文章目录
- Spring Security
- 核心功能
- 架构设计
- 配置方式
- 与其他框架集成
- 社区支持和资源
- 一、HttpSecurity的应用
- 二、HttpSecurity的类图结构
- 1.SecurityBuilder接口
- 2.AbstractConfiguredSecurityBuilder
- 2.1 add方法
- 2.2 doBuild方法
- 3.HttpSecurity
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Spring Security
Spring Security 是一个功能强大且高度可配置的安全框架,用于为 Java 应用程序提供身份验证和授权功能。以下是对它的详细介绍:
核心功能
- 身份验证:支持多种身份验证方式,如用户名 / 密码、OAuth、LDAP 等。可以方便地与各种身份验证源集成,如数据库、LDAP 目录、OAuth 提供商等。例如,在一个 Web 应用中,用户可以通过输入用户名和密码进行登录,Spring Security 会验证用户提供的凭据是否有效。
- 授权:提供了细粒度的授权控制,可以基于角色、权限或自定义的访问规则来限制对资源的访问。比如,只有具有特定角色(如管理员)的用户才能访问某些敏感的 API 端点或页面。
- 防止常见攻击:自动防范常见的安全漏洞,如跨站请求伪造(CSRF)、会话固定攻击、点击劫持等。
架构设计
- 过滤器链:Spring Security 基于 Servlet 过滤器链实现,通过一系列的过滤器来处理安全相关的任务,如身份验证、授权、安全上下文管理等。每个过滤器都有特定的职责,它们协同工作以确保应用程序的安全性。
- 安全上下文:安全上下文(Security Context)用于存储当前用户的安全信息,如用户身份、角色和权限等。在整个应用程序的执行过程中,不同的组件可以通过安全上下文来获取当前用户的相关信息,以便进行授权决策和其他安全相关的操作。
配置方式
- Java 配置:通过 Java 代码进行配置,提供了一种类型安全、可维护的方式来定义安全规则和配置。例如,可以使用
@Configuration
和@EnableWebSecurity
注解来创建一个 Spring Security 配置类,然后在类中定义各种安全配置方法。 - XML 配置:使用 XML 文件来配置 Spring Security,这种方式在一些传统的企业级应用中较为常见。通过在 XML 文件中定义 Bean 和配置元素,可以指定身份验证提供者、授权规则、过滤器等安全相关的配置。
与其他框架集成
- Spring Boot:Spring Security 与 Spring Boot 无缝集成,通过自动配置和起步依赖,可以快速搭建安全的 Spring Boot 应用。在 Spring Boot 应用中,只需添加相关的依赖,然后进行简单的配置,就可以启用 Spring Security 的功能。
- Spring MVC:与 Spring MVC 紧密集成,能够方便地对 Web 应用的控制器方法进行安全控制。可以在控制器方法上使用
@PreAuthorize
、@PostAuthorize
等注解来定义访问权限,确保只有授权的用户才能访问相应的方法。
社区支持和资源
- 活跃的社区:Spring Security 拥有庞大且活跃的社区,这意味着在使用过程中遇到问题时,很容易在社区论坛、Stack Overflow 等平台上找到解决方案。同时,社区也会不断地为框架的发展做出贡献,推动其功能的不断完善和更新。
- 丰富的文档:官方提供了详细的文档,包括用户指南、API 文档等,有助于开发者快速上手和深入了解框架的各种功能。此外,还有许多第三方的书籍、博客和教程可供参考,进一步帮助开发者掌握 Spring Security 的使用。
一、HttpSecurity的应用
在前章节的介绍中我们讲解了基于配置文件的使用方式,也就是如下的使用。
也就是在配置文件中通过 security:http 等标签来定义了认证需要的相关信息,但是在SpringBoot项目中,我们慢慢脱离了xml配置文件的方式,在SpringSecurity中提供了HttpSecurity等工具类,这里HttpSecurity就等同于我们在配置文件中定义的http标签。要使用的话方式如下。
通过代码结果来看和配置文件的效果是一样的。基于配置文件的方式我们之前分析过,是通过标签对应的handler来解析处理的,那么HttpSecurity这块是如何处理的呢?我们来详细分析下。
二、HttpSecurity的类图结构
可以看出HttpSecurity的类图结构相对比较简单,继承了一个父类,实现了两个接口。我们分别来看看他们的作用是什么?
