1、Shiro概述
Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架，执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用Shiro的易于理解的API，您可以快速、轻松地获得任何应用程序，从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。
Apache Shiro的首要目标是易于使用和理解。安全有时候是很复杂的，甚至是痛苦的，但它没有必要这样。框架应该尽可能掩盖复杂的地方，露出一个干净而直观的 API，来简化开发人员在使他们的应用程序安全上的努力。以下是你可以用 Apache Shiro 所做的事情：
验证用户来核实他们的身份
对用户执行访问控制，如：判断用户是否被分配了一个确定的安全角色；判断用户是否被允许做某事
在任何环境下使用 Session API，即使没有 Web 或 EJB 容器。
在身份验证，访问控制期间或在会话的生命周期，对事件作出反应。
聚集一个或多个用户安全数据的数据源，并作为一个单一的复合用户“视图”。
启用单点登录（SSO）功能。
为没有关联到登录的用户启用"Remember Me"服务
2、Shiro与Spring Security的区别
2.1 Shiro优点：
Shiro较之 Spring Security，Shiro在保持强大功能的同时，还在简单性和灵活性方面拥有巨大优势。
1. 易于理解的 Java Security API；
2. 简单的身份认证（登录），支持多种数据源（LDAP，JDBC，Kerberos，ActiveDirectory 等）；
3. 对角色的简单的签权（访问控制），支持细粒度的签权；
4. 支持一级缓存，以提升应用程序的性能；
5. 内置的基于 POJO 企业会话管理，适用于 Web 以及非 Web 的环境；
6. 异构客户端会话访问；
7. 非常简单的加密 API（MD5）；
8. 不跟任何的框架或者容器捆绑，可以独立运行
2.2 Spring Security
除了不能脱离Spring，shiro的功能它都有。而且Spring Security对Oauth、OpenID也有支持,Shiro则需要自己手动实现。Spring Security的权限细粒度更高。不过Spring Security是重量级的，而Shiro是轻量级的框架。
3、Shiro的功能模块
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。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。
Session Management ：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 ：Shiro 的 web 支持的 API 能够轻松地帮助保护 Web 应用程序。
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 ：Apache Shiro 利用它的并发特性来支持多线程应用程序。
Testing ：测试支持的存在来帮助你编写单元测试和集成测试，并确保能够如预期的一样安全。
"Run As" ：一个允许用户假设为另一个用户身份（如果允许）的功能，有时候在管理脚本很有用。 "Remember Me" ：记住我。
4、Shiro的内部结构
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；所以呢，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；
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。
5、使用Shiro的要点
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。
6、Shiro入门案例
6.1 搭建基于ini的运行环境
ini是Shiro的配置文件的后缀名，在ini配置文件中可以配置用户，角色以及Realm信息。本次的入门案例，我们就是通过ini配置文件来当做数据库的作用。
在IDEA中，创建maven工程shiro_demo，pom.xml文件中引入下面的坐标：
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.apache.shiro</groupId>
<artifactId>shiro-core</artifactId>
<version>1.3.2</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>commons-logging</groupId>
<artifactId>commons-logging</artifactId>
<version>1.1.3</version>
</dependency>
</dependencies>
6.2 用户认证
认证：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份。基于shiro的认证，是通过subject的login方法完成用户认证工作的
6.2.1创建ini配置文件
在resource目录下创建shiro的ini配置文件构造模拟数据（shiro-auth.ini）
[users]
#模拟从数据库查询的用户
#用户名=密码
zhangsan=123456
lisi=123456
6.2.2 测试用户认证
package com.zdw.shiro;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.apache.shiro.util.Factory;
import org.junit.Test;
public class ShiroAuthTest {
@Test
public void testLogin(){
//1 加载ini配置文件
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro-auth.ini");
//2 得到SecurityManager
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
//3 把SecurityManager设置到运行环境中
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
//4 从运行环境中得到Subject
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
/**
* 模拟登录，和传统等不同的是需要使用主体进行登录
*/
//5.构造主体登录的凭证（即用户名/密码）
//第一个参数：登录用户名，第二个参数：登录密码
UsernamePasswordToken usernamePasswordToken = new UsernamePasswordToken("zhangsan","123456");
