Spring Boot和Shiro教程-RememberMe功能实现

# 1. 简介

## 1.1 Spring Boot和Shiro简介
Spring Boot 是一个基于 Spring 的轻量级框架，用于快速搭建基于 Spring 的应用程序。它简化了基于 Spring 的应用程序的搭建过程，提供了一种快速、便捷的方式来构建应用程序。

Apache Shiro 是一个强大且易于使用的Java安全框架，提供了身份验证、授权、加密和会话管理等功能，适用于任何应用程序。Shiro 的设计目标是使安全易于使用，它提供了一种简单直接的方式，来满足应用程序中的安全需求。

## 1.2 RememberMe功能概述
RememberMe 功能是指用户登录后，即使关闭浏览器再次打开时，也能保持登录状态。该功能通过在用户浏览器中保存一个持久化的令牌来实现。当用户再次访问网站时，令牌会自动登录用户，无需重新输入账号密码。

接下来我们将介绍如何在Spring Boot项目中集成Shiro，并实现RememberMe功能。

# 2. 环境搭建

在本章节中，我们将介绍如何搭建环境来集成Spring Boot和Shiro，并配置数据库用于存储用户信息。

### 2.1 安装Spring Boot

首先，我们需要安装Spring Boot。可以通过以下步骤来完成安装：

1. 访问Spring Boot的官方网站（https://spring.io/projects/spring-boot）。
2. 在网站上找到最新版的Spring Boot，并下载对应的压缩包。
3. 解压缩下载的压缩包到指定的目录。
4. 配置环境变量，将Spring Boot的bin目录添加到系统的PATH中。

完成以上步骤后，我们就成功安装了Spring Boot。

### 2.2 引入Shiro依赖

接下来，我们将引入Shiro的依赖，以便在Spring Boot项目中使用Shiro功能。可以按照以下步骤进行操作：

1. 打开你的Spring Boot项目，找到项目的pom.xml文件。
2. 在pom.xml文件的dependencies节中添加以下代码：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>1.7.1</version>
</dependency>

3. 保存并关闭pom.xml文件。重新构建项目，以使Shiro的依赖生效。

### 2.3 配置数据库

在使用Shiro进行用户认证和授权时，我们需要一个持久化存储来保存用户信息、角色和权限等数据。通常情况下，我们会选择使用数据库来存储这些数据。

以下是配置数据库的步骤：

1. 在你的Spring Boot项目的配置文件（比如application.yml或application.properties）中添加以下配置：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
    username: your_username
    password: your_password
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver

请将上述配置中的`your_username`替换为你的数据库用户名，`your_password`替换为你的数据库密码。

2. 确保你的项目中已经引入了MySQL数据库的相关依赖。如果没有引入，你可以在pom.xml文件中添加以下代码：

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>

3. 运行你的Spring Boot项目，确保数据库配置生效并能够成功连接到数据库。

完成以上步骤后，我们就完成了环境搭建的过程。接下来，我们可以开始实现用户认证和授权的功能了。

# 3. 用户认证和授权

用户认证和授权是一个系统中非常重要的部分，能够保障系统的安全性。在Spring Boot项目中集成Shiro可以很方便地实现用户认证和授权功能。

#### 3.1 用户登录功能实现

在使用Shiro进行用户认证之前，首先需要实现用户登录功能。通过收集用户输入的用户名和密码，然后验证其合法性，最后将用户信息存储到会话中以表示用户已登录。

// 示例代码，实现用户登录功能
@Controller
public class LoginController {

    @RequestMapping("/login")
    public String login(HttpServletRequest request, String username, String password, boolean rememberMe) {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password, rememberMe);
        try {
            subject.login(token);
            // 登录成功后的处理
            return "index";
        } catch (AuthenticationException e) {
            // 登录失败后的处理
            return "login";
        }
    }
}

