端会从 Cookie 中获取 SessionID，再根据 SessionID 查找对应的 Session 信息，如果没有找到说明用户没有登录或者登录失效，如果找到 Session 证明用户已经登录可执行后面操作。**

> 根据以上流程可知，**SessionID 是连接 Cookie 和 Session 的一道桥梁**，大部分系统也是根据此原理来验证用户登录状态。

**session 认证存在的问题**

*  **在分布式的环境下，基于session的认证会出现一个问题，每个应用服务都需要在session中存储用户身份信息，通过负载均衡将本地的请求分配到另一个应用服务需要将session信息带过去，否则会重新认证。我们可以使用Session共享、Session黏贴等方案。**

###### 2) 基于Token的认证方式 ######

**什么是Token? (令牌)**

*  **访问资源接口（API）时所需要的资源凭证**
 *  **简单 token 的组成：** uid(用户唯一的身份标识)、time(当前时间的时间戳)、sign（签名，token 的前几位以哈希算法压缩成的一定长度的十六进制字符串）

**服务器对 Token 的存储方式：**

1.  **存到数据库中，每次客户端请求的时候取出来验证（服务端有状态）**
2.  **存到 redis 中，设置过期时间，每次客户端请求的时候取出来验证（服务端有状态）**
3.  **不存，每次客户端请求的时候根据之前的生成方法再生成一次来验证（JWT，服务端无状态）**

**Token特点：**

*  **服务端无状态化、可扩展性好**
 *  **支持移动端设备**
 *  **安全**
 *  **支持跨程序调用**

**token 的身份验证流程：**

![image.png][image.png 1]

1.  **客户端使用用户名跟密码请求登录**
2.  **服务端收到请求，去验证用户名与密码**
3.  **验证成功后，服务端会签发一个 token 并把这个 token 发送给客户端**
4.  **客户端收到 token 以后，会把它存储起来，比如放在 cookie 里或者 localStorage 里**
5.  **客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 token**
6.  **服务端收到请求，然后去验证客户端请求里面带着的 token ，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据**

**每一次请求都需要携带 token，需要把 token 放到 HTTP 的 Header 里**

> **注意:**
> 
> **登录时 token 不宜保存在 localStorage，被 XSS 攻击时容易泄露。所以比较好的方式是把 token 写在 cookie 里。为了保证 xss 攻击时 cookie 不被获取，还要设置 cookie 的 http-only。这样，我们就能确保 js 读取不到 cookie 的信息了。再加上 https，能让我们的请求更安全一些。**

**token认证方式的优缺点**

*  **优点:** 基于token的认证方式，服务端不用存储认证数据，易维护扩展性强， 客户端可以把token 存在任意地方，并且可以实现web和app统一认证机制。
 *  **缺点:** token由于自包含信息，因此一般数据量较大，而且每次请求都需要传递，因此比较占带宽。另外，token的签名验签操作也会给cpu带来额外的处理负担。

###### 3) Token 和 Session 的区别 ######

*  **Session 是一种记录服务器和客户端会话状态的机制，使服务端有状态化，可以记录会话信息。而 Token 是令牌，访问资源接口（API）时所需要的资源凭证。Token 使服务端无状态化，不会存储会话信息。**
 *  Session 和 Token 并不矛盾，作为身份认证 Token 安全性比 Session 好，因为每一个请求都有签名还能防止监听以及重复攻击，而 Session 就必须依赖链路层来保障通讯安全了。**如果你需要实现有状态的会话，仍然可以增加 Session 来在服务器端保存一些状态。**

> **如果你的用户数据可能需要和第三方共享，或者允许第三方调用 API 接口，用 Token 。如果永远只是自己的网站，自己的 App，用什么就无所谓了。**

##### 4.2.3.3 JWT (JSON Web Token) #####

###### (1) JWT简介 ######

**什么是JWT**

*  **JWT是一种基于 Token 的\*\*\*\*认证授权机制**.
 *  **JWT （JSON Web Token） 是目前最流行的跨域认证解决方案，是一种基于 Token 的认证授权机制。从 JWT 的全称可以看出，JWT 本身也是 Token，一种规范化之后的 JSON 结构的 Token。**

**JWT有什么用**

*  **JWT最常见的场景就是授权认证,用户登录之后,后续的每个请求都将包含JWT, 系统在每次处理用户请求之前,都要先进行JWT的安全校验,通过校验之后才能进行接下来的操作.**

**JWT认证方式**

*  **JWT通过数字签名的方式,以JSON对象为载体,在用户和服务器之间传递安全可靠的信息.**

![image.png][image.png 2]

