Shiro简介

Apache Shiro是Java的一个安全框架。目前，使用Apache Shiro的人越来越多，因为它相当简单，对比Spring Security，可能没有Spring Security做的功能强大，但是在实际工作时可能并不需要那么复杂的东西，所以使用小而简单的Shiro就足够了。对于它俩到底哪个好，这个不必纠结，能更简单的解决项目问题就好了。

Shiro可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE环境，也可以用在JavaEE环境。Shiro可以帮助我们完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛，而且Shiro的API也是非常简单；其基本功能点如下图所示：

Authentication：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份；

Authorization：授权，即权限验证，验证某个已认证的用户是否拥有某个权限；即判断用户是否能做事情，常见的如：验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限；

Session Manager：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中；会话可以是普通JavaSE环境的，也可以是如Web环境的；

Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储；

Web Support：Web支持，可以非常容易的集成到Web环境；

Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查，这样可以提高效率；

Concurrency：shiro支持多线程应用的并发验证，即如在一个线程中开启另一个线程，能把权限自动传播过去；

Testing：提供测试支持；

Run As：允许一个用户假装为另一个用户（如果他们允许）的身份进行访问；

Remember Me：记住我，这个是非常常见的功能，即一次登录后，下次再来的话不用登录了。

记住一点，Shiro不会去维护用户、维护权限；这些需要我们自己去设计/提供；然后通过相应的接口注入给Shiro即可。

接下来我们分别从外部和内部来看看Shiro的架构，对于一个好的框架，从外部来看应该具有非常简单易于使用的API，且API契约明确；从内部来看的话，其应该有一个可扩展的架构，即非常容易插入用户自定义实现，因为任何框架都不能满足所有需求。

首先，我们从外部来看Shiro吧，即从应用程序角度的来观察如何使用Shiro完成工作。如下图：

可以看到：应用代码直接交互的对象是Subject，也就是说Shiro的对外API核心就是Subject；其每个API的含义：

Subject：主体，代表了当前“用户”，这个用户不一定是一个具体的人，与当前应用交互的任何东西都是Subject，如网络爬虫，机器人等；即一个抽象概念；所有Subject都绑定到SecurityManager，与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager；可以把Subject认为是一个门面；SecurityManager才是实际的执行者；

SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互；且它管理着所有Subject；可以看出它是Shiro的核心，它负责与后边介绍的其他组件进行交互，如果学习过SpringMVC，你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器；

Realm：域，Shiro从从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。

也就是说对于我们而言，最简单的一个Shiro应用：

1、应用代码通过Subject来进行认证和授权，而Subject又委托给SecurityManager；

2、我们需要给Shiro的SecurityManager注入Realm，从而让SecurityManager能得到合法的用户及其权限进行判断。

从以上也可以看出，Shiro不提供维护用户/权限，而是通过Realm让开发人员自己注入。

接下来我们来从Shiro内部来看下Shiro的架构，如下图所示：

Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；

SecurityManager：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher；是Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；它管理着所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。

Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得Shiro默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；

Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；

Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；

SessionManager：如果写过Servlet就应该知道Session的概念，Session呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是SessionManager；而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境、EJB等环境；所有呢，Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；这样的话，比如我们在Web环境用，刚开始是一台Web服务器；接着又上了台EJB服务器；这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方，这个时候就可以实现自己的分布式会话（如把数据放到Memcached服务器）；

SessionDAO：DAO大家都用过，数据访问对象，用于会话的CRUD，比如我们想把Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把Session放到Memcached中，可以实现自己的Memcached SessionDAO；另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存，以提高性能；

CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能

Cryptography：密码模块，Shiro提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

到此Shiro架构及其组件就认识完了，接下来挨着学习Shiro的组件吧。

与Spring集成

Web应用和普通JavaSE应用的某些配置是类似的，此处只提供一些不一样的配置，详细配置可以参考spring-shiro-web.xml。

<!-- 会话Cookie模板 -->

<bean id="sessionIdCookie" class="org.apache.shiro.web.servlet.SimpleCookie">

<constructor-arg value="sid"/>

<property name="httpOnly" value="true"/>

<property name="maxAge" value="180000"/>

</bean>

<!-- 会话管理器 -->

<bean id="sessionManager"

class="org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager">

<property name="globalSessionTimeout" value="1800000"/>

<property name="deleteInvalidSessions" value="true"/>

<property name="sessionValidationSchedulerEnabled" value="true"/>

<property name="sessionValidationScheduler" ref="sessionValidationScheduler"/>

<property name="sessionDAO" ref="sessionDAO"/>

<property name="sessionIdCookieEnabled" value="true"/>

<property name="sessionIdCookie" ref="sessionIdCookie"/>

</bean>

<!-- 安全管理器 -->

<bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager">

<property name="realm" ref="userRealm"/>

<property name="sessionManager" ref="sessionManager"/>

<property name="cacheManager" ref="cacheManager"/>

</bean>

1、sessionIdCookie是用于生产Session ID Cookie的模板；

2、会话管理器使用用于web环境的DefaultWebSessionManager；

3、安全管理器使用用于web环境的DefaultWebSecurityManager。

<!-- 基于Form表单的身份验证过滤器 -->

<bean id="formAuthenticationFilter"