//6 subject调用login方法，进行认证
subject.login(usernamePasswordToken);
//7 验证是否登录成功
System.out.println(subject.isAuthenticated());//成功会返回true
//8.登录成功获取数据
//getPrincipal 获取登录成功的安全数据，安全数据中默认存的用户名
System.out.println(subject.getPrincipal());
}
}
6.3 用户授权
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。
6.3.1 创建ini配置文件
在resource目录下创建shiro的ini配置文件构造模拟数据（shiro-prem.ini）
[users]
#用户名=密码，角色名
zhangsan=123456,role1,role2
lisi=123456,role2
[roles]
#模拟从数据库查询的角色和权限列表
#数据格式 角色名=权限1，权限2
role1=user:save,user:delete
role2=user:update
6.3.2 测试用户授权
在src/test/java下面创建测试类：
package com.zdw.shiro;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.apache.shiro.util.Factory;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class ShiroPermTest {
private SecurityManager securityManager;
@Before//执行测试方法之前会先执行这个方法，可以用来做初始化操作
public void init(){
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro-prem.ini");
securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
}
@Test
public void testPerm(){
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
UsernamePasswordToken usernamePasswordToken = new UsernamePasswordToken("lisi","123456");
subject.login(usernamePasswordToken);
//登录成功之后进行授权，我们这里只要打印出是否拥有某个权限就好了
if(subject.isAuthenticated()){//说明登录成功
boolean userSave = subject.isPermitted("user:save");//返回是否有该权限
boolean userUpdate = subject.isPermitted("user:update");
System.out.println("用户登录成功，拥有user:save权限："+userSave+"，拥有user:update："+userUpdate);
}
}
}
6.4 自定义Realm
Realm域：Shiro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。
6.4.1 创建shiro的ini配置文件
在resource目录下创建shiro的ini配置文件构造指定Realm（shiro-realm.ini)
[main]
#声明Realm
premRealm=com.zdw.shiro.PermissionRealm
#注册realm到securityManager中
securityMangager.realms=$premRealm
6.4.2 定义PermissionRealm
在src/main/java下面定义shiro-realm.ini文件中声明的PermissionRealm：
package com.zdw.shiro;
import org.apache.shiro.authc.*;
import org.apache.shiro.authz.AuthorizationInfo;
import org.apache.shiro.authz.SimpleAuthorizationInfo;
import org.apache.shiro.realm.AuthorizingRealm;
import org.apache.shiro.subject.PrincipalCollection;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
/**
* 自定义realms对象
* 继承AuthorizingRealm
* 重写方法
* doGetAuthorizationInfo：授权
* 获取到用户的授权数据（用户的权限数据）
* doGetAuthenticationInfo：认证
* 根据用户名密码登录，将用户数据保存（安全数据）
*/
public class PermissionRealm extends AuthorizingRealm {
//shiro是根据Realm的名称来判断找到哪个Realm的，一般设置为当前的Realm类名
public void setName(String name){
super.setName("permissionRealm");
}
/**
* 授权方法：授权的主要目的就是查询数据库获取用户的所有角色和权限信息
* @param principalCollection 里面包含所有的安全数据
*/
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principalCollection) {
System.out.println("------授权方法执行-----");
//从PrincipalCollection中获取已经认证的用户的安全数据
String username = (String) principalCollection.getPrimaryPrincipal();
/**
* 正式环境：根据用户id或用户名查询用户信息
* 查询用户的角色和权限
* 这里为方便测试，自定义角色和权限信息
*/
//模拟从数据库中查询的用户所有权限
List<String> perms = new ArrayList<>();
perms.add("user:save");
perms.add("user:update");
//模拟从数据库中查询的用户所有角色
List<String> roles = new ArrayList<>();
roles.add("role1");
roles.add("role2");