1.  首先，前端通过Web表单将自己的用户名和密码发送到后端的接口。这一过程一般是一个HTTP POST请求。建议的方式是通过SSL加密的传输（https协议），从而避免敏感信息被嗅探。
2.  后端核对用户名和密码成功后，将用户的id等其他信息作为JWT Payload（负载），将其与头部分别进行Base64编码拼接后签名，形成一个JWT(Token)。形成的JWT就是一个形同lll.zzz.xxx的字符串。 token head.payload.singurater
3.  后端将JWT字符串作为登录成功的返回结果返回给前端。前端可以将返回的结果保存在localStorage或sessionStorage上，退出登录时前端删除保存的JWT即可。
4.  前端在每次请求时将JWT放入HTTP Header中的Authorization位。(解决XSS和XSRF问题) HEADER
5.  后端检查是否存在，如存在验证JWT的有效性。例如，检查签名是否正确；检查Token是否过期；检查Token的接收方是否是自己（可选）。
6.  验证通过后后端使用JWT中包含的用户信息进行其他逻辑操作，返回相应结果。

###### (2) JWT的组成部分 ######

**头部（Header）**

*  **描述 JWT 的元数据**，定义了生成签名的算法以及 Token 的类型。

{"typ":"JWT","alg":"HS256"}
     
     //typ（Type）：令牌类型，也就是 JWT。
     //alg（Algorithm） ：签名算法，比如 HS256。

> **JWT签名算法中，一般有两个选择，一个采用HS256,另外一个就是采用RS256**

**进行BASE64编码**[https://base64.us/][https_base64.us]，编码后的字符串如下：`eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9`

![image.png][image.png 3]

**载荷（payload）**

**载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品，这些有效信息包含三个部分**

{"sub":"1234567890","name":"John Doe","admin":true}

将上面的JSON数据进行base64编码，得到Jwt第二部分: `eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9`

![image.png][image.png 4]

**字段说明,下面的字段都是由 JWT的标准所定义的**

iss: jwt签发者
     sub: jwt所面向的用户
     aud: 接收jwt的一方
     exp: jwt的过期时间，这个过期时间必须要大于签发时间
     nbf: 定义在什么时间之前，该jwt都是不可用的.
     iat: jwt的签发时间
     jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token。

**签名（signature）**

**服务器通过 Payload、Header 和一个密钥(Secret) 使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256）生成。**

> **Signature 部分是对前两部分的签名，作用是防止 Token（主要是 payload） 被篡改。**
> 
> **这个签名的生成需要用到：**
> 
>  *  **Header + Payload。**
>  *  **存放在服务端的密钥(一定不要泄露出去)。**
>  *  **签名算法。**

**例如，如果要使用HMAC SHA256算法，则将通过以下方式创建签名：**

String encodeString = base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload);
     String secret = HMACSHA256(encodeString,secret);

**签名用于验证消息在此过程中没有更改，并且对于使用私钥进行签名的令牌，它还可以验证JWT的发送者是它所说的真实身份。**

**注意**：secret是保存在服务器端的，jwt的签发生成也是在服务器端的，secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证，所以，它就是你服务端的私钥，在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。

###### (3) 签名的目的 ######

**最后一步签名的过程，实际上是对头部以及载荷内容进行签名。**

![image.png][image.png 5]

> **一般而言，加密算法对于不同的输入产生的输出总是不一样的。对于两个不同的输入，产生同样的输出的概率极其地小（有可能比我成世界首富的概率还小）。所以，我们就把“不一样的输入产生不一样的输出”当做必然事件来看待吧。**
> 
> **所以，如果有人对头部以及载荷的内容解码之后进行修改，再进行编码的话，那么新的头部和载荷的签名和之前的签名就将是不一样的。而且，如果不知道服务器加密的时候用的密钥的话，得出来的签名也一定会是不一样的。**

**服务器应用在接受到JWT后，会首先对头部和载荷的内容用同一算法再次签名。那么服务器应用是怎么知道我们用的是哪一种算法呢？别忘了，我们在JWT的头部中已经用** `alg`字段指明了我们的加密算法了。

**如果服务器应用对头部和载荷再次以同样方法签名之后发现，自己计算出来的签名和接受到的签名不一样，那么就说明这个Token的内容被别人动过的，我们应该拒绝这个Token，返回一个HTTP 401 Unauthorized响应。**

![image.png][image.png 6]

###### (4) JWT与Token的区别 ######

**Token 和 JWT (JSON Web Token) 都是用来在客户端和服务器之间传递身份验证信息的一种方式。但是它们之间有一些区别。**

*  **Token 是一个通用术词，可以指代任何用来表示身份的字符串。它可以是任何形式的字符串，并不一定是 JWT。**
 *  **JWT 是一种特殊的 Token，它是一个 JSON 对象，被编码成字符串并使用秘密密钥进行签名。JWT 可以用来在身份提供者和服务提供者之间安全地传递身份信息，因为它可以被加密，并且只有拥有秘密密钥的方能解密。**

**总的来说，JWT 是一种特殊的 Token，它具有更强的安全性和可靠性。**

###### (5) JWT的优势 ######

*  **简洁(Compact): 可以通过URL，POST参数或者在HTTP header发送，因为数据量小，传输速度也很快**
 *  **自包含(Self-contained)：负载中包含了所有用户所需要的信息，避免了多次查询数据库**
 *  **因为Token是以JSON加密的形式保存在客户端的，所以JWT是跨语言的，原则上任何web形式都支持。**
 *  **不需要在服务端保存会话信息，特别适用于分布式微服务。**