#### 3.2 用户角色和权限管理

在Shiro中，可以使用不同的注解和配置来实现用户的角色和权限管理。通过给用户分配角色和权限，可以控制用户在系统中可以执行的操作。

// 示例代码，实现用户角色和权限管理
@RequiresRoles("admin")
public class AdminController {
    @RequiresPermissions("user:delete")
    @RequestMapping("/deleteUser")
    public String deleteUser(Long userId) {
        // 删除用户操作
        return "success";
    }
}

#### 3.3 使用Shiro进行用户认证

Shiro提供了多种方式来进行用户认证，可以通过编程的方式或配置文件的方式来实现。在Spring Boot中，通常会选择使用注解和配置类的方式来集成Shiro进行用户认证。

// 示例代码，使用Shiro进行用户认证
@Configuration
public class ShiroConfig {
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();
        // 设置其他配置项
        return shiroFilterFactoryBean;
    }
    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager(Realm realm) {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(realm);
        // 设置其他配置项
        return securityManager;
    }
    @Bean
    public Realm realm() {
        // 创建自定义的Realm
        return new CustomRealm();
    }
}

以上是用户认证和授权在Spring Boot项目中集成Shiro的基本实现方式，通过以上配置和代码，可以实现基本的用户登录、角色和权限管理以及用户认证功能。

# 4. RememberMe功能实现

RememberMe功能是Shiro提供的一种方便的自动登录功能，允许用户在关闭网站或浏览器后，重新打开页面时能够自动登录。本章将介绍RememberMe的原理、在Spring Boot中启用RememberMe的方法以及配置RememberMe的持久化方式。

#### 4.1 RememberMe的原理介绍

RememberMe的原理是在用户登录成功后，将用户的身份信息（通常是用户ID或用户名）保存到客户端的Cookie中，并在下次访问网站时，通过解析Cookie中的身份信息来自动登录用户。

#### 4.2 在Spring Boot中启用RememberMe

要在Spring Boot项目中启用RememberMe功能，需要进行如下配置：

首先，在Spring Boot的配置文件（通常是application.yml或application.properties）中添加如下配置：

shiro:
  rememberMe:
    enabled: true
    cipherKey: kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA==

其中，`enabled`用于启用RememberMe功能，`cipherKey`用于指定加密密钥，可以使用任意长度的字符串，但必须是Base64编码的字符串。

然后，在Spring Boot的配置类或配置文件中，将RememberMeManager注入到Shiro的SecurityManager中：

@Bean
public SecurityManager securityManager() {
    DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
    // 配置其他Realm和RealNamePasswordRetry用于登录认证
    securityManager.setRememberMeManager(rememberMeManager());
    return securityManager;
}

@Bean
public CookieRememberMeManager rememberMeManager() {
    CookieRememberMeManager rememberMeManager = new CookieRememberMeManager();
    rememberMeManager.setCipherKey(Base64.decode("kPH+bIxk5D2deZiIxcaaaA=="));
    return rememberMeManager;
}

#### 4.3 配置RememberMe的持久化方式

通过以上步骤，已经启用了RememberMe功能，但默认情况下，RememberMe是使用Cookie存储持久化信息的。如果需要将RememberMe持久化到数据库中，可以自定义实现RememberMeManager接口，并进行相应的配置。

首先，创建一个实现RememberMeManager接口的类，并实现相关的方法。例如，使用JDBC来持久化RememberMe信息的实现代码如下：

public class JdbcRememberMeManager implements RememberMeManager {

    private JdbcTemplate jdbcTemplate;
    public JdbcRememberMeManager(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }
    @Override
    public void rememberIdentity(PrincipalCollection principals, AuthenticationToken token, RememberMeConfig rememberMeConfig) {
        // 获取用户信息
        String username = (String) principals.getPrimaryPrincipal();
        // 获取RememberMe的加密密钥
        byte[] cipherKey = rememberMeConfig.getCipherKey().getBytes();
        // 生成RememberMe的持久化数据
        // ...
        // 将数据存储至数据库
        // ...
    }
    @Override
    public PrincipalCollection forgetIdentity(AuthenticationToken token, RememberMeConfig rememberMeConfig) {
        // 获取RememberMe的加密密钥
        byte[] cipherKey = rememberMeConfig.getCipherKey().getBytes();
        // 获取持久化数据
        // ...
        // 将数据从数据库中读取并解析为PrincipalCollection对象
        // ...
        return principalCollection;
    }
    // 其他方法的实现
    // ...
}

