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张开涛shiro(8)—-拦截器机制

8.1 拦截器介绍

Shiro使用了与Servlet一样的Filter接口进行扩展;所以如果对Filter不熟悉可以参考《Servlet3.1规范》http://www.iteye.com/blogs/subjects/Servlet-3-1了解Filter的工作原理。首先下图是Shiro拦截器的基础类图:

img

1 、NameableFilter

NameableFilter给Filter起个名字,如果没有设置默认就是FilterName;还记得之前的如authc吗?当我们组装拦截器链时会根据这个名字找到相应的拦截器实例;

2 、OncePerRequestFilter

OncePerRequestFilter用于防止多次执行Filter的;也就是说一次请求只会走一次拦截器链;另外提供enabled属性,表示是否开启该拦截器实例,默认enabled=true表示开启,如果不想让某个拦截器工作,可以设置为false即可。

3 、ShiroFilter

ShiroFilter是整个Shiro的入口点,用于拦截需要安全控制的请求进行处理,这个之前已经用过了。

4 、AdviceFilter

AdviceFilter提供了AOP风格的支持,类似于SpringMVC中的Interceptor:

boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception  
void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception  
void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception;  

preHandler:类似于AOP中的前置增强;在拦截器链执行之前执行;如果返回true则继续拦截器链;否则中断后续的拦截器链的执行直接返回;进行预处理(如基于表单的身份验证、授权)

postHandle:类似于AOP中的后置返回增强;在拦截器链执行完成后执行;进行后处理(如记录执行时间之类的);

afterCompletion:类似于AOP中的后置最终增强;即不管有没有异常都会执行;可以进行清理资源(如接触Subject与线程的绑定之类的);

5 、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter提供了基于Ant风格的请求路径匹配功能及拦截器参数解析的功能,如“roles[admin,user]”自动根据“,”分割解析到一个路径参数配置并绑定到相应的路径:

boolean pathsMatch(String path, ServletRequest request)  
boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception  

pathsMatch:该方法用于path与请求路径进行匹配的方法;如果匹配返回true;

onPreHandle:在preHandle中,当pathsMatch匹配一个路径后,会调用opPreHandler方法并将路径绑定参数配置传给mappedValue;然后可以在这个方法中进行一些验证(如角色授权),如果验证失败可以返回false中断流程;默认返回true;也就是说子类可以只实现onPreHandle即可,无须实现preHandle。如果没有path与请求路径匹配,默认是通过的(即preHandle返回true)。

6 、AccessControlFilter

AccessControlFilter提供了访问控制的基础功能;比如是否允许访问/当访问拒绝时如何处理等:

abstract boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;  
boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;  
abstract boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception;   

isAccessAllowed:表示是否允许访问;mappedValue就是[urls]配置中拦截器参数部分,如果允许访问返回true,否则false;

onAccessDenied:表示当访问拒绝时是否已经处理了;如果返回true表示需要继续处理;如果返回false表示该拦截器实例已经处理了,将直接返回即可。

onPreHandle会自动调用这两个方法决定是否继续处理:

boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue) || onAccessDenied(request, response, mappedValue);  
}  

另外AccessControlFilter还提供了如下方法用于处理如登录成功后/重定向到上一个请求:

void setLoginUrl(String loginUrl) //身份验证时使用,默认/login.jsp  
String getLoginUrl()  
Subject getSubject(ServletRequest request, ServletResponse response) //获取Subject实例  
boolean isLoginRequest(ServletRequest request, ServletResponse response)//当前请求是否是登录请求  
void saveRequestAndRedirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException //将当前请求保存起来并重定向到登录页面  
void saveRequest(ServletRequest request) //将请求保存起来,如登录成功后再重定向回该请求  
void redirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) //重定向到登录页面   

比如基于表单的身份验证就需要使用这些功能。

到此基本的拦截器就完事了,如果我们想进行访问访问的控制就可以继承AccessControlFilter;如果我们要添加一些通用数据我们可以直接继承PathMatchingFilter。