1.SecurityBuilder接口
我们先来看看SecurityBuilder接口,通过字面含义我们就可以发现这是一个帮我们创建对象的工具类。
public interface SecurityBuilder<O> {/*** Builds the object and returns it or null.* @return the Object to be built or null if the implementation allows it.* @throws Exception if an error occurred when building the Object*/O build() throws Exception;}
通过源码我们可以看到在SecurityBuilder中给我们提供了一个build()方法。在接口名称处声明了一个泛型,而build()方法返回的正好是这个泛型的对象,其实就很好理解了,也就是SecurityBuilder会创建指定类型的对象。结合HttpSecurity中实现SecurityBuilder接口时指定的泛型我们可以看出创建的具体对象是什么类型。
可以看出SecurityBuilder会通过build方法给我们创建一个DefaultSecurityFilterChain对象。也就是拦截请求的那个默认的过滤器链对象。
然后进入到doBuild()方法,会进入到AbstractConfiguredSecurityBuilder中的方法
@Overrideprotected final O doBuild() throws Exception {synchronized (this.configurers) {this.buildState = BuildState.INITIALIZING;beforeInit();init();this.buildState = BuildState.CONFIGURING;beforeConfigure();configure();this.buildState = BuildState.BUILDING;// 获取构建的对象,上面的方法可以先忽略O result = performBuild();this.buildState = BuildState.BUILT;return result;}}
进入到HttpSecurity中可以查看performBuild()方法的具体实现。
@Overrideprotected DefaultSecurityFilterChain performBuild() {// 对所有的过滤器做排序this.filters.sort(OrderComparator.INSTANCE);List<Filter> sortedFilters = new ArrayList<>(this.filters.size());for (Filter filter : this.filters) {sortedFilters.add(((OrderedFilter) filter).filter);}// 然后生成 DefaultSecurityFilterChainreturn new DefaultSecurityFilterChain(this.requestMatcher, sortedFilters);}
在构造方法中绑定了对应的请求匹配器和过滤器集合。
对应的请求匹配器则是 AnyRequestMatcher 匹配所有的请求。当然我们会比较关心默认的过滤器链中的过滤器是哪来的,这块儿我们继续来分析。
2.AbstractConfiguredSecurityBuilder
然后我们再来看看AbstractConfiguredSecurityBuilder这个抽象类,他其实是SecurityBuilder的实现,在这儿需要搞清楚他们的关系。
类型 | 作用 |
---|---|
SecurityBuilder | 声明了build方法 |
AbstractSecurityBuilder | 提供了获取对象的方法以及控制一个对象只能build一次 |
AbstractConfiguredSecurityBuilder | 除了提供对对象细粒度的控制外还扩展了对configurer的操作 |
然后对应的三个实现类。
首先 AbstractConfiguredSecurityBuilder 中定义了一个枚举类,将整个构建过程分为 5 种状态,也可
以理解为构建过程生命周期的五个阶段,如下:
private enum BuildState {/*** 还没开始构建*/UNBUILT(0),/*** 构建中*/INITIALIZING(1),/*** 配置中*/CONFIGURING(2),/*** 构建中*/BUILDING(3),/*** 构建完成*/BUILT(4);private final int order;BuildState(int order) {this.order = order;}public boolean isInitializing() {return INITIALIZING.order == this.order;}/*** Determines if the state is CONFIGURING or later* @return*/public boolean isConfigured() {return this.order >= CONFIGURING.order;}}
通过这些状态来管理需要构建的对象的不同阶段。
2.1 add方法
AbstractConfiguredSecurityBuilder中方法概览
我们先来看看add方法。
private <C extends SecurityConfigurer<O, B>> void add(C configurer) {Assert.notNull(configurer, "configurer cannot be null");Class<? extends SecurityConfigurer<O, B>> clazz = (Class<? extends SecurityConfigurer<O, B>>) configurer.getClass();synchronized (this.configurers) {if (this.buildState.isConfigured()) {throw new IllegalStateException("Cannot apply " + configurer + " to already built object");}List<SecurityConfigurer<O, B>> configs = null;if (this.allowConfigurersOfSameType) {configs = this.configurers.get(clazz);}configs = (configs != null) ? configs : new ArrayList<>(1);configs.add(configurer);this.configurers.put(clazz, configs);if (this.buildState.isInitializing()) {this.configurersAddedInInitializing.add(configurer);}}}/*** Gets all the {@link SecurityConfigurer} instances by its class name or an empty* List if not found. Note that object hierarchies are not considered.