//4.构造返回
SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();
//设置权限集合
info.addStringPermissions(perms);
//设置角色集合
info.addRoles(roles);
return info;
}
/**
* 认证方法，作用是比较输入的用户名和密码是否和数据库的一致（我们这里的数据库就是指自定义的Realm）
* @param authenticationToken 登录信息的token
*/
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken authenticationToken) throws AuthenticationException {
System.out.println("------认证方法执行-----");
//获取登录的 UsernamePasswordToken
UsernamePasswordToken usernamePasswordToken = (UsernamePasswordToken)authenticationToken;
//获取客户端的用户名和密码
String username = usernamePasswordToken.getUsername();
String password = new String(usernamePasswordToken.getPassword());
/**
* 验证用户名和密码是否正确：
* 如果是正式系统的话，应该是根据用户名去查询数据库，然后再比对密码的，这里为了测试方便，就直接写死
*/
if("123456".equals(password)){//说明密码正确
//向shiro中存入安全数据，构造方法的参数：1.安全数据，2.密码。3。当前realm域名称
SimpleAuthenticationInfo info = new SimpleAuthenticationInfo(username,password,this.getName());
return info;
}
//6.失败，抛出异常或返回null
throw new RuntimeException("用户名或密码错误");
}
}
6.4.3 测试自定义Realm
在src/test/java中新增测试类：ShiroRealmTest
package com.zdw.shiro;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.apache.shiro.authc.UsernamePasswordToken;
import org.apache.shiro.config.IniSecurityManagerFactory;
import org.apache.shiro.mgt.SecurityManager;
import org.apache.shiro.subject.Subject;
import org.apache.shiro.util.Factory;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
public class ShiroRealmTest {
private SecurityManager securityManager;
@Before
public void init(){
Factory<SecurityManager> factory = new IniSecurityManagerFactory("classpath:shiro-realm.ini");
SecurityManager securityManager = factory.getInstance();
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager);
}
@Test
public void testRealm(){
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();//从运行环境中得到主体对象Subject
//构造登录数据
UsernamePasswordToken usernamePasswordToken = new UsernamePasswordToken("zhangsan","123456");
//通过主体对象登录，会调用Realm中的认证方法
subject.login(usernamePasswordToken);
//调用Realm的授权方法，下面的方法每执行一次，Realm中的授权方法就执行一次
boolean role1 = subject.hasRole("role1");
boolean userSave = subject.isPermitted("user:save");
System.out.println("用户是否有角色role1："+role1+"，用户是否有权限user:save："+userSave);
}
}
7、认证与授权的执行流程分析
7.1 认证流程
1. 首先调用Subject.login(token)进行登录，其会自动委托给Security Manager，调用之前必须通过SecurityUtils. setSecurityManager()设置；
2. SecurityManager负责真正的身份验证逻辑；它会委托给Authenticator进行身份验证；
3. Authenticator才是真正的身份验证者，Shiro API中核心的身份认证入口点，此处可以自定义插入自己的实现；
4. Authenticator可能会委托给相应的AuthenticationStrategy进行多Realm身份验证，默认ModularRealmAuthenticator会调用AuthenticationStrategy进行多Realm身份验证；
5. Authenticator会把相应的token传入Realm，从Realm获取身份验证信息，如果没有返回/抛出异常表示身份验证失败了。此处可以配置多个Realm，将按照相应的顺序及策略进行访问。
7.2 授权流程
1. 首先调用Subject.isPermitted/hasRole接口，其会委托给SecurityManager，而SecurityManager接着会委托给Authorizer；
2. Authorizer是真正的授权者，如果我们调用如isPermitted(“user:view”)，其首先会通过PermissionResolver把字符串转换成相应的Permission实例；
3. 在进行授权之前，其会调用相应的Realm获取Subject相应的角色/权限用于匹配传入的角色/权限；
4. Authorizer会判断Realm的角色/权限是否和传入的匹配，如果有多个Realm，会委托给ModularRealmAuthorizer进行循环判断，如果匹配如isPermitted/hasRole会返回true，否则返回false表示授权失败。