##### 4.2.3.4 JJWT签发与验证token #####

**使用jjwt实现jwt的签发和解析获取payload中的数据.**

**JJWT是一个提供端到端的JWT创建和验证的Java库。永远免费和开源(Apache License，版本2.0)。**

**官方文档：**[https://github.com/jwtk/jjwt][https_github.com_jwtk_jjwt]

###### (1) 引入依赖 ######

<dependency>
         <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
         <artifactId>jjwt</artifactId>
         <version>0.9.1</version>
     </dependency>

###### (2) 创建 Token ######

@SpringBootTest
     class SpringsecurityExampleApplicationTests {
     
         @Test
         void contextLoads() {
         }
     
         @Test
         public void testJJWT(){
     
             JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                     .setId("9527")  //设置唯一ID
                     .setSubject("hejiayun_community")   //设置主体
                     .setIssuedAt(new Date())    //设置签约时间
                     .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "mashibing");//设置签名 使用HS256算法,并设置SecretKey
     
             //压缩成String形式,签名的JWT称为JWS
             String jws = builder.compact();
             System.out.println(jws);
             
             /**
              * eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
              * eyJqdGkiOiI5NTI3Iiwic3ViIjoiaGVqaWF5dW5fY29tbXVuaXR5IiwiaWF0IjoxNjgxMTM1ODY2fQ.
              * ybkDJLVj1Fsi8m3agyxtyd0wxv7lHDqCWNOLN-eOxC8
              */
         }
     
     }

**运行打印结果：**

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
     eyJqdGkiOiI5NTI3Iiwic3ViIjoiaGVqaWF5dW5fY29tbXVuaXR5IiwiaWF0IjoxNjgxMTM1ODY2fQ.
     ybkDJLVj1Fsi8m3agyxtyd0wxv7lHDqCWNOLN-eOxC

###### (3) 解析Token ######

**我们刚才已经创建了token ，在web应用中这个操作是由服务端进行然后发给客户端，客户端在下次向服务端发送请求时需要携带这个token（这就好像是拿着一张门票一样），那服务端接到这个token 应该解析出token中的信息（例如用户id）,根据这些信息查询数据库返回相应的结果。**

**解析JJWS的方法如下：**

1.  **使用该** `Jwts.parser()`方法创建 `JwtParserBuilder`实例。
2.  `setSigningKey()` 与builder中签名方法signWith()对应，parser中的此方法拥有与signWith()方法相同的三种参数形式，用于设置JWT的签名key，用户后面对JWT进行解析。
3.  **最后，**`parseClaimsJws(String)`用您的jws调用该方法，生成原始的JWS。
4.  **如果解析或签名验证失败，则整个调用将包装在try / catch块中。**

@Test
     public void parserJWT(){
     
         String JWS = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9." +
             "eyJqdGkiOiI5NTI3Iiwic3ViIjoiaGVqaWF5dW5fY29tbXVuaXR5IiwiaWF0IjoxNjgxMTM1ODY2fQ." +
             "ybkDJLVj1Fsi8m3agyxtyd0wxv7lHDqCWNOLN-eOxC8";
     
         //claims = 载荷 (payload)
     
         try {
             Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("mashibing")
                 .parseClaimsJws(JWS)
                 .getBody();
             System.out.println(claims);
         } catch (Exception e) {
             System.out.println("Token验证失败! !");
             e.printStackTrace();
         }
     }

**运行打印结果：**

{jti=9527, sub=hejiayun_community, iat=1681135866}
     iat: jwt的签发时间
     jti: jwt的唯一身份标识，主要用来作为一次性token。
     sub: jwt所面向的用户

###### (4) 设置过期时间 ######

**有很多时候，我们并不希望签发的token是永久生效的，所以我们可以为token添加一个过期时间。**

*  **创建token 并设置过期时间**

@Test
         public void testJJWT2(){
     
             long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
             Date expTime = new Date(currentTimeMillis);
     
             JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                     .setId("9527")  //设置唯一ID
                     .setSubject("hejiayun_community")   //设置主体
                     .setIssuedAt(new Date())    //设置签约时间
                     .setExpiration(expTime)     //设置过期时间
                     .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "mashibing");//设置签名 使用HS256算法,并设置SecretKey
     
             //压缩成String形式,签名的JWT称为JWS
             String jws = builder.compact();
             System.out.println(jws);
     
             /**
              * eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
              * eyJqdGkiOiI5NTI3Iiwic3ViIjoiaGVqaWF5dW5fY29tbXVuaXR5IiwiaWF0IjoxNjgxMTM3MjI0LCJleHAiOjE2ODExMzcyMjR9.
              * evc01MRxLjpbksbMLdVPM9sJGYGhpC3UYOfm4-0sMGE  
              */
         }