* @param clazz the {@link SecurityConfigurer} class to look for* @return a list of {@link SecurityConfigurer}s for further customization*/@SuppressWarnings("unchecked")public <C extends SecurityConfigurer<O, B>> List<C> getConfigurers(Class<C> clazz) {List<C> configs = (List<C>) this.configurers.get(clazz);if (configs == null) {return new ArrayList<>();}return new ArrayList<>(configs);}
add 方法,这相当于是在收集所有的配置类。将所有的 xxxConfigure 收集起来存储到 configurers
中,将来再统一初始化并配置,configurers 本身是一个 LinkedHashMap ,key 是配置类的 class,
value 是一个集合,集合里边放着 xxxConfigure 配置类。当需要对这些配置类进行集中配置的时候,
会通过 getConfigurers 方法获取配置类,这个获取过程就是把 LinkedHashMap 中的 value 拿出来,
放到一个集合中返回。
2.2 doBuild方法
然后来看看doBuild方法中的代码
@Overrideprotected final O doBuild() throws Exception {synchronized (this.configurers) {this.buildState = BuildState.INITIALIZING;beforeInit(); //是一个预留方法,没有任何实现init(); // 就是找到所有的 xxxConfigure,挨个调用其 init 方法进行初始化this.buildState = BuildState.CONFIGURING;beforeConfigure(); // 是一个预留方法,没有任何实现configure(); // 就是找到所有的 xxxConfigure,挨个调用其 configure 方法进行配置。this.buildState = BuildState.BUILDING;O result = performBuild();
// 是真正的过滤器链构建方法,但是在 AbstractConfiguredSecurityBuilder中 performBuild 方法只是一个抽象方法,具体的实现在 HttpSecurity 中this.buildState = BuildState.BUILT;return result;}}
init方法:完成所有相关过滤器的初始化
private void init() throws Exception {Collection<SecurityConfigurer<O, B>> configurers = getConfigurers();for (SecurityConfigurer<O, B> configurer : configurers) {configurer.init((B) this); // 初始化对应的过滤器}for (SecurityConfigurer<O, B> configurer : this.configurersAddedInInitializing) {configurer.init((B) this);}}
configure方法:完成HttpSecurity和对应的过滤器的绑定。
private void configure() throws Exception {Collection<SecurityConfigurer<O, B>> configurers = getConfigurers();for (SecurityConfigurer<O, B> configurer : configurers) {configurer.configure((B) this);}}
3.HttpSecurity
HttpSecurity 做的事情,就是进行各种各样的 xxxConfigurer 配置
HttpSecurity 中有大量类似的方法,过滤器链中的过滤器就是这样一个一个配置的。我们就不一一介绍
了。每个配置方法的结尾都会来一句 getOrApply,这个是干嘛的?我们来看下
private <C extends SecurityConfigurerAdapter<DefaultSecurityFilterChain, HttpSecurity>> C getOrApply(C configurer)throws Exception {C existingConfig = (C) getConfigurer(configurer.getClass());if (existingConfig != null) {return existingConfig;}return apply(configurer);}
getConfigurer 方法是在它的父类 AbstractConfiguredSecurityBuilder 中定义的,目的就是去查看当前
这个 xxxConfigurer 是否已经配置过了。
如果当前 xxxConfigurer 已经配置过了,则直接返回,否则调用 apply 方法,这个 apply 方法最终会调
用到 AbstractConfiguredSecurityBuilder#add 方法,将当前配置 configurer 收集起来
HttpSecurity 中还有一个 addFilter 方法.
@Overridepublic HttpSecurity addFilter(Filter filter) {Integer order = this.filterOrders.getOrder(filter.getClass());if (order == null) {throw new IllegalArgumentException("The Filter class " + filter.getClass().getName()+ " does not have a registered order and cannot be added without a specified order. Consider using addFilterBefore or addFilterAfter instead.");}this.filters.add(new OrderedFilter(filter, order));return this;}
这个 addFilter 方法的作用,主要是在各个 xxxConfigurer 进行配置的时候,会调用到这个方法,
(xxxConfigurer 就是用来配置过滤器的),把 Filter 都添加到 fitlers 变量中。
小结:这就是 HttpSecurity 的一个大致工作流程。把握住了这个工作流程,剩下的就只是一些简单的重