【Shiro学习之二】身份认证

Apche shiro:1.6.0

一、重要组件
1、安全管理器-securityManager
DefaultSecurityManager：默认安全管理器，用于我们的javaSE安全管理，一般而言用到的少。
DefaultWebSecurityManager：默认web安全管理器，用于我们的web安全管理；一般而言，我们的应用中初始化此安全管理器。

2、Subject:与应用程序交互的用户,比如封装输入的用户名和密码信息，然后Subject委托给安全管理器-securityManager。

对于 Subject 我们一般这么使用：
(1)身份验证（login）
(2)授权（hasRole*/isPermitted*或 checkRole*/checkPermission*）
(3)将相应的数据存储到会话（Session）
(4)切换身份（RunAs）/多线程身份传播
(5)退出

3、Realm: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获取相应的用户与Subject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。
Shiro提供的Realm清单：

org.apache.shiro.realm.SimpleAccountRealm 使用配置好的账户进行验证
org.apache.shiro.realm.text.TextConfigurationRealm 使用文本文件配置的用户权限进行验证
org.apache.shiro.realm.text.PropertiesRealm 使用.properties文件配置的用户权限进行验证
org.apache.shiro.realm.text.IniRealm 使用ini文件配置的用户权限进行验证
org.apache.shiro.realm.ldap.DefaultLdapRealm 使用Ldap进行用户权限验证
org.apache.shiro.realm.jdbc.JdbcRealm使用数据库方式进行用户权限验证
org.apache.shiro.realm.activedirectory.ActiveDirectoryRealm 使用active directory LDAP进行身份验证
org.apache.shiro.realm.AuthorizingRealm 授权类，获取权限角色类信息
org.apache.shiro.realm.AuthenticatingRealm 身份验证类，获取身份信息
org.apache.shiro.realm.CachingRealm带有缓存实现的realm

如果要自定义Realm，继承AuthorizingRealm类就可以了。

以JdbcRealm为例:

4、身份验证器-Authenticator
验证用户帐号，如果验证成功，将返回 AuthenticationInfo 验证信息；此信息中包含了身份及凭证；如果验证失败将抛出相应的 AuthenticationException 实现。

具体的调用realm进行校验是在ModularRealmAuthenticator里。

5、AuthenticationStrategy

对于多个realm时采用AuthenticationStrategy策略进行校验，AuthenticationStrategy接口有三个实现如下，shiro默认AtLeastOneSuccessfulStrategy。
FirstSuccessfulStrategy：只要有一个 Realm 验证成功即可，只返回第一个 Realm 身份验证成功的认证信息，其他的忽略；
AtLeastOneSuccessfulStrategy： 只要有一个 Realm 验证成功即可， 和 FirstSuccessfulStrategy不同，返回所有 Realm 身份验证成功的认证信息；
AllSuccessfulStrategy：所有 Realm 验证成功才算成功，且返回所有 Realm 身份验证成功的认证信息，如果有一个失败就失败了。

以AtLeastOneSuccessfulStrategy为例展示继承关系：

6、AuthenticationToken

AuthenticationToken用于收集用户提交的身份（如用户名）及凭据（如密码）;
扩展接口RememberMeAuthenticationToken：提供了"boolean isRememberMe()"现“记住我”的功能;
扩展接口HostAuthenticationToken：提供了"String getHost()"方法用于获取用户“主机”的功能；
UsernamePasswordToken:简单的用户名和密码；
CasToken:单点登录相关令牌；
BearerToken:包含一个承载令牌或API密钥，通常通过HTTP报头接收。

7、PrincipalCollection

我们可以在Shiro中同时配置多个Realm，所以呢身份信息可能就有多个； 因此其提供了 PrincipalCollection 用于聚合这些身份信息.

public interface PrincipalCollection extends Iterable, Serializable { 
    Object getPrimaryPrincipal(); //得到主要的身份 
    <T> T oneByType(Class<T> type); //根据身份类型获取第一个 
    <T> Collection<T> byType(Class<T> type); //根据身份类型获取一组 
    List asList(); //转换为 List 
    Set asSet(); //转换为 Set 
    Collection fromRealm(String realmName); //根据 Realm 名字获取 
    Set<String> getRealmNames(); //获取所有身份验证通过的 Realm 名字 
    boolean isEmpty(); //判断是否为空 
} 