*  **解析TOKEN**

打印效果： 异常信息: JWT签名与本地计算的签名不匹配。JWT有效性不能断言，也不应该被信任
     
     Token验证失败! !
     io.jsonwebtoken.MalformedJwtException: JWT strings must contain exactly 2 period characters. Found:

###### (5) 自定义claims ######

**我们刚才的例子只是存储了id和subject两个信息，如果你想存储更多的信息（例如角色）可以定义自定义claims。**

**创建测试类，并设置测试方法：**

@Test
         public void testJJWT3(){
     
             long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis()+100000000L;
             Date expTime = new Date(currentTimeMillis);
     
             JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                     .setId("9527")  //设置唯一ID
                     .setSubject("hejiayun_community")   //设置主体
                     .setIssuedAt(new Date())    //设置签约时间
                     .setExpiration(expTime)     //设置过期时间
                     .claim("roles","admin")       //设置角色
                     .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "mashibing");//设置签名 使用HS256算法,并设置SecretKey
     
             //压缩成String形式,签名的JWT称为JWS
             String jws = builder.compact();
             System.out.println(jws);
     
             /**
              * eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.
              * eyJqdGkiOiI5NTI3Iiwic3ViIjoiaGVqaWF5dW5fY29tbXVuaXR5IiwiaWF0IjoxNjgxMTM3MjI0LCJleHAiOjE2ODExMzcyMjR9.
              * evc01MRxLjpbksbMLdVPM9sJGYGhpC3UYOfm4-0sMGE
              */
         }

**解析TOKEN,打印结果**

{jti=9527, sub=hejiayun_community, iat=1681137464, exp=1681237464, roles=admin}

##### 4.2.3.5 入门案例认证流程分析 #####

###### (1) 入门案例认证流程图 ######

![image.png][image.png 7]

![image.png][image.png 8]

**1) AbstractAuthenticationProcessingFilter**

*  `AbstractAuthenticationProcessingFilter`的职责也就非常明确: 处理所有HTTP Request和Response对象，并将其封装成AuthenticationMananger可以处理的Authentication。
 *  它的实现类 **UsernamePasswordAuthenticationFilter** 表示当前访问系统的用户，封装了用户相关信息。

**2) AuthenticationManager**

*  `AuthenticationManager` 定义了认证Authentication的方法 , 用来尝试对传入的Authentication对象进行认证。用于处理身份验证的核心逻辑；
    
    ![image.png][image.png 9]

**ProviderManager**

*  `ProviderManager`是Authentication的一个实现，并将具体的认证操作委托给一系列的**AuthenticationProvider**来完成，从而可以实现支持多种认证方式。

**3) AbstractUserDetailsAuthenticationProvider**

*  **ProviderManager 本身并不直接处理身份认证请求，它会委托给内部配置的Authentication Provider列表providers。该列表会进行循环遍历，依次对比匹配以查看它是否可以执行身份验证**
    
    ![image.png][image.png 10]
 *  **providers集合的泛型是AuthenticationProvider接口，AuthenticationProvider接口有多个实现子类**
    
    ![image.png][image.png 11]

**4) DaoAuthenticationProvider**

*  **AuthenticationProvider接口的一个直接子类是AbstractUserDetailsAuthenticationProvider，该类又有一个直接子类DaoAuthenticationProvider.**
 *  **Spring Security中默认就是使用Dao Authentication Provider来实现基于数据库模型认证授权工作的！**

**5) UserDetailsService**

*  **DaoAuthenticationProvider 在进行认证的时候，需要调用 UserDetailsService 对象的loadUserByUsername() 方法来获取用户信息 UserDetails，其中包括用户名、密码和所拥有的权限等。**
    
     *  **如果我们需要改变认证方式，可以实现自己的 AuthenticationProvider；**
     *  **如果需要改变认证的用户信息来源，我们可以实现 UserDetailsService。**

**6) InMemoryUserDetailsManager**

*  **它是UserDetailsService接口的实现类, 在内存中维护用户信息。使用方便，但是数据只保存在内存中，重启后数据丢失.**

###### (2) 认证流程中对象之间的关系 ######

![image.png][image.png 12]

**虽然 Spring Security 看似很复杂，但是其核心思想和以前那种简单的认证流程依然是一样的。只不过，Spring Security 将其中的关键部分抽象了处理，又提供了相应的扩展接口。**

**我们在使用时，便可以实现自己的 UserDetailsService 和 UserDetails 来获取保存用户信息，实现自己的 Authentication 来保存特定的用户认证信息， 实现自己的 AuthenticationProvider 使用自己的 UserDetailsService 和 Authentication 来对用户认证信息进行效验。**

##### 4.2.3.6 重构入门案例-准备工作 #####

###### (1) 需求分析 ######

登录操作

*  **自定义登录接口**
    
     *  调用ProviderManager的方法进行认证 如果认证通过生成jwt
     *  把用户信息存入redis中
 *  **自定义UserDetailsService**
    