8.2 拦截器链

Shiro对Servlet容器的FilterChain进行了代理,即ShiroFilter在继续Servlet容器的Filter链的执行之前,通过ProxiedFilterChain对Servlet容器的FilterChain进行了代理;即先走Shiro自己的Filter体系,然后才会委托给Servlet容器的FilterChain进行Servlet容器级别的Filter链执行;Shiro的ProxiedFilterChain执行流程:1、先执行Shiro自己的Filter链;2、再执行Servlet容器的Filter链(即原始的Filter)。

而ProxiedFilterChain是通过FilterChainResolver根据配置文件中[urls]部分是否与请求的URL是否匹配解析得到的。

FilterChain getChain(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain originalChain);  

即传入原始的chain得到一个代理的chain。

Shiro内部提供了一个路径匹配的FilterChainResolver实现:PathMatchingFilterChainResolver,其根据[urls]中配置的url模式(默认Ant风格)=拦截器链和请求的url是否匹配来解析得到配置的拦截器链的;而PathMatchingFilterChainResolver内部通过FilterChainManager维护着拦截器链,比如DefaultFilterChainManager实现维护着url模式与拦截器链的关系。因此我们可以通过FilterChainManager进行动态动态增加url模式与拦截器链的关系。

DefaultFilterChainManager会默认添加org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter中声明的拦截器:

public enum DefaultFilter {  
    anon(AnonymousFilter.class),  
    authc(FormAuthenticationFilter.class),  
    authcBasic(BasicHttpAuthenticationFilter.class),  
    logout(LogoutFilter.class),  
    noSessionCreation(NoSessionCreationFilter.class),  
    perms(PermissionsAuthorizationFilter.class),  
    port(PortFilter.class),  
    rest(HttpMethodPermissionFilter.class),  
    roles(RolesAuthorizationFilter.class),  
    ssl(SslFilter.class),  
    user(UserFilter.class);  
}   

下一节会介绍这些拦截器的作用。

如果要注册自定义拦截器,IniSecurityManagerFactory/WebIniSecurityManagerFactory在启动时会自动扫描ini配置文件中的[filters]/[main]部分并注册这些拦截器到DefaultFilterChainManager;且创建相应的url模式与其拦截器关系链。如果使用Spring后续章节会介绍如果注册自定义拦截器。

如果想自定义FilterChainResolver,可以通过实现WebEnvironment接口完成:

public class MyIniWebEnvironment extends IniWebEnvironment {  
    @Override  
    protected FilterChainResolver createFilterChainResolver() {  
        //在此处扩展自己的FilterChainResolver  
        return super.createFilterChainResolver();  
    }  
}   

FilterChain之间的关系。如果想动态实现url-拦截器的注册,就可以通过实现此处的FilterChainResolver来完成,比如:

//1、创建FilterChainResolver  
PathMatchingFilterChainResolver filterChainResolver =  
        new PathMatchingFilterChainResolver();  
//2、创建FilterChainManager  
DefaultFilterChainManager filterChainManager = new DefaultFilterChainManager();  
//3、注册Filter  
for(DefaultFilter filter : DefaultFilter.values()) {  
    filterChainManager.addFilter(  
        filter.name(), (Filter) ClassUtils.newInstance(filter.getFilterClass()));  
}  
//4、注册URL-Filter的映射关系  
filterChainManager.addToChain("/login.jsp", "authc");  
filterChainManager.addToChain("/unauthorized.jsp", "anon");  
filterChainManager.addToChain("/**", "authc");  
filterChainManager.addToChain("/**", "roles", "admin");  

//5、设置Filter的属性  
FormAuthenticationFilter authcFilter =  
         (FormAuthenticationFilter)filterChainManager.getFilter("authc");  
authcFilter.setLoginUrl("/login.jsp");  
RolesAuthorizationFilter rolesFilter =  
          (RolesAuthorizationFilter)filterChainManager.getFilter("roles");  
rolesFilter.setUnauthorizedUrl("/unauthorized.jsp");  

filterChainResolver.setFilterChainManager(filterChainManager);  
return filterChainResolver;   

此处自己去实现注册filter,及url模式与filter之间的映射关系。可以通过定制FilterChainResolver或FilterChainManager来完成诸如动态URL匹配的实现。

然后再web.xml中进行如下配置Environment:

<context-param>  
<param-name>shiroEnvironmentClass</param-name> 
    <param-value>com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.env.MyIniWebEnvironment</param-value> 
</context-param>   

