【JavaWeb】基于Filter和Interceptor实现登录认证

前言

HTTP协议是无状态协议，指的是每一次请求都是独立的，下一次请求并不会携带上一次请求的数据。因为HTTP协议是无状态的，两次请求之间是独立的，所以是无法判断这个员工到底登陆了没有。

登录校验的具体的实现思路可以分为两部分：

在员工登录成功后，需要将用户登录成功的信息存起来，记录用户已经登录成功的标记。

在浏览器发起请求时，需要在服务端进行统一拦截，拦截后进行登录校验。

解决方案

会话技术
统一拦截技术
- Servlet规范中的Filter过滤器
- Spring提供的interceptor拦截器

会话技术

cookie 是客户端会话跟踪技术，它是存储在客户端浏览器的，我们使用 cookie 来跟踪会话，我们就可以在浏览器第一次发起请求来请求服务器的时候，我们在服务器端来设置一个cookie。

比如第一次请求了登录接口，登录接口执行完成之后，我们就可以设置一个cookie，在 cookie 当中我们就可以来存储用户相关的一些数据信息。比如我可以在 cookie 当中来存储当前登录用户的用户名，用户的ID。

服务器端在给客户端在响应数据的时候，会自动的将 cookie 响应给浏览器，浏览器接收到响应回来的 cookie 之后，会自动的将 cookie 的值存储在浏览器本地。接下来在后续的每一次请求当中，都会将浏览器本地所存储的 cookie 自动地携带到服务端。

示例代码

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {

    //设置Cookie
    @GetMapping("/c1")
    public Result cookie1(HttpServletResponse response){
        response.addCookie(new Cookie("login_username","itheima")); //设置Cookie/响应Cookie
        return Result.success();
    }
	
    //获取Cookie
    @GetMapping("/c2")
    public Result cookie2(HttpServletRequest request){
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        for (Cookie cookie : cookies) {
            if(cookie.getName().equals("login_username")){
                System.out.println("login_username: "+cookie.getValue()); //输出name为login_username的cookie
            }
        }
        return Result.success();
    }
}

优缺点

优点：HTTP协议中支持的技术（像Set-Cookie 响应头的解析以及 Cookie 请求头数据的携带，都是浏览器自动进行的，是无需我们手动操作的）
缺点：
- 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
- 不安全，用户可以自己禁用Cookie
- Cookie不能跨域

Session

Session 的底层是基于Cookie实现的

获取Session

如果我们现在要基于 Session 来进行会话跟踪，浏览器在第一次请求服务器的时候，我们就可以直接在服务器当中来获取到会话对象Session。如果是第一次请求Session ，会话对象是不存在的，这个时候服务器会自动的创建一个会话对象Session 。而每一个会话对象Session ，它都有一个ID（示意图中Session后面括号中的1，就表示ID），我们称之为 Session 的ID。

响应Cookie (JSESSIONID)

接下来，服务器端在给浏览器响应数据的时候，它会将 Session 的 ID 通过 Cookie 响应给浏览器。其实在响应头当中增加了一个 Set-Cookie 响应头。这个 Set-Cookie 响应头对应的值是不是cookie？ cookie 的名字是固定的 JSESSIONID 代表的服务器端会话对象 Session 的 ID。浏览器会自动识别这个响应头，然后自动将Cookie存储在浏览器本地。

查找Session

接下来，在后续的每一次请求当中，都会将 Cookie 的数据获取出来，并且携带到服务端。接下来服务器拿到JSESSIONID这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session。
示例代码

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {

    @GetMapping("/s1")
    public Result session1(HttpSession session){
        log.info("HttpSession-s1: {}", session.hashCode());

        session.setAttribute("loginUser", "tom"); //往session中存储数据
        return Result.success();
    }

    @GetMapping("/s2")
    public Result session2(HttpServletRequest request){
        HttpSession session = request.getSession();
        log.info("HttpSession-s2: {}", session.hashCode());

        Object loginUser = session.getAttribute("loginUser"); //从session中获取数据
        log.info("loginUser: {}", loginUser);
        return Result.success(loginUser);
    }
}

优缺点

优点：Session是存储在服务端的，安全
缺点：
- 服务器集群环境下无法直接使用Session
- 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
- 用户可以自己禁用Cookie
- Cookie不能跨域