因为PrincipalCollection 聚合了多个， 此处最需要注意的是 getPrimaryPrincipal， 如果只有一 个 Principal 那么直接返回即可，如果有多个 Principal，则返回第一个（因为内部使用 Map 存储，所以可以认为是返回任意一个）；oneByType / byType 根据凭据的类型返回相应的 Principal；fromRealm 根据 Realm 名字（每个 Principal 都与一个 Realm 关联）获取相应的 Principal。

目前Shiro只提供了一个实现SimplePrincipalCollection， 还记得之前的AuthenticationStrategy 实现嘛，用于在多 Realm 时判断是否满足条件的，在大多数实现中（继承了 AbstractAuthenticationStrategy ） afterAttempt 方 法 会 进 行 AuthenticationInfo （ 实 现 了 MergableAuthenticationInfo）的 merge，比如 SimpleAuthenticationInfo 会合并多个 Principal 为一个 PrincipalCollection。

8、AuthenticationInfo

AuthenticationInfo 有两个作用：
(1)如果 Realm 是 AuthenticatingRealm 子类，则提供给 AuthenticatingRealm 内部使用的CredentialsMatcher 进行凭据验证；（如果没有继承它需要在自己的 Realm中自己实现验证） ；
(2)提供给 SecurityManager 来创建 Subject（提供身份信息）；
MergableAuthenticationInfo 用于提供在多 Realm 时合并 AuthenticationInfo 的功能，主要合并Principal、如果是其他的如 credentialsSalt，会用后边的信息覆盖前边的。 比如HashedCredentialsMatcher 在验证时会判断AuthenticationInfo是否是SaltedAuthenticationInfo子类，来获取盐信息。
Account相当于我们之前的User， SimpleAccount是其一个实现；
在IniRealm、 PropertiesRealm这种静态创建帐号信息的场景中使用，这些Realm直接继承了SimpleAccountRealm，而SimpleAccountRealm 提供了相关的 API 来动态维护 SimpleAccount；即可以通过这些 API来动态增删改查SimpleAccount；动态增删改查角色/权限信。
其他情况一般返回 SimpleAuthenticationInfo 即可

二、身份认证流程

1、代码示例

@Test
    public void testHelloworld() {
        //1、获取SecurityManager工厂，此处使用Ini配置文件初始化SecurityManager
        Factory<org.apache.shiro.mgt.SecurityManager> factory =
                new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro.ini");

        //2、得到SecurityManager实例 并绑定给SecurityUtils
        org.apache.shiro.mgt.SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
        SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);

        //3、得到Subject及创建用户名/密码身份验证Token（即用户身份/凭证）
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken("zhang", "123");

        try {
            //4、登录，即身份验证
            subject.login(token);
        } catch (AuthenticationException e) {
            //5、身份验证失败
        }

        Assert.assertEquals(true, subject.isAuthenticated()); //断言用户已经登录

        //6、退出
        subject.logout();
    }

2、图示流程

(1)首先调用 Subject.login(token)进行登录，其会自动委托给 Security Manager，调用之前必须通过 SecurityUtils. setSecurityManager()设置； 
(2)SecurityManager 负责真正的身份验证逻辑；它会委托给 Authenticator 进行身份验证； 
(3)Authenticator 才是真正的身份验证者，Shiro API 中核心的身份认证入口点，此处可以自定义插入自己的实现； 
(4)Authenticator 可能会委托给相应的 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证，默认ModularRealmAuthenticator 会调用 AuthenticationStrategy 进行多 Realm 身份验证； 
(5)Authenticator 会把相应的 token 传入 Realm，从 Realm 获取身份验证信息，如果没有返回/抛出异常表示身份验证失败了。此处可以配置多个 Realm，将按照相应的顺序及策略进行访问。 

3、源码流程分析

Subject::login
-->DelegatingSubject::login
-->securityManager::login
-->DefaultSecurityManager::login（对于javase应用）
-->AuthenticatingSecurityManager::authenticate
-->AbstractAuthenticator::authenticate
-->ModularRealmAuthenticator::doAuthenticate 在这里会获取所有的realm
如果只有一个realm,就调用realm的getAuthenticationInfo进行身份验证；
如果是多个realm,先获取验证策略：ModularRealmAuthenticator::getAuthenticationStrategy
-->然后再根据策略调用realm的getAuthenticationInfo方法进行验证

 

小结：在配置时，要选择正确的安全管理器，并自定义好自己的认证方式Realm，如果是多个Relam,则要设置好相应的验证策略。