     *  在这个实现类中去查询数据库

###### (2) 添加依赖 ######

<dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba</groupId>
                <artifactId>fastjson</artifactId>
                <version>1.2.74</version>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
                <artifactId>jjwt</artifactId>
                <version>0.9.1</version>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>com.baomidou</groupId>
                <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
                <version>3.4.1</version>
            </dependency>
    
            
            <dependency>
                <groupId>mysql</groupId>
                <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
                <version>8.0.32</version>
            </dependency>
    
            <dependency>
                <groupId>javax.xml.bind</groupId>
                <artifactId>jaxb-api</artifactId>
                <version>2.3.0</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
                <artifactId>jaxb-impl</artifactId>
                <version>2.3.0</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
                <artifactId>jaxb-core</artifactId>
                <version>2.3.0</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>javax.activation</groupId>
                <artifactId>activation</artifactId>
                <version>1.1.1</version>
            </dependency>

###### (3 )SpringBoot Redis缓存序列化处理 ######

**Spring Data Redis为我们封装了Redis客户端的各种操作，简化使用。**

*  **当Redis当做数据库或者消息队列来操作时，我们一般使用RedisTemplate来操作**
 *  **当Redis作为缓存使用时，我们可以将它作为Spring Cache的实现，直接通过注解使用**

**SpringBoot RedisTemplate的序列化问题**

*  SpringBoot RedisTemplate用来操作Key-Value为对象类型,默认采用JDK序列化类型,JDK序列化性能差,而且存储到Redis服务端是**二进制不便查询**,JDK序列化要求实体实现 `Serializable` 接口.

**① 添加序列化工具类,让Redis使用FastJson序列化,提高序列化效率, 将存储在Redis中的value值,序列化为JSON格式便于查看**

/**
      * Redis使用FastJson进行序列化
      * @date 2023/4/10
      **/
     public class FastJsonJsonRedisSerializer<T> implements RedisSerializer<T> {
     
         @SuppressWarnings("unused")
         private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
     
         public static final Charset DEFAULT_CHARSET = Charset.forName("UTF-8");
     
         private Class<T> clazz;
     
         static
         {
             ParserConfig.getGlobalInstance().setAutoTypeSupport(true);
         }
     
         public FastJsonJsonRedisSerializer(Class<T> clazz)
         {
             super();
             this.clazz = clazz;
         }
     
         @Override
         public byte[] serialize(T t) throws SerializationException
         {
             if (t == null)
             {
                 return new byte[0];
             }
             return JSON.toJSONString(t, SerializerFeature.WriteClassName).getBytes(DEFAULT_CHARSET);
         }
     
         @Override
         public T deserialize(byte[] bytes) throws SerializationException
         {
             if (bytes == null || bytes.length <= 0)
             {
                 return null;
             }
             String str = new String(bytes, DEFAULT_CHARSET);
     
             return JSON.parseObject(str, clazz);
         }
     
         public void setObjectMapper(ObjectMapper objectMapper)
         {
             Assert.notNull(objectMapper, "'objectMapper' must not be null");
             this.objectMapper = objectMapper;
         }
     
         protected JavaType getJavaType(Class<?> clazz)
         {
             return TypeFactory.defaultInstance().constructType(clazz);
         }
     }

**② 添加Redis配置类**

@Configuration
     public class RedisConfig {
     
         @Bean
         @SuppressWarnings(value = { "unchecked", "rawtypes" })
         public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory)
         {
             RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<>();
     
             //配置连接工厂
             template.setConnectionFactory(connectionFactory);
     
             //使用FastJson2JsonRedisSerializer 来序列化和反序列化redis的value值
             FastJsonJsonRedisSerializer serializer = new FastJsonJsonRedisSerializer(Object.class);
     
             ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
     
             //指定要序列化的域: field,get和set,以及修饰符范围,ANY表示包括private和public
             mapper.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
     
             //指定序列化输入的类型,类必须是非final修饰的, final修饰的类会报异常.
             mapper.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
             serializer.setObjectMapper(mapper);
     
             //redis中存储的value值,采用json序列化
             template.setValueSerializer(serializer);
     
             //redis中的key值,使用StringRedisSerializer来序列化和反序列化
             template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
     
             //初始化RedisTemplate的一些参数设置
             template.afterPropertiesSet();
     
             return template;
         }
     }

###### (4) 导入工具类 ######

*  **Redis工具类**

/**
      * spring redis 工具类
      */
     @SuppressWarnings(value = { "unchecked", "rawtypes" })
     @Component
     public class RedisCache
     {
         @Autowired
         public RedisTemplate redisTemplate;
     
         /**
          * 缓存基本的对象，Integer、String、实体类等
          *
          * @param key 缓存的键值
          * @param value 缓存的值
          */
         public <T> void setCacheObject(final String key, final T value)
         {
             redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
         }
     