class="org.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter">

<property name="usernameParam" value="username"/>

<property name="passwordParam" value="password"/>

<property name="loginUrl" value="/login.jsp"/>

</bean>

<!-- Shiro的Web过滤器 -->

<bean id="shiroFilter" class="org.apache.shiro.spring.web.ShiroFilterFactoryBean">

<property name="securityManager" ref="securityManager"/>

<property name="loginUrl" value="/login.jsp"/>

<property name="unauthorizedUrl" value="/unauthorized.jsp"/>

<property name="filters">

<util:map>

<entry key="authc" value-ref="formAuthenticationFilter"/>

</util:map>

</property>

<property name="filterChainDefinitions">

<value>

/index.jsp = anon

/unauthorized.jsp = anon

/login.jsp = authc

/logout = logout

/** = user

</value>

</property>

</bean>

1、formAuthenticationFilter为基于Form表单的身份验证过滤器；此处可以再添加自己的Filter bean定义；

2、shiroFilter：此处使用ShiroFilterFactoryBean来创建ShiroFilter过滤器；filters属性用于定义自己的过滤器，即ini配置中的[filters]部分；filterChainDefinitions用于声明url和filter的关系，即ini配置中的[urls]部分。

接着需要在web.xml中进行如下配置：

<context-param>

<param-name>contextConfigLocation</param-name>

<param-value>

classpath:spring-beans.xml,

classpath:spring-shiro-web.xml

</param-value>

</context-param>

<listener>

<listener-class>

org.springframework.web.context.ContextLoaderListener

</listener-class>

</listener>

通过ContextLoaderListener加载contextConfigLocation指定的Spring配置文件。

<filter>

<filter-name>shiroFilter</filter-name>

<filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>

<init-param>

<param-name>targetFilterLifecycle</param-name>

<param-value>true</param-value>

</init-param>

</filter>

<filter-mapping>

<filter-name>shiroFilter</filter-name>

<url-pattern>/*</url-pattern>

</filter-mapping>

DelegatingFilterProxy会自动到Spring容器中查找名字为shiroFilter的bean并把filter请求交给它处理。

Shiro权限注解

Shiro提供了相应的注解用于权限控制，如果使用这些注解就需要使用AOP的功能来进行判断，如Spring AOP；Shiro提供了Spring AOP集成用于权限注解的解析和验证。

为了测试，此处使用了Spring MVC来测试Shiro注解，当然Shiro注解不仅仅可以在web环境使用，在独立的JavaSE中也是可以用的，此处只是以web为例了。

在spring-mvc.xml配置文件添加Shiro Spring AOP权限注解的支持：

<aop:config proxy-target-class="true"></aop:config>

<bean class="org.apache.shiro.spring.security.interceptor.AuthorizationAttributeSourceAdvisor">

<property name="securityManager" ref="securityManager"/>

</bean>

如上配置用于开启Shiro Spring AOP权限注解的支持；<aop:config proxy-target-class="true">表示代理类。

接着就可以在相应的控制器（AnnotationController）中使用如下方式进行注解：

@RequiresRoles("admin")

@RequestMapping("/hello2")

public String hello2() {

return "success";

}

访问hello2方法的前提是当前用户有admin角色。

当验证失败，其会抛出UnauthorizedException异常，此时可以使用Spring的ExceptionHandler（DefaultExceptionHandler）来进行拦截处理：

@ExceptionHandler({UnauthorizedException.class})

@ResponseStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED)

public ModelAndView processUnauthenticatedException(NativeWebRequest request, UnauthorizedException e) {

ModelAndView mv = new ModelAndView();

mv.addObject("exception", e);

mv.setViewName("unauthorized");

return mv;

}

如果集成Struts2，需要注意《Shiro+Struts2+Spring3 加上@RequiresPermissions 后@Autowired失效》问题：

权限注解

@RequiresAuthentication

表示当前Subject已经通过login进行了身份验证；即Subject. isAuthenticated()返回true。

@RequiresUser

表示当前Subject已经身份验证或者通过记住我登录的。

@RequiresGuest

表示当前Subject没有身份验证或通过记住我登录过，即是游客身份。

@RequiresRoles(value={“admin”, “user”}, logical= Logical.AND)

表示当前Subject需要角色admin和user。

@RequiresPermissions (value={“user:a”, “user:b”}, logical= Logical.OR)

表示当前Subject需要权限user:a或user:b。