然后，在Spring Boot的配置类中，注入相应的Bean，并配置到SecurityManager中：

@Bean
public SecurityManager securityManager() {
    DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
    // 配置其他Realm和RealNamePasswordRetry用于登录认证
    securityManager.setRememberMeManager(rememberMeManager());
    return securityManager;
}

@Bean
public JdbcRememberMeManager rememberMeManager(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
    return new JdbcRememberMeManager(jdbcTemplate);
}

通过以上配置，RememberMe功能将使用自定义的RememberMeManager实现进行持久化。

在本章中，我们介绍了RememberMe的原理、启用RememberMe的方法以及配置RememberMe的持久化方式。通过正确的配置，我们可以在Spring Boot项目中实现方便的自动登录功能。在下一章节中，将介绍RememberMe功能的安全性相关内容。

# 5. RememberMe功能的安全性

RememberMe功能虽然方便用户登录，但也存在一定的安全风险。在使用RememberMe功能时，需要注意以下几点来提高系统的安全性。

### 5.1 RememberMe的安全风险

RememberMe功能的安全风险主要包括以下几个方面：

- 持久化方式：如果RememberMe的凭证信息被持久化保存在客户端，那么一旦客户端被攻击者获取，攻击者就能通过这些凭证信息来伪造身份，并访问用户的账户。
- 凭证信息的泄露：如果RememberMe的凭证信息被泄露，比如存储在浏览器的Cookie中，那么攻击者可以通过获取该凭证来绕过登录认证，直接访问用户的账户。
- RememberMe的失效问题：如果RememberMe的凭证信息在用户主动注销登录后没有失效，那么别人可以利用这些凭证信息来登录用户的账户。
- 弱密码问题：如果用户设置的RememberMe的密码比较弱，容易被猜测或撞库破解，那么攻击者也能利用这些密码来登录用户的账户。

### 5.2 RememberMe的加固方法

为了加强RememberMe功能的安全性，可以采取以下几种措施：

- 使用安全的持久化方式：避免将凭证信息直接保存在客户端，而是使用服务器上的持久化存储来保存凭证信息，比如使用数据库、缓存等。同时，可以对凭证信息进行加密存储，提高难度。
- 增加凭证信息的安全性：可以对凭证信息进行加密处理，确保即使被泄露也难以解密。可以使用密钥、散列函数等技术来增加凭证信息的安全性。
- 设置RememberMe的有效期：在用户注销登录后，需要及时失效RememberMe的凭证信息，避免被滥用。可以根据具体业务需求和安全性要求来设置有效期的时长。
- 强化用户密码策略：用户在设置RememberMe的密码时，应该遵循一定的密码策略，比如密码长度、复杂度要求等，以增加破解密码的难度。
- 添加额外的安全措施：可以基于RememberMe功能加入额外的安全措施，比如验证码、双因素认证等，提高系统的安全性。

### 5.3 使用RememberMe时的注意事项

使用RememberMe功能时，需要注意以下几点：

- 需要在系统的登录页面明确提示用户是否启用RememberMe功能，并在用户授权前明确告知用户RememberMe的安全风险，让用户自主选择是否启用该功能。
- 应该定期检查和更新系统的RememberMe功能，及时修复可能存在的安全漏洞。
- 如果发现RememberMe的凭证信息被泄露或存在安全风险，应及时通知用户，并参考相关安全建议进行处理。

总之，RememberMe功能在提高用户体验的同时也带来了一定的安全风险。在使用该功能时，需要综合考虑业务需求和安全性要求，采取适当的安全措施来保护用户的账户安全。