8.3 自定义拦截器

通过自定义自己的拦截器可以扩展一些功能,诸如动态url-角色/权限访问控制的实现、根据Subject身份信息获取用户信息绑定到Request(即设置通用数据)、验证码验证、在线用户信息的保存等等,因为其本质就是一个Filter;所以Filter能做的它就能做。

对于Filter的介绍请参考《Servlet规范》中的Filter部分:

http://www.iteye.com/blogs/subjects/Servlet-3-1

1 、扩展 OncePerRequestFilter

OncePerRequestFilter保证一次请求只调用一次doFilterInternal,即如内部的forward不会再多执行一次doFilterInternal:

public class MyOncePerRequestFilter extends OncePerRequestFilter {  
    @Override  
    protected void doFilterInternal(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {  
        System.out.println("=========once per request filter");  
        chain.doFilter(request, response);  
    }  
}   

然后再shiro.ini配置文件中:

[main]  
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter  
#[filters]  
#myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter  
[urls]  
/**=myFilter1   

Filter可以在[main]或[filters]部分注册,然后在[urls]部分配置url与filter的映射关系即可。

2 、扩展 AdviceFilter

AdviceFilter提供了AOP的功能,其实现和SpringMVC中的Interceptor思想一样:具体可参考我的SpringMVC教程中的处理器拦截器部分:

http://www.iteye.com/blogs/subjects/kaitao-springmvc

public class MyAdviceFilter extends AdviceFilter {  
    @Override  
    protected boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
        System.out.println("====预处理/前置处理");  
        return true;//返回false将中断后续拦截器链的执行  
    }  
    @Override  
    protected void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
        System.out.println("====后处理/后置返回处理");  
    }  
    @Override  
    public void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception {  
        System.out.println("====完成处理/后置最终处理");  
    }  
}   

preHandle:进行请求的预处理,然后根据返回值决定是否继续处理(true:继续过滤器链);可以通过它实现权限控制;

postHandle:执行完拦截器链之后正常返回后执行;

afterCompletion:不管最后有没有异常,afterCompletion都会执行,完成如清理资源功能。

然后在shiro.ini中进行如下配置:

[filters]  
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter  
myFilter2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyAdviceFilter  
[urls]  
/**=myFilter1,myFilter2   

该过滤器的具体使用可参考我的SpringMVC教程中的处理器拦截器部分。

3 PathMatchingFilter

PathMatchingFilter继承了AdviceFilter,提供了url模式过滤的功能,如果需要对指定的请求进行处理,可以扩展PathMatchingFilter:

public class MyPathMatchingFilter extends PathMatchingFilter {  
    @Override  
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
       System.out.println("url matches,config is " + Arrays.toString((String[])mappedValue));  
       return true;  
    }  
}   

preHandle:会进行url模式与请求url进行匹配,如果匹配会调用onPreHandle;如果没有配置url模式/没有url模式匹配,默认直接返回true;

onPreHandle:如果url模式与请求url匹配,那么会执行onPreHandle,并把该拦截器配置的参数传入。默认什么不处理直接返回true。

然后在shiro.ini中进行如下配置:

[filters]  
myFilter3=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyPathMatchingFilter  
[urls]  
/**= myFilter3[config]   

/**就是注册给PathMatchingFilter的url模式,config就是拦截器的配置参数,多个之间逗号分隔,onPreHandle使用mappedValue接收参数值。

4 、扩展 AccessControlFilter

AccessControlFilter继承了PathMatchingFilter,并扩展了了两个方法:

public boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue)  
     || onAccessDenied(request, response, mappedValue);  
}   

isAccessAllowed:即是否允许访问,返回true表示允许;

onAccessDenied:表示访问拒绝时是否自己处理,如果返回true表示自己不处理且继续拦截器链执行,返回false表示自己已经处理了(比如重定向到另一个页面)。

public class MyAccessControlFilter extends AccessControlFilter {  
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
        System.out.println("access allowed");  
        return true;  
    }  
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
        System.out.println("访问拒绝也不自己处理,继续拦截器链的执行");  
        return true;  
    }  
}   

然后在shiro.ini中进行如下配置:

[filters]  
myFilter4=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyAccessControlFilter  
[urls]  
/**=myFilter4  

