安全框架shiro与Spring集成：基础配置

# 第一章：介绍

## 1.1 什么是安全框架shiro

Apache Shiro 是一个强大且易用的Java安全框架，提供了身份验证、授权、加密和会话管理等安全功能。Shiro的设计目标是使安全易于使用，并且能够与现有应用程序（不仅限于Spring）进行简洁地集成。

## 1.2 Spring和shiro集成的意义

Spring框架是目前最流行的Java开发框架之一，它提供了丰富的功能和模块，包括依赖注入、AOP、事务管理等。而集成Shiro可以为Spring应用程序提供更完善的安全管理和权限控制，使得开发人员可以更便捷地实现用户认证、授权和会话管理。

## 1.3 本文的内容概要

本文将介绍如何在Spring应用程序中集成Shiro安全框架，包括基础配置和高级配置，并通过实践应用来演示Shiro在Spring中的使用场景。同时，通过总结对集成Shiro与Spring的优势和不足进行分析，提供最佳实践和未来发展建议。
## 2. 第二章：背景知识

### 2.1 Spring框架概述
Spring框架是一个轻量级开源的Java企业应用开发框架，提供了全面的基础设施支持和富于表现力的编程模型，可以用于构建企业级应用。Spring框架的核心特性包括依赖注入、面向切面编程、声明式事务管理等，使得开发者可以更加专注于业务逻辑的实现。

### 2.2 shiro安全框架简介
Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，提供了身份认证、授权、加密、会话管理等安全功能。Shiro的设计目标是简单直接，可以非常容易地集成到任何Java应用中，无论是Web应用、桌面应用还是移动应用都可以使用Shiro来保护应用的安全。

### 2.3 Spring和shiro集成的基本原理
Spring和shiro可以很方便地集成在一起，通过Spring的依赖注入和AOP功能，可以将shiro的安全机制整合到Spring的应用中，实现对用户身份认证和授权的完善支持。基本原理是利用Spring的Bean管理和AOP来对shiro的关键组件进行管理和注入。

### 三、基础配置

在本章中，我们将详细介绍如何进行基础配置，包括导入shiro和Spring依赖、配置shiro的安全管理器以及集成Spring和shiro的过滤器链配置。

#### 3.1 导入shiro和Spring依赖

在工程中使用shiro，我们首先需要在Maven或Gradle中导入相关依赖。

**Maven配置示例:**

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-spring</artifactId>
    <version>1.7.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework</groupId>
    <artifactId>spring-context-support</artifactId>
    <version>5.3.9</version>
</dependency>

**Gradle配置示例:**

implementation 'org.apache.shiro:shiro-spring:1.7.1'
implementation 'org.springframework:spring-context-support:5.3.9'

#### 3.2 配置shiro的安全管理器

在Spring的配置文件中，我们需要配置shiro的安全管理器。

**XML配置示例:**

<!-- 导入shiro命名空间 -->
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xmlns:shiro="http://www.apache.org/schema/shiro"
       xsi:schemaLocation="
         http://www.springframework.org/schema/beans
         http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
         http://www.apache.org/schema/shiro
         http://www.apache.org/schema/shiro/spring
">
    <!-- 配置安全管理器 -->
    <bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager">
        <!-- 设置Realm -->
        <property name="realm" ref="myRealm"/>
    </bean>

    <!-- 配置自定义Realm -->
    <bean id="myRealm" class="com.example.MyRealm">
        <!-- 可以配置Realm相关属性 -->
    </bean>
</beans>

#### 3.3 集成Spring和shiro的过滤器链配置

在Spring MVC项目中，我们需要配置shiro的过滤器链，以实现对请求的安全控制。

**Java Config配置示例:**

@Configuration
public class ShiroConfig {

    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactory(SecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean filterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();
        filterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);
        
        // 配置过滤器链
        Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();
        filterChainDefinitionMap.put("/admin/**", "authc, roles[admin]");
        filterChainDefinitionMap.put("/user/**", "authc, roles[user]");
        filterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);
        
        return filterFactoryBean;
    }
}

### 4. 第四章：高级配置

在本章中，我们将深入探讨如何进行高级配置，包括自定义Realm、多realm配置以及自定义shiro过滤器。

#### 4.1 自定义Realm

在shiro中，Realm是安全框架与应用程序进行交互的桥梁，负责获取应用程序的用户、角色及权限信息。我们可以通过自定义Realm来实现特定的用户认证和授权逻辑。以下是一个简单的自定义Realm示例：

public class CustomRealm extends AuthorizingRealm {

    // 用户认证
    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        // 获取用户输入的用户名和密码
        String username = (String) token.getPrincipal();
        String password = new String((char[]) token.getCredentials());
        
        // 根据用户名从数据库中获取用户信息
        User user = userDao.getUserByUsername(username);
        if (user == null) {
            throw new UnknownAccountException("用户不存在");
        }
        if (!password.equals(user.getPassword())) {
            throw new IncorrectCredentialsException("密码错误");
        }
        
        return new SimpleAuthenticationInfo(user, password, getName());
    }

    // 用户授权
    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        User user = (User) principals.getPrimaryPrincipal();
        SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();
        
        // 将用户的角色和权限信息添加到授权信息中
        info.setRoles(user.getRoles());
        info.setStringPermissions(user.getPermissions());
        
        return info;
    }
}

#### 4.2 多realm配置

有时候我们需要使用多个Realm来进行用户认证和授权，shiro提供了多realm配置的支持。我们可以使用ModularRealmAuthenticator来指定多个Realm的认证策略。以下是一个多realm配置的示例：