# 6. 实战演练

在本章中，我们将通过创建一个简单的Spring Boot项目来演示如何集成Shiro，并实现RememberMe功能。

### 6.1 创建一个简单的Spring Boot项目

首先，我们需要创建一个简单的Spring Boot项目。可以通过使用Spring Initializer（https://start.spring.io/）或使用IDE的项目创建向导来完成。

创建完成后，我们可以在项目的入口类中添加一些基本的配置。

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

}

### 6.2 添加Shiro的配置和用户认证功能

接下来，我们需要添加Shiro的配置和用户认证功能。

首先，我们需要在项目的配置文件（application.properties或application.yaml）中配置Shiro相关的属性。

# Shiro配置
shiro:
  ini-config: classpath:shiro.ini
  rememberMe:
    encryptionKey: your-encryption-key
    cookieName: remember-me
    cookieMaxAge: 2592000

然后，我们需要创建一个`ShiroConfig`类，并在该类中添加Shiro的配置。

@Configuration
public class ShiroConfig {

    @Value("${shiro.ini-config}")
    private String shiroIniConfig;

    // Shiro拦截器配置
    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean = new ShiroFilterFactoryBean();
        shiroFilterFactoryBean.setSecurityManager(securityManager);

        // 添加Shiro过滤器链
        Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();
        filterChainDefinitionMap.put("/login", "anon");
        filterChainDefinitionMap.put("/**", "user");

        shiroFilterFactoryBean.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);
        return shiroFilterFactoryBean;
    }

    // 创建SecurityManager
    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager(Realm realm) {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(realm);

        // 配置RememberMeManager
        securityManager.setRememberMeManager(rememberMeManager());
        return securityManager;
    }

    // 创建Realm
    @Bean
    public Realm realm() {
        IniRealm realm = new IniRealm(shiroIniConfig);
        return realm;
    }
    // 创建RememberMeManager
    @Bean
    public RememberMeManager rememberMeManager() {
        CookieRememberMeManager rememberMeManager = new CookieRememberMeManager();
        rememberMeManager.setCookie(rememberMeCookie());
        rememberMeManager.setCipherKey(Base64.decode("your-base64-encoded-key"));
        return rememberMeManager;
    }

    // 创建RememberMeCookie
    @Bean
    public SimpleCookie rememberMeCookie() {
        SimpleCookie simpleCookie = new SimpleCookie();
        simpleCookie.setName("remember-me");
        simpleCookie.setMaxAge(2592000);
        return simpleCookie;
    }

}

在上述代码中，我们通过配置`shiro.ini-config`属性来指定Shiro的INI配置文件。我们还通过`ShiroFilterFactoryBean`来配置Shiro的过滤器链，以及通过`DefaultWebSecurityManager`配置Shiro的SecurityManager。

### 6.3 实现RememberMe功能的演示

在完成上述配置后，我们可以创建一个简单的Controller类来演示RememberMe功能的使用。

@RestController
public class UserController {

    @PostMapping("/login")
    public String login(String username, String password, boolean rememberMe) {
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();

        // 使用UsernamePasswordToken进行登录
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password, rememberMe);
        currentUser.login(token);

        return "Login success";
    }

    @GetMapping("/profile")
    public String profile() {
        return "User profile";
    }

    @GetMapping("/logout")
    public String logout() {
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
        currentUser.logout();
        return "Logout success";
    }

}

在上述代码中，我们定义了三个接口：`/login`用于用户登录，`/profile`用于查看用户信息，`/logout`用于用户退出登录。

使用Postman或浏览器访问`/login`接口，提交用户名、密码和是否勾选RememberMe的参数，即可完成用户登录。在登录成功后，访问`/profile`接口即可查看用户信息。如果用户勾选了RememberMe，则关闭浏览器再次打开时，用户将自动登录。

至此，我们已经成功创建了一个简单的Spring Boot项目，并集成了Shiro并实现了RememberMe功能。

## 结语

本文通过详细介绍了如何在Spring Boot项目中集成Shiro，并实现RememberMe功能。通过实战演练和相关的安全性问题的讲解，希望读者能够掌握相关的知识，并在实际项目中正确使用RememberMe功能，提高系统的用户体验。