5 、基于表单登录拦截器

之前我们已经使用过Shiro内置的基于表单登录的拦截器了,此处自己做一个类似的基于表单登录的拦截器。

public class FormLoginFilter extends PathMatchingFilter {  
    private String loginUrl = "/login.jsp";  
    private String successUrl = "/";  
    @Override  
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
        if(SecurityUtils.getSubject().isAuthenticated()) {  
            return true;//已经登录过  
        }  
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;  
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;  
        if(isLoginRequest(req)) {  
            if("post".equalsIgnoreCase(req.getMethod())) {//form表单提交  
                boolean loginSuccess = login(req); //登录  
                if(loginSuccess) {  
                    return redirectToSuccessUrl(req, resp);  
                }  
            }  
            return true;//继续过滤器链  
        } else {//保存当前地址并重定向到登录界面  
            saveRequestAndRedirectToLogin(req, resp);  
            return false;  
        }  
    }  
    private boolean redirectToSuccessUrl(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {  
        WebUtils.redirectToSavedRequest(req, resp, successUrl);  
        return false;  
    }  
    private void saveRequestAndRedirectToLogin(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {  
        WebUtils.saveRequest(req);  
        WebUtils.issueRedirect(req, resp, loginUrl);  
    }  

    private boolean login(HttpServletRequest req) {  
        String username = req.getParameter("username");  
        String password = req.getParameter("password");  
        try {  
            SecurityUtils.getSubject().login(new UsernamePasswordToken(username, password));  
        } catch (Exception e) {  
            req.setAttribute("shiroLoginFailure", e.getClass());  
            return false;  
        }  
        return true;  
    }  
    private boolean isLoginRequest(HttpServletRequest req) {  
        return pathsMatch(loginUrl, WebUtils.getPathWithinApplication(req));  
    }  
}  

onPreHandle主要流程:

1、首先判断是否已经登录过了,如果已经登录过了继续拦截器链即可;

2、如果没有登录,看看是否是登录请求,如果是get方法的登录页面请求,则继续拦截器链(到请求页面),否则如果是get方法的其他页面请求则保存当前请求并重定向到登录页面;

3、如果是post方法的登录页面表单提交请求,则收集用户名/密码登录即可,如果失败了保存错误消息到“shiroLoginFailure”并返回到登录页面;

4、如果登录成功了,且之前有保存的请求,则重定向到之前的这个请求,否则到默认的成功页面。

shiro.ini配置

[filters]  
formLogin=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.FormLoginFilter  
[urls]  
/test.jsp=formLogin  
/login.jsp=formLogin   

启动服务器输入http://localhost:8080/chapter8/test.jsp测试时,会自动跳转到登录页面,登录成功后又会跳回到test.jsp页面。

此处可以通过继承AuthenticatingFilter实现,其提供了很多登录相关的基础代码。另外可以参考Shiro内嵌的FormAuthenticationFilter的源码,思路是一样的。

6 、任意角色授权拦截器

Shiro提供roles拦截器,其验证用户拥有所有角色,没有提供验证用户拥有任意角色的拦截器。

public class AnyRolesFilter extends AccessControlFilter {  
    private String unauthorizedUrl = "/unauthorized.jsp";  
    private String loginUrl = "/login.jsp";  
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {  
        String[] roles = (String[])mappedValue;  
        if(roles == null) {  
            return true;//如果没有设置角色参数,默认成功  
        }  
        for(String role : roles) {  
            if(getSubject(request, response).hasRole(role)) {  
                return true;  
            }  
        }  
        return false;//跳到onAccessDenied处理  
    }  

    @Override  
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {  
        Subject subject = getSubject(request, response);  
        if (subject.getPrincipal() == null) {//表示没有登录,重定向到登录页面  
            saveRequest(request);  
            WebUtils.issueRedirect(request, response, loginUrl);  
        } else {  
            if (StringUtils.hasText(unauthorizedUrl)) {//如果有未授权页面跳转过去  
                WebUtils.issueRedirect(request, response, unauthorizedUrl);  
            } else {//否则返回401未授权状态码  
                WebUtils.toHttp(response).sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);  
            }  
        }  
        return false;  
    }  
} 

流程:

1、首先判断用户有没有任意角色,如果没有返回false,将到onAccessDenied进行处理;

2、如果用户没有角色,接着判断用户有没有登录,如果没有登录先重定向到登录;

