SpringBoot 2.x 开发案例之前后端分离鉴权

前言

阅读本文需要一定的前后端开发基础,前后端分离已成为互联网项目开发的业界标准使用方式,通过Nginx代理+Tomcat的方式有效的进行解耦,并且前后端分离会为以后的大型分布式架构、弹性计算架构、微服务架构、多端化服务(多种客户端,例如:浏览器,小程序,安卓,IOS等等)打下坚实的基础。这个步骤是系统架构从猿进化成人的必经之路。

其核心思想是前端页面通过AJAX调用后端的API接口并使用JSON数据进行交互。

原始模式

开发者通常使用Servlet、Jsp、Velocity、Freemaker、Thymeleaf以及各种框架模板标签的方式实现前端效果展示。通病就是,后端开发者从后端撸到前端,前端只负责切切页面,修修图,更有甚者,一些团队都没有所谓的前端。

分离模式

在传统架构模式中,前后端代码存放于同一个代码库中,甚至是同一工程目录下。页面中还夹杂着后端代码。前后端分离以后,前后端分成了两个不同的代码库,通常使用 Vue、React、Angular、Layui等一系列前端框架实现。

权限校验

回到文章的主题,这里我们使用目前最流行的跨域认证解决方案JSON Web Token(缩写 JWT

pom.xml引入:

<dependency>
	<groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
	<artifactId>jjwt</artifactId>
	<version>0.9.1</version>
</dependency>

工具类,签发JWT,可以存储简单的用户基础信息,比如用户ID、用户名等等,只要能识别用户信息即可,重要的角色权限不建议存储:

/**
 * JWT加密和解密的工具类
 */
public class JwtUtils {
	/**
	 * 加密字符串 禁泄漏
	 */
	public static final String SECRET = "e3f4e0ffc5e04432a63730a65f0792b0";
	public static final int JWT_ERROR_CODE_NULL = 4000; // Token不存在
	public static final int JWT_ERROR_CODE_EXPIRE = 4001; // Token过期
	public static final int JWT_ERROR_CODE_FAIL = 4002; // 验证不通过

    /**
     * 签发JWT
     * @param id
     * @param subject
     * @param ttlMillis
     * @return  String
     */
	public static String createJWT(String id, String subject, long ttlMillis) {
		SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
		long nowMillis = System.currentTimeMillis();
		Date now = new Date(nowMillis);
		SecretKey secretKey = generalKey();
		JwtBuilder builder = Jwts.builder()
				.setId(id)
				.setSubject(subject)   // 主题
				.setIssuer("爪哇笔记")     // 签发者
				.setIssuedAt(now)      // 签发时间
				.signWith(signatureAlgorithm, secretKey); // 签名算法以及密匙
		if (ttlMillis >= 0) {
			long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
			Date expDate = new Date(expMillis);
			builder.setExpiration(expDate); // 过期时间
		}
		return builder.compact();
	}
    /**
     * 验证JWT
     * @param jwtStr
     * @return  CheckResult
     */
	public static CheckResult validateJWT(String jwtStr) {
		CheckResult checkResult = new CheckResult();
		Claims claims;
		try {
			claims = parseJWT(jwtStr);
			checkResult.setSuccess(true);
			checkResult.setClaims(claims);
		} catch (ExpiredJwtException e) {
			checkResult.setErrCode(JWT_ERROR_CODE_EXPIRE);
			checkResult.setSuccess(false);
		} catch (SignatureException e) {
			checkResult.setErrCode(JWT_ERROR_CODE_FAIL);
			checkResult.setSuccess(false);
		} catch (Exception e) {
			checkResult.setErrCode(JWT_ERROR_CODE_FAIL);
			checkResult.setSuccess(false);
		}
		return checkResult;
	}

	/**
	 * 密钥
	 * @return
	 */
	public static SecretKey generalKey() {
		byte[] encodedKey = Base64.decode(SECRET);
	    SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
	    return key;
	}
	
	/**
	 * 解析JWT字符串
	 * @param jwt
	 * @return
	 * @throws Exception  Claims
	 */
	public static Claims parseJWT(String jwt) {
		SecretKey secretKey = generalKey();
		return Jwts.parser()
			.setSigningKey(secretKey)
			.parseClaimsJws(jwt)
			.getBody();
	}
}

验证实体信息:

/**
 * 验证信息
 */
public class CheckResult {
	private int errCode;

	private boolean success;

	private Claims claims;

	public int getErrCode() {
		return errCode;
	}

	public void setErrCode(int errCode) {
		this.errCode = errCode;
	}

	public boolean isSuccess() {
		return success;
	}

	public void setSuccess(boolean success) {
		this.success = success;
	}

	public Claims getClaims() {
		return claims;
	}

	public void setClaims(Claims claims) {
		this.claims = claims;
	}
}

拦截访问配置,跨域访问设置以及请求拦截过滤:

/**
 * 拦截访问配置
 */
@Configuration
public class SafeConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Bean
    public SysInterceptor myInterceptor(){
        return new SysInterceptor();
    }

