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(一)Shiro笔记——简介、 架构分析

1. Shiro是什么

  Apache Shiro是一个强大灵活的开源安全框架,可以完全处理身份验证授权企业会话管理加密
  Apache Shiro的首要目标是易于使用和理解。 安全有时可能非常复杂,甚至痛苦,但使用Shiro后就不一定是这样了。 框架应该在可能的情况下掩盖复杂性,并展示一个干净,直观的API,这简化了开发人员工作,并使应用程序更安全。

这里有一些可以使用Apache Shiro完全的应用场景

  • 验证用户以及验证其身份。
  • 对用户执行访问控制,例如:在任何环境中使用会话API,即使没有Web或EJB容器。
    • 确定用户是否分配了某个安全角色。
    • 确定用户是否被允许执行操作。
  • 在身份验证,访问控制或会话有效期内对事件做出反应。
  • 聚合1个或多个用户安全数据的数据源,并将此全部显示为单个复合用户的“视图”。
  • 启用单点登录(SSO)功能。
  • 为用户关联启用“记住我”服务,无需登录。
    … 和更多 - 所有都集成到一个内聚易于使用的API。

  Shiro尝试为所有应用程序环境实现这些目标 - 从最简单的命令行应用程序到最大的企业应用程序,而不强制依赖于其他第三方框架,容器或应用程序服务器。 当然,该项目(Shiro)旨在尽可能地集成到这个Shiro环境中,从而可以在任何环境中想用即用。

2. Shiro体系结构

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Shiro目标是什么?
Shiro开发团队称为“应用程序安全的四个基石” - 即:认证授权会话管理加密

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;

在不同的应用环境中还有其他特性支持和强化这些问题,特别是:

Web SupportWeb 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并发性,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测试,存在测试支持,可帮助您编写单元测试和集成测试,并确保代码按预期得到保障;

Run As运行方式,允许用户承担另一个用户的身份(如果允许)的功能,有时在管理方案中很有用;

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。

3. 内外分析Shiro架构

     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。

3.1 从外部来看 Shiro(从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作)

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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,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。

3.2 从内部来看 Shiro 的架构

              技术分享

其每个 API 的含义:

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 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;所以,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。

 

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