3、如果用户没有角色且设置了未授权页面(unauthorizedUrl),那么重定向到未授权页面;否则直接返回401未授权错误码。

shiro.ini配置

[filters]  
anyRoles=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.AnyRolesFilter  
[urls]  
/test.jsp=formLogin,anyRoles[admin,user]  
/login.jsp=formLogin   

此处可以继承AuthorizationFilter实现,其提供了授权相关的基础代码。另外可以参考Shiro内嵌的RolesAuthorizationFilter的源码,只是实现hasAllRoles逻辑。

8.4 默认拦截器

Shiro内置了很多默认的拦截器,比如身份验证、授权等相关的。默认拦截器可以参考org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter中的枚举拦截器:

默认拦截器名拦截器类说明(括号里的表示默认值)
身份验证相关的
authcorg.apache.shiro.web.filter.authc.FormAuthenticationFilter基于表单的拦截器;如“/**=authc”,如果没有登录会跳到相应的登录页面登录;主要属性:usernameParam:表单提交的用户名参数名( username); passwordParam:表单提交的密码参数名(password); rememberMeParam:表单提交的密码参数名(rememberMe); loginUrl:登录页面地址(/login.jsp);successUrl:登录成功后的默认重定向地址; failureKeyAttribute:登录失败后错误信息存储key(shiroLoginFailure);
authcBasicorg.apache.shiro.web.filter.authc.BasicHttpAuthenticationFilterBasic HTTP身份验证拦截器,主要属性: applicationName:弹出登录框显示的信息(application);
logoutorg.apache.shiro.web.filter.authc.LogoutFilter退出拦截器,主要属性:redirectUrl:退出成功后重定向的地址(/);示例“/logout=logout”
userorg.apache.shiro.web.filter.authc.UserFilter用户拦截器,用户已经身份验证/记住我登录的都可;示例“/**=user”
anonorg.apache.shiro.web.filter.authc.AnonymousFilter匿名拦截器,即不需要登录即可访问;一般用于静态资源过滤;示例“/static/**=anon”
授权相关的
rolesorg.apache.shiro.web.filter.authz.RolesAuthorizationFilter角色授权拦截器,验证用户是否拥有所有角色;主要属性: loginUrl:登录页面地址(/login.jsp);unauthorizedUrl:未授权后重定向的地址;示例“/admin/**=roles[admin]”
permsorg.apache.shiro.web.filter.authz.PermissionsAuthorizationFilter权限授权拦截器,验证用户是否拥有所有权限;属性和roles一样;示例“/user/**=perms[“user:create”]”
portorg.apache.shiro.web.filter.authz.PortFilter端口拦截器,主要属性:port(80):可以通过的端口;示例“/test= port[80]”,如果用户访问该页面是非80,将自动将请求端口改为80并重定向到该80端口,其他路径/参数等都一样
restorg.apache.shiro.web.filter.authz.HttpMethodPermissionFilterrest风格拦截器,自动根据请求方法构建权限字符串(GET=read, POST=create,PUT=update,DELETE=delete,HEAD=read,TRACE=read,OPTIONS=read, MKCOL=create)构建权限字符串;示例“/users=rest[user]”,会自动拼出“user:read,user:create,user:update,user:delete”权限字符串进行权限匹配(所有都得匹配,isPermittedAll);
sslorg.apache.shiro.web.filter.authz.SslFilterSSL拦截器,只有请求协议是https才能通过;否则自动跳转会https端口(443);其他和port拦截器一样;
其他
noSessionCreationorg.apache.shiro.web.filter.session.NoSessionCreationFilter不创建会话拦截器,调用 subject.getSession(false)不会有什么问题,但是如果 subject.getSession(true)将抛出 DisabledSessionException异常;

另外还提供了一个org.apache.shiro.web.filter.authz.HostFilter,即主机拦截器,比如其提供了属性:authorizedIps:已授权的ip地址,deniedIps:表示拒绝的ip地址;不过目前还没有完全实现,不可用。

这些默认的拦截器会自动注册,可以直接在ini配置文件中通过“拦截器名.属性”设置其属性:

perms.unauthorizedUrl=/unauthorized  

另外如果某个拦截器不想使用了可以直接通过如下配置直接禁用:

perms.enabled=false  
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