         /**
          * 缓存基本的对象，Integer、String、实体类等
          *
          * @param key 缓存的键值
          * @param value 缓存的值
          * @param timeout 时间
          * @param timeUnit 时间颗粒度
          */
         public <T> void setCacheObject(final String key, final T value, final Integer timeout, final TimeUnit timeUnit)
         {
             redisTemplate.opsForValue().set(key, value, timeout, timeUnit);
         }
     
         /**
          * 设置有效时间
          *
          * @param key Redis键
          * @param timeout 超时时间
          * @return true=设置成功；false=设置失败
          */
         public boolean expire(final String key, final long timeout)
         {
             return expire(key, timeout, TimeUnit.SECONDS);
         }
     
         /**
          * 设置有效时间
          *
          * @param key Redis键
          * @param timeout 超时时间
          * @param unit 时间单位
          * @return true=设置成功；false=设置失败
          */
         public boolean expire(final String key, final long timeout, final TimeUnit unit)
         {
             return redisTemplate.expire(key, timeout, unit);
         }
     
         /**
          * 获得缓存的基本对象。
          *
          * @param key 缓存键值
          * @return 缓存键值对应的数据
          */
         public <T> T getCacheObject(final String key)
         {
             ValueOperations<String, T> operation = redisTemplate.opsForValue();
             return operation.get(key);
         }
     
         /**
          * 删除单个对象
          *
          * @param key
          */
         public boolean deleteObject(final String key)
         {
             return redisTemplate.delete(key);
         }
     
         /**
          * 删除集合对象
          *
          * @param collection 多个对象
          * @return
          */
         public long deleteObject(final Collection collection)
         {
             return redisTemplate.delete(collection);
         }
     
         /**
          * 缓存List数据
          *
          * @param key 缓存的键值
          * @param dataList 待缓存的List数据
          * @return 缓存的对象
          */
         public <T> long setCacheList(final String key, final List<T> dataList)
         {
             Long count = redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, dataList);
             return count == null ? 0 : count;
         }
     
         /**
          * 获得缓存的list对象
          *
          * @param key 缓存的键值
          * @return 缓存键值对应的数据
          */
         public <T> List<T> getCacheList(final String key)
         {
             return redisTemplate.opsForList().range(key, 0, -1);
         }
     
         /**
          * 缓存Set
          *
          * @param key 缓存键值
          * @param dataSet 缓存的数据
          * @return 缓存数据的对象
          */
         public <T> long setCacheSet(final String key, final Set<T> dataSet)
         {
             Long count = redisTemplate.opsForSet().add(key, dataSet);
             return count == null ? 0 : count;
         }
     
         /**
          * 获得缓存的set
          *
          * @param key
          * @return
          */
         public <T> Set<T> getCacheSet(final String key)
         {
             return redisTemplate.opsForSet().members(key);
         }
     
         /**
          * 缓存Map
          *
          * @param key
          * @param dataMap
          */
         public <T> void setCacheMap(final String key, final Map<String, T> dataMap)
         {
             if (dataMap != null) {
                 redisTemplate.opsForHash().putAll(key, dataMap);
             }
         }
     
         /**
          * 获得缓存的Map
          *
          * @param key
          * @return
          */
         public <T> Map<String, T> getCacheMap(final String key)
         {
             return redisTemplate.opsForHash().entries(key);
         }
     
         /**
          * 往Hash中存入数据
          *
          * @param key Redis键
          * @param hKey Hash键
          * @param value 值
          */
         public <T> void setCacheMapValue(final String key, final String hKey, final T value)
         {
             redisTemplate.opsForHash().put(key, hKey, value);
         }
     
         /**
          * 获取Hash中的数据
          *
          * @param key Redis键
          * @param hKey Hash键
          * @return Hash中的对象
          */
         public <T> T getCacheMapValue(final String key, final String hKey)
         {
             HashOperations<String, String, T> opsForHash = redisTemplate.opsForHash();
             return opsForHash.get(key, hKey);
         }
     
         /**
          * 获取多个Hash中的数据
          *
          * @param key Redis键
          * @param hKeys Hash键集合
          * @return Hash对象集合
          */
         public <T> List<T> getMultiCacheMapValue(final String key, final Collection<Object> hKeys)
         {
             return redisTemplate.opsForHash().multiGet(key, hKeys);
         }
     
         /**
          * 获得缓存的基本对象列表
          *
          * @param pattern 字符串前缀
          * @return 对象列表
          */
         public Collection<String> keys(final String pattern)
         {
             return redisTemplate.keys(pattern);
         }
     }

*  **JWT工具类**

import io.jsonwebtoken.Claims;
     import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
     import io.jsonwebtoken.Jwts;
     import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
     
     import javax.crypto.SecretKey;
     import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
     import java.util.Base64;
     import java.util.Date;
     import java.util.UUID;
     
     /**
      * JWT工具类
      */
     public class JwtUtil {
     
         //有效期为
         public static final Long JWT_TTL = 60 * 60 *1000L;// 60 * 60 *1000  一个小时
         
         //设置秘钥明文
         public static final String JWT_KEY = "mashibing";
     
         public static String getUUID(){
             String token = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");
             return token;
         }
         
