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Apache Shiro内容的簡單概要

1.1  簡介

Apache Shiro是Java的一個安全架構。目前,使用Apache Shiro的人越來越多,因為它相當簡單,對比Spring Security,可能沒有Spring Security做的功能強大,但是在實際工作時可能并不需要那麼複雜的東西,是以使用小而簡單的Shiro就足夠了。對于它倆到底哪個好,這個不必糾結,能更簡單的解決項目問題就好了。

本教程隻介紹基本的Shiro使用,不會過多分析源碼等,重在使用。

Shiro可以非常容易的開發出足夠好的應用,其不僅可以用在JavaSE環境,也可以用在JavaEE環境。Shiro可以幫助我們完成:認證、授權、加密、會話管理、與Web內建、緩存等。這不就是我們想要的嘛,而且Shiro的API也是非常簡單;其基本功能點如下圖所示:

Apache Shiro内容的簡單概要

Authentication:身份認證/登入,驗證使用者是不是擁有相應的身份;

Authorization:授權,即權限驗證,驗證某個已認證的使用者是否擁有某個權限;即判斷使用者是否能做事情,常見的如:驗證某個使用者是否擁有某個角色。或者細粒度的驗證某個使用者對某個資源是否具有某個權限;

Session Manager:會話管理,即使用者登入後就是一次會話,在沒有退出之前,它的所有資訊都在會話中;會話可以是普通JavaSE環境的,也可以是如Web環境的;

Cryptography:加密,保護資料的安全性,如密碼加密存儲到資料庫,而不是明文存儲;

Web Support:Web支援,可以非常容易的內建到Web環境;

Caching:緩存,比如使用者登入後,其使用者資訊、擁有的角色/權限不必每次去查,這樣可以提高效率;

Concurrency:shiro支援多線程應用的并發驗證,即如在一個線程中開啟另一個線程,能把權限自動傳播過去;

Testing:提供測試支援;

Run As:允許一個使用者假裝為另一個使用者(如果他們允許)的身份進行通路;

Remember Me:記住我,這個是非常常見的功能,即一次登入後,下次再來的話不用登入了。

記住一點,Shiro不會去維護使用者、維護權限;這些需要我們自己去設計/提供;然後通過相應的接口注入給Shiro即可。

接下來我們分别從外部和内部來看看Shiro的架構,對于一個好的架構,從外部來看應該具有非常簡單易于使用的API,且API契約明确;從内部來看的話,其應該有一個可擴充的架構,即非常容易插入使用者自定義實作,因為任何架構都不能滿足所有需求。

首先,我們從外部來看Shiro吧,即從應用程式角度的來觀察如何使用Shiro完成工作。如下圖:

Apache Shiro内容的簡單概要

可以看到:應用代碼直接互動的對象是Subject,也就是說Shiro的對外API核心就是Subject;其每個API的含義:

Subject:主體,代表了目前“使用者”,這個使用者不一定是一個具體的人,與目前應用互動的任何東西都是Subject,如網絡爬蟲,機器人等;即一個抽象概念;所有Subject都綁定到SecurityManager,與Subject的所有互動都會委托給SecurityManager;可以把Subject認為是一個門面;SecurityManager才是實際的執行者;

SecurityManager:安全管理器;即所有與安全有關的操作都會與SecurityManager互動;且它管理着所有Subject;可以看出它是Shiro的核心,它負責與後邊介紹的其他元件進行互動,如果學習過SpringMVC,你可以把它看成DispatcherServlet前端控制器;

Realm:域,Shiro從從Realm擷取安全資料(如使用者、角色、權限),就是說SecurityManager要驗證使用者身份,那麼它需要從Realm擷取相應的使用者進行比較以确定使用者身份是否合法;也需要從Realm得到使用者相應的角色/權限進行驗證使用者是否能進行操作;可以把Realm看成DataSource,即安全資料源。

也就是說對于我們而言,最簡單的一個Shiro應用:

1、應用代碼通過Subject來進行認證和授權,而Subject又委托給SecurityManager;

2、我們需要給Shiro的SecurityManager注入Realm,進而讓SecurityManager能得到合法的使用者及其權限進行判斷。

從以上也可以看出,Shiro不提供維護使用者/權限,而是通過Realm讓開發人員自己注入。

接下來我們來從Shiro内部來看下Shiro的架構,如下圖所示:

Apache Shiro内容的簡單概要

Subject:主體,可以看到主體可以是任何可以與應用互動的“使用者”;

SecurityManager:相當于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher;是Shiro的心髒;所有具體的互動都通過SecurityManager進行控制;它管理着所有Subject、且負責進行認證和授權、及會話、緩存的管理。

Authenticator:認證器,負責主體認證的,這是一個擴充點,如果使用者覺得Shiro預設的不好,可以自定義實作;其需要認證政策(Authentication Strategy),即什麼情況下算使用者認證通過了;

Authrizer:授權器,或者通路控制器,用來決定主體是否有權限進行相應的操作;即控制着使用者能通路應用中的哪些功能;

Realm:可以有1個或多個Realm,可以認為是安全實體資料源,即用于擷取安全實體的;可以是JDBC實作,也可以是LDAP實作,或者記憶體實作等等;由使用者提供;注意:Shiro不知道你的使用者/權限存儲在哪及以何種格式存儲;是以我們一般在應用中都需要實作自己的Realm;

SessionManager:如果寫過Servlet就應該知道Session的概念,Session呢需要有人去管理它的生命周期,這個元件就是SessionManager;而Shiro并不僅僅可以用在Web環境,也可以用在如普通的JavaSE環境、EJB等環境;所有呢,Shiro就抽象了一個自己的Session來管理主體與應用之間互動的資料;這樣的話,比如我們在Web環境用,剛開始是一台Web伺服器;接着又上了台EJB伺服器;這時想把兩台伺服器的會話資料放到一個地方,這個時候就可以實作自己的分布式會話(如把資料放到Memcached伺服器);

SessionDAO:DAO大家都用過,資料通路對象,用于會話的CRUD,比如我們想把Session儲存到資料庫,那麼可以實作自己的SessionDAO,通過如JDBC寫到資料庫;比如想把Session放到Memcached中,可以實作自己的Memcached SessionDAO;另外SessionDAO中可以使用Cache進行緩存,以提高性能;

CacheManager:緩存控制器,來管理如使用者、角色、權限等的緩存的;因為這些資料基本上很少去改變,放到緩存中後可以提高通路的性能

Cryptography:密碼子產品,Shiro提高了一些常見的加密元件用于如密碼加密/解密的。