JWT令牌

JWT全称：JSON Web Token （官网：https://jwt.io/）
JWT的组成：（JWT令牌由三个部分组成，三个部分之间使用英文的点来分割）

第一部分：Header(头），记录令牌类型、签名算法等。例如：
第二部分：Payload(有效载荷），携带一些自定义信息、默认信息等。例如：
第三部分：Signature(签名），防止Token被篡改、确保安全性。将header、payload，并加入指定秘钥，通过指定签名算法计算而来。

生成和校验
引入依赖

<!-- JWT依赖-->
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>

在引入完JWT来赖后，就可以调用工具包中提供的API来完成JWT令牌的生成和校验
工具类：Jwts

生成JWT代码

@Test
public void genJwt(){
    Map<String,Object> claims = new HashMap<>();
    claims.put("id",1);
    claims.put("username","Tom");
    
    String jwt = Jwts.builder()
        .setClaims(claims) //自定义内容(载荷)          
        .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "itheima") //签名算法        
        .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 24*3600*1000)) //有效期   
        .compact();
    
    System.out.println(jwt);
}

解析JWT代码

@Test
public void parseJwt(){
    Claims claims = Jwts.parser()
        .setSigningKey("itheima")//指定签名密钥（必须保证和生成令牌时使用相同的签名密钥）  
	    .parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjcyNzI5NzMwfQ.fHi0Ub8npbyt71UqLXDdLyipptLgxBUg_mSuGJtXtBk")
        .getBody();

    System.out.println(claims);
}

自定义JWT工具类

public class JwtUtils {

    private static String signKey = "itheima";//签名密钥
    private static Long expire = 43200000L; //有效时间

    /**
     * 生成JWT令牌
     * @param claims JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     * @return
     */
    public static String generateJwt(Map<String, Object> claims){
        String jwt = Jwts.builder()
                .addClaims(claims)//自定义信息（有效载荷）
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey)//签名算法（头部）
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire))//过期时间
                .compact();
        return jwt;
    }

    /**
     * 解析JWT令牌
     * @param jwt JWT令牌
     * @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt){
        Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(signKey)//指定签名密钥
                .parseClaimsJws(jwt)//指定令牌Token
                .getBody();
        return claims;
    }
}

登录成功，生成JWT令牌并返回

@RestController
@Slf4j
public class LoginController {
    //依赖业务层对象
    @Autowired
    private EmpService empService;

    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Emp emp) {
        //调用业务层：登录功能
        Emp loginEmp = empService.login(emp);

        //判断：登录用户是否存在
        if(loginEmp !=null ){
            //自定义信息
            Map<String , Object> claims = new HashMap<>();
            claims.put("id", loginEmp.getId());
            claims.put("username",loginEmp.getUsername());
            claims.put("name",loginEmp.getName());

            //使用JWT工具类，生成身份令牌
            String token = JwtUtils.generateJwt(claims);
            return Result.success(token);
        }
        return Result.error("用户名或密码错误");
    }
}

过滤器Filter

Filter表示过滤器，是 JavaWeb三大组件(Servlet、Filter、Listener)之一。

使用了过滤器之后，要想访问web服务器上的资源，必须先经过滤器，过滤器处理完毕之后，才可以访问对应的资源。

过滤器一般完成一些通用的操作，比如：登录校验、统一编码处理、敏感字符处理等。

过滤器的基本使用操作：

第1步，定义过滤器：1.定义一个类，实现 Filter 接口，并重写其所有方法。
第2步，配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。引导类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

定义过滤器

//定义一个类，实现一个标准的Filter过滤器的接口
@WebFilter(urlPatterns = "/*") //配置过滤器要拦截的请求路径（ /* 表示拦截浏览器的所有请求 ）
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override //初始化方法, 只调用一次
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init 初始化方法执行了");
    }

    @Override //拦截到请求之后调用, 调用多次
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Demo 拦截到了请求...放行前逻辑");
        //放行
        chain.doFilter(request,response);
    }

    @Override //销毁方法, 只调用一次
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy 销毁方法执行了");
    }
}

init方法：过滤器的初始化方法。在web服务器启动的时候会自动的创建Filter过滤器对象，在创建过滤器对象的时候会自动调用init初始化方法，这个方法只会被调用一次。

doFilter方法：这个方法是在每一次拦截到请求之后都会被调用，所以这个方法是会被调用多次的，每拦截到一次请求就会调用一次doFilter()方法。

destroy方法：是销毁的方法。当我们关闭服务器的时候，它会自动的调用销毁方法destroy，而这个销毁方法也只会被调用一次。

在定义完Filter之后，Filter其实并不会生效，还需要完成Filter的配置，Filter的配置非常简单，只需要在Filter类上添加一个注解：@WebFilter，并指定属性urlPatterns，通过这个属性指定过滤器要拦截哪些请求