         /**
          * 生成jtw
          * @param subject token中要存放的数据（json格式）
          * @return
          */
         public static String createJWT(String subject) {
             JwtBuilder builder = getJwtBuilder(subject, null, getUUID());// 设置过期时间
             return builder.compact();
         }
     
         /**
          * 生成jtw
          * @param subject token中要存放的数据（json格式）
          * @param ttlMillis token超时时间
          * @return
          */
         public static String createJWT(String subject, Long ttlMillis) {
             JwtBuilder builder = getJwtBuilder(subject, ttlMillis, getUUID());// 设置过期时间
             return builder.compact();
         }
     
         private static JwtBuilder getJwtBuilder(String subject, Long ttlMillis, String uuid) {
             SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
             SecretKey secretKey = generalKey();
             long nowMillis = System.currentTimeMillis();
             Date now = new Date(nowMillis);
             if(ttlMillis==null){
                 ttlMillis=JwtUtil.JWT_TTL;
             }
             long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
             Date expDate = new Date(expMillis);
             return Jwts.builder()
                     .setId(uuid)              //唯一的ID
                     .setSubject(subject)   // 主题  可以是JSON数据
                     .setIssuer("sg")     // 签发者
                     .setIssuedAt(now)      // 签发时间
                     .signWith(signatureAlgorithm, secretKey) //使用HS256对称加密算法签名, 第二个参数为秘钥
                     .setExpiration(expDate);
         }
     
         /**
          * 创建token
          * @param id
          * @param subject
          * @param ttlMillis
          * @return
          */
         public static String createJWT(String id, String subject, Long ttlMillis) {
             JwtBuilder builder = getJwtBuilder(subject, ttlMillis, id);// 设置过期时间
             return builder.compact();
         }
     
         public static void main(String[] args) throws Exception {
             String token = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiJjYWM2ZDVhZi1mNjVlLTQ0MDAtYjcxMi0zYWEwOGIyOTIwYjQiLCJzdWIiOiJzZyIsImlzcyI6InNnIiwiaWF0IjoxNjM4MTA2NzEyLCJleHAiOjE2MzgxMTAzMTJ9.JVsSbkP94wuczb4QryQbAke3ysBDIL5ou8fWsbt_ebg";
             Claims claims = parseJWT(token);
             System.out.println(claims);
         }
     
         /**
          * 生成加密后的秘钥 secretKey
          * @return
          */
         public static SecretKey generalKey() {
             byte[] encodedKey = Base64.getDecoder().decode(JwtUtil.JWT_KEY);
             SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
             return key;
         }
         
         /**
          * 解析
          *
          * @param jwt
          * @return
          * @throws Exception
          */
         public static Claims parseJWT(String jwt) throws Exception {
             SecretKey secretKey = generalKey();
             return Jwts.parser()
                     .setSigningKey(secretKey)
                     .parseClaimsJws(jwt)
                     .getBody();
         }
     
     
     }

**JWT工具类使用相关问题**

1.  **秘钥长度不合理,将秘钥明文长度设置为 6位.**
    
        异常信息: Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Last unit does not have enough valid bits
    
        //设置秘钥明文(长度为6位)
         public static final String JWT_KEY = "msbhjy";
2.  **1.8 以上版本,需要引入** `JAXB API` 相关依赖
    
        异常信息:  java.lang.NoClassDefFoundError: javax/xml/bind/DatatypeConverter
    
        <dependency>
             <groupId>javax.xml.bind</groupId>
             <artifactId>jaxb-api</artifactId>
             <version>2.3.0</version>
         </dependency>
         <dependency>
             <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
             <artifactId>jaxb-impl</artifactId>
             <version>2.3.0</version>
         </dependency>
         <dependency>
             <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
             <artifactId>jaxb-core</artifactId>
             <version>2.3.0</version>
         </dependency>
         <dependency>
             <groupId>javax.activation</groupId>
             <artifactId>activation</artifactId>
             <version>1.1.1</version>
         </dependency>

*  **字符串渲染工具类**

public class WebUtils{
         /**
          * 将字符串渲染到客户端
          * 
          * @param response 渲染对象
          * @param string 待渲染的字符串
          * @return null
          */
         public static String renderString(HttpServletResponse response, String string) {
             try
             {
                 response.setStatus(200);
                 response.setContentType("application/json");
                 response.setCharacterEncoding("utf-8");
                 response.getWriter().print(string);
             }
             catch (IOException e)
             {
                 e.printStackTrace();
             }
             return null;
         }
     }