@Bean
public ModularRealmAuthenticator modularRealmAuthenticator() {
    ModularRealmAuthenticator authenticator = new ModularRealmAuthenticator();
    authenticator.setAuthenticationStrategy(new AtLeastOneSuccessfulStrategy());
    return authenticator;
}

@Bean
public CustomRealm customRealm() {
    CustomRealm customRealm = new CustomRealm();
    customRealm.setCredentialsMatcher(hashedCredentialsMatcher());
    return customRealm;
}

@Bean
public OtherRealm otherRealm() {
    return new OtherRealm();
}

@Bean
public HashedCredentialsMatcher hashedCredentialsMatcher() {
    HashedCredentialsMatcher matcher = new HashedCredentialsMatcher();
    matcher.setHashAlgorithmName("SHA-256");
    matcher.setHashIterations(10000);
    return matcher;
}

@Bean
public SecurityManager securityManager() {
    DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
    List<Realm> realms = new ArrayList<>();
    realms.add(customRealm());
    realms.add(otherRealm());
    securityManager.setAuthenticator(modularRealmAuthenticator());
    securityManager.setRealms(realms);
    return securityManager;
}

#### 4.3 自定义shiro过滤器

除了默认的过滤器，我们还可以自定义shiro过滤器来实现特定的拦截逻辑。以下是一个自定义过滤器的示例：

public class CustomFilter extends AccessControlFilter {

    @Override
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        Subject subject = getSubject(request, response);
        // 判断用户是否具有某种权限
        return subject.isPermitted("customPermission");
    }

    @Override
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        // 用户没有权限时的处理逻辑
        HttpServletResponse httpResponse = WebUtils.toHttp(response);
        httpResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
        httpResponse.getWriter().write("Unauthorized");
        return false;
    }
}

### 第五章：实践应用

在本章中，我们将介绍如何在Spring MVC项目中集成shiro，并演示用户认证和授权的实例，同时也会展示如何使用shiro管理会话。

#### 5.1 在Spring MVC项目中集成shiro

首先，我们需要在`web.xml`中配置`DelegatingFilterProxy`，以便将请求委派给shiro处理：

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

<filter-mapping>
    <filter-name>shiroFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

接下来，在Spring的配置文件中，配置shiro的安全管理器、Realm和其他相关组件：

<!-- 配置shiro的安全管理器 -->
<bean id="securityManager" class="org.apache.shiro.web.mgt.DefaultWebSecurityManager">
    <property name="realm" ref="myRealm"/>
    <property name="sessionManager" ref="sessionManager"/>
</bean>

<!-- 自定义Realm -->
<bean id="myRealm" class="com.example.MyRealm">
    <!-- 设置凭证匹配器 -->
    <property name="credentialsMatcher" ref="credentialsMatcher"/>
</bean>

<!-- 凭证匹配器 -->
<bean id="credentialsMatcher" class="org.apache.shiro.authc.credential.HashedCredentialsMatcher">
    <property name="hashAlgorithmName" value="MD5"/>
    <property name="hashIterations" value="1024"/>
</bean>

<!-- 配置shiro的DefaultWebSessionManager -->
<bean id="sessionManager" class="org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager">
    <property name="sessionDAO" ref="sessionDAO"/>
</bean>

#### 5.2 用户认证和授权实例演示

我们来演示一个简单的用户认证和授权的实例，假设我们有一个`UserController`用于处理用户相关的请求：

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @RequestMapping("/login")
    public String login(String username, String password, HttpSession session) {
        // 获取当前Subject
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
        // 封装用户登录数据
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
        try {
            // 执行登录操作
            currentUser.login(token);
            // 登录成功，将用户信息存入session
            session.setAttribute("userInfo", userService.getUserInfo(username));
            return "redirect:/index";
        } catch (AuthenticationException e) {
            // 登录失败，返回登录页面并提示错误信息
            return "redirect:/login?error";
        }
    }

    @RequiresPermissions("user:delete")
    @RequestMapping("/delete")
    public String deleteUser(int userId) {
        userService.deleteUser(userId);
        return "redirect:/user/list";
    }
}

#### 5.3 使用shiro管理会话

Shiro提供了一套灵活的会话管理机制，我们可以通过配置`DefaultWebSessionManager`来实现会话管理：

<!-- 配置shiro的DefaultWebSessionManager -->
<bean id="sessionManager" class="org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager">
    <property name="sessionDAO" ref="sessionDAO"/>
</bean>

通过以上配置，我们可以使用shiro来管理会话，包括会话的创建、销毁、失效时间等设置。

### 6. 第六章：总结

在本文中，我们深入探讨了安全框架shiro与Spring集成的基础配置。通过学习本文，读者应该已经掌握了以下知识点：

#### 6.1 集成shiro与Spring的优势和不足
集成shiro与Spring可以让我们利用Spring容器的特性，同时也能够利用shiro提供的强大安全性功能。这种集成能够使我们的项目更加模块化、可扩展性更好，并且安全性更高。但是，集成过程中可能会出现一些配置上的复杂性，需要谨慎处理。

#### 6.2 最佳实践与注意事项
在进行集成配置时，建议遵循最佳实践，如在配置shiro的过滤器链时，应该根据具体业务需求来适配。另外，需要注意在配置过程中的细节，如在配置自定义Realm时，需要确保Realm的实现和数据源的连接正确。

#### 6.3 未来发展趋势和建议
随着互联网安全形势的不断发展，安全框架shiro与Spring集成的需求也将不断增加。未来的发展趋势可能会更加注重微服务、云原生等方面，因此建议开发者在进行集成配置时，要保持对新技术的关注，并灵活应用于实际的项目中。

总之，安全框架shiro与Spring集成是一个重要且具有挑战性的任务，通过深入理解和实践，读者可以更好地掌握这一技术，提高系统的安全性和稳定性。