当我们在Filter类上面加了@WebFilter注解之后，接下来我们还需要在启动类上面加上一个注解@ServletComponentScan，通过这个@ServletComponentScan注解来开启SpringBoot项目对于Servlet组件的支持。

执行流程
过滤器当中我们拦截到了请求之后，如果希望继续访问后面的web资源，就要执行放行操作，放行就是调用 FilterChain对象当中的doFilter()方法，在调用doFilter()这个方法之前所编写的代码属于放行之前的逻辑。

在放行后访问完 web 资源之后还会回到过滤器当中，回到过滤器之后如有需求还可以执行放行之后的逻辑，放行之后的逻辑我们写在doFilter()这行代码之后。

拦截路径

拦截路径	urlPatterns值	含义
拦截具体路径	/login	只有访问 /login 路径时，才会被拦截
目录拦截	/emps/*	访问/emps下的所有资源，都会被拦截
拦截所有	/*	访问所有资源，都会被拦截

过滤器链

注解方式配置的Filter过滤器，它的执行优先级是按时过滤器类名的自动排序确定的，类名排名越靠前，优先级越高。

登录校验过滤器：LoginCheckFilter

@Slf4j
@WebFilter(urlPatterns = "/*") //拦截所有请求
public class LoginCheckFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        //前置：强制转换为http协议的请求对象、响应对象 （转换原因：要使用子类中特有方法）
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

        //1.获取请求url
        String url = request.getRequestURL().toString();
        log.info("请求路径：{}", url); //请求路径：http://localhost:8080/login


        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
        if(url.contains("/login")){
            chain.doFilter(request, response);//放行请求
            return;//结束当前方法的执行
        }


        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);


        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //无法像controller层样直接返回Result对象
            //注解@ResponseBody自动把Result对象转化为JSON字符串
            //需要手动将Reslut对象JSON序列化
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }


        //6.放行
        chain.doFilter(request, response);

    }
}

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.76</version>
</dependency>

拦截器Interceptor

拦截器是Spring框架中提供的，用来动态拦截控制器方法的执行。

拦截器的使用步骤和过滤器类似，也分为两步：

定义拦截器
注册配置拦截器

自定义拦截器：实现HandlerInterceptor接口，并重写其所有方法

//自定义拦截器
@Component
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //目标资源方法执行前执行。 返回true：放行    返回false：不放行
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        
        return true; //true表示放行
    }

    //目标资源方法执行后执行
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("postHandle ... ");
    }

    //视图渲染完毕后执行，最后执行
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        System.out.println("afterCompletion .... ");
    }
}

注意：

preHandle方法：目标资源方法执行前执行。返回true：放行返回false：不放行

postHandle方法：目标资源方法执行后执行

afterCompletion方法：视图渲染完毕后执行，最后执行

注册配置拦截器：实现WebMvcConfigurer接口，并重写addInterceptors方法，加上@Configuration注解

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //自定义的拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
       //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor).addPathPatterns("/**");//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
    }
}

配置拦截器时，不仅可以指定要拦截哪些资源，还可以指定不拦截哪些资源，只需要调用excludePathPatterns("不拦截路径")方法，指定哪些资源不需要拦截。

拦截路径	含义	举例
/*	一级路径	能匹配/depts，/emps，/login，不能匹配 /depts/1
/**	任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2
/depts/*	/depts下的一级路径	能匹配/depts/1，不能匹配/depts/1/2，/depts
/depts/**	/depts下的任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2，不能匹配/emps/1

过滤器与拦截器执行流程

登录校验拦截器

//自定义拦截器
@Component //当前拦截器对象由Spring创建和管理
@Slf4j
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //前置方式
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        //1.获取请求url
        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行

        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);

        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");

            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头（告知浏览器：响应的数据类型为json、响应的数据编码表为utf-8）
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return false;//不放行
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");

            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return false;
        }

        //6.放行
        return true;
    }

注册配置拦截器

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    //拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
       //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns("/login");
    }
}

posted @ 2024-06-18 11:08 hudad 阅读(29) 评论(0) 编辑收藏举报

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