##### 4.2.3.7 重构入门案例-具体实现 #####

###### (1) 通过数据库校验用户 ######

**通过前面的分析，我们得出结论：可以自定义一个UserDetailsService，并让Spring Security使用它。我们的UserDetailsService可以从数据库中获取用户名和密码。**

*  **创建数据库及用户表**

CREATE TABLE `sys_user` (
       `user_id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '用户ID',
       `user_name` VARCHAR(64) NOT NULL DEFAULT 'NULL' COMMENT '用户名',
       `nick_name` VARCHAR(30) NOT NULL COMMENT '用户昵称',
       `password` VARCHAR(100) DEFAULT '' COMMENT '密码',
       `phonenumber` VARCHAR(11) DEFAULT '' COMMENT '手机号码',
       `sex` CHAR(1) DEFAULT '0' COMMENT '用户性别（0男 1女 2未知）',
       `status` CHAR(1) DEFAULT '0' COMMENT '帐号状态（0正常 1停用）',
       PRIMARY KEY (`user_id`) USING BTREE
     ) ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=utf8 ROW_FORMAT=DYNAMIC COMMENT='用户信息表'

*  **引入MybatisPuls和mysql驱动的依赖**

<dependency>
         <groupId>com.baomidou</groupId>
         <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
         <version>3.4.1</version>
     </dependency>
     
     <dependency>
         <groupId>mysql</groupId>
         <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
         <version>8.0.32</version>
     </dependency>

*  **配置数据库信息**

spring:
           datasource:
             url: jdbc:mysql://localhost:3306/sg_security?characterEncoding=utf-8&serverTimezone=UTC
             username: root
             password: root
             driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

*  **创建实体类**

@Data
     @AllArgsConstructor
     @NoArgsConstructor
     @TableName("sys_user")
     public class SysUser implements Serializable {
     
         /**
          * 主键
          */
         @TableId
         private Long userId;
     
         /**
          * 用户名
          */
         private String userName;
     
         /**
          * 昵称
          */
         private String nickName;
     
         /**
          * 密码
          */
         private String password;
     
         /**
          * 手机号
          */
         private String phonenumber;
     
         /**
          * 用户性别（0男，1女，2未知）
          */
         private String sex;
     
         /**
          * 账号状态（0正常 1停用）
          */
         private String status;
     }

*  **定义Mapper接口**

public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
         
     }

*  **配置Mapper扫描**

@SpringBootApplication
     @MapperScan("com.mashibing.springsecurity_example.mapper")
     public class SpringsecurityExampleApplication {
     
         public static void main(String[] args) {
             ConfigurableApplicationContext run = SpringApplication.run(SpringsecurityExampleApplication.class, args);
             System.out.println("123456");
         }
     }

*  **测试**

@SpringBootTest
     public class MapperTest {
     
         @Autowired
         private UserMapper userMapper;
     
         @Test
         public void testUserMapper(){
             List<User> users = userMapper.selectList(null);
             System.out.println(users);
         }
     }

###### (2) 引入SpringSecurity ######

**第一步:** 编写一个类，实现UserDetailsService接口，并重写其中的loadUserByUsername方法。在该方法中，使用用户名从数据库中检索用户信息。

/**
      * 根据用户名检索用户信息
      * @date 2023/4/14
      **/
     @Service
     public class UserDetailsServiceImpl implements UserDetailsService {
     
         @Autowired
         private UserMapper userMapper;
     
         @Override
         public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
     
             //根据用户名查询用户信息
             LambdaQueryWrapper<SysUser> wrapper = new LambdaQueryWrapper<>();
             wrapper.eq(SysUser::getUserName,username);
             SysUser user = userMapper.selectOne(wrapper);
     
             //如果查询不到数据,抛出异常 给出提示
             if(Objects.isNull(user)){
                 throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
             }
     
             //方法的返回值是 UserDetails接口类型,需要返回自定义的实现类
             return new LoginUser(user);
         }
     }

**第二步** 为了将用户信息转换为UserDetails类型的对象，需要创建一个类来实现UserDetails接口，并将用户信息封装在其中。

@Data
     @NoArgsConstructor
     @AllArgsConstructor
     public class LoginUser implements UserDetails {
     
         private SysUser sysUser;
     
     
         /**
          *  用于获取用户被授予的权限，可以用于实现访问控制。
          */
         @Override
         public Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities() {
             return null;
         }
     
         /**
          * 用于获取用户的密码，一般用于进行密码验证。
          */
         @Override
         public String getPassword() {
             return sysUser.getPassword();
         }
     
         /**
          * 用于获取用户的用户名，一般用于进行身份验证。
          */
         @Override
         public String getUsername() {
             return sysUser.getUserName();
         }
     
         /**
          * 用于判断用户的账户是否未过期，可以用于实现账户有效期控制。
          */
         @Override
         public boolean isAccountNonExpired() {
             return true;
         }
     
         /**
          * 用于判断用户的账户是否未锁定，可以用于实现账户锁定功能。
          */
         @Override
         public boolean isAccountNonLocked() {
             return true;
         }
     
         /**
          * 用于判断用户的凭证（如密码）是否未过期，可以用于实现密码有效期控制。
          */
         @Override
         public boolean isCredentialsNonExpired() {
             return true;
         }
     
         /**
          * 用于判断用户是否已激活，可以用于实现账户激活功能。
          */
         @Override
         public boolean isEnabled() {
             return true;
         }
     }

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