    @Override
    public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
        registry.addMapping("/**")
                .allowedOrigins("*")
                .allowedMethods("GET", "HEAD", "POST", "PUT", "DELETE","OPTIONS")
                .allowCredentials(false).maxAge(3600);
    }
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        String[] patterns = new String[] { "/user/login","/*.html"};
        registry.addInterceptor(myInterceptor())
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns(patterns);
    }
}

拦截器统一权限校验:

/**
 * 认证拦截器
 */
public class SysInterceptor  implements HandlerInterceptor {
	
	private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(SysInterceptor.class);
	
	@Autowired
    private SysUserService sysUserService;
	
	@Override
	public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
			Object handler){
		if (handler instanceof HandlerMethod){
    		String authHeader = request.getHeader("token");
        	if (StringUtils.isEmpty(authHeader)) {
				  logger.info("验证失败");
				  print(response,Result.error(JwtUtils.JWT_ERROR_CODE_NULL,"签名验证不存在,请重新登录"));
				  return false;
            }else{
                CheckResult checkResult = JwtUtils.validateJWT(authHeader);
                if (checkResult.isSuccess()) {
					/**
					 * 权限验证
					 */
					String userId = checkResult.getClaims().getId();
					HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
					Annotation roleAnnotation= handlerMethod.getMethod().getAnnotation(RequiresRoles.class);
					if(roleAnnotation!=null){
						String[] role = handlerMethod.getMethod().getAnnotation(RequiresRoles.class).value();
						Logical logical = handlerMethod.getMethod().getAnnotation(RequiresRoles.class).logical();
						List<String> list = sysUserService.getRoleSignByUserId(Integer.parseInt(userId));
						int count = 0;
						for(int i=0;i<role.length;i++){
							if(list.contains(role[i])){
								count++;
								if(logical==Logical.OR){
									continue;
								}
							}
						}
						if(logical==Logical.OR){
							if(count==0){
								print(response,Result.error("无权限操作"));
								return false;
							}
						}else{
							if(count!=role.length){
								print(response,Result.error("无权限操作"));
								return false;
							}
						}
					}
                	return true;
                } else {
                    switch (checkResult.getErrCode()) {
	                    case SystemConstant.JWT_ERROR_CODE_FAIL:
	                    	logger.info("签名验证不通过");
	                    	print(response,Result.error(checkResult.getErrCode(),"签名验证不通过,请重新登录"));
	                    	break;
	                    case SystemConstant.JWT_ERROR_CODE_EXPIRE:
	                    	logger.info("签名过期");
	                    	print(response,Result.error(checkResult.getErrCode(),"签名过期,请重新登录"));
	                    	break;
	                    default:
	                        break;
                    }
                    return false;
                }
            }
		}else{
			return true;
		}
	}
	/**
	 * 打印输出
	 * @param response
	 * @param message  void
	 */
	public void print(HttpServletResponse response,Object message){
		try {
			response.setStatus(HttpStatus.OK.value());
			response.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8_VALUE);
			response.setHeader("Cache-Control", "no-cache, must-revalidate");
			response.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");
			PrintWriter writer = response.getWriter();
			writer.write(JSONObject.toJSONString(message));
			writer.flush();
			writer.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	 }
}

配置角色注解,可以直接把安全框架Shiro的拷贝过来,如果有需要,菜单权限也可以配置上:

/**
 * 权限注解
 */
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RequiresRoles {

    /**
     * A single String role name or multiple comma-delimitted role names required in order for the method
     * invocation to be allowed.
     */
    String[] value();

    /**
     * The logical operation for the permission check in case multiple roles are specified. AND is the default
     * @since 1.1.0
     */
    Logical logical() default Logical.OR;
}

模拟演示代码:

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    /**
     * 列表
     * @return
     */
    @RequestMapping("/list")
    @RequiresRoles(value="admin")
    public Result list() {
        return Result.ok("十万亿个用户");
    }

    /**
     * 登录
     * @return
     */
    @RequestMapping("/login")
    public Result login() {
        /**
         * 模拟登录过程并返回token
         */
        String token = JwtUtils.createJWT("101","爪哇笔记",1000*60*60);
        return Result.ok(token);
    }
}

前端请求模拟,发送请求之前在Header中附带token信息,更多代码见源码案例:

function login(){
   $.ajax({
		url : "/user/login",
		type : "post",
		dataType : "json",
		success : function(data) {
            if(data.code==0){
               $.cookie('token', data.msg);
            }
		},
		error : function(XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {

		}
	});
}
function user(){
   $.ajax({
		url : "/user/list",
		type : "post",
		dataType : "json",
		success : function(data) {
            alert(data.msg)
		},
		beforeSend: function(request) {
            request.setRequestHeader("token", $.cookie('token'));
        },
		error : function(XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) {

		}
	});
}
</script>

安全说明

JWT 本身包含了认证信息,一旦泄露,任何人都可以获得该令牌的所有权限。为了减少盗用,JWT 的有效期建议设置的相对短一些。对于一些比较重要的权限,使用时应该再次对用户进行数据库认证。为了减少盗用,JWT 强烈建议使用 HTTPS 协议传输。

由于服务器不保存用户状态,因此无法在使用过程中注销某个 token,或者更改 token 的权限。也就是说,一旦 JWT 签发了,在到期之前就会始终有效,除非服务器部署额外的逻辑。

源码案例

https://gitee.com/52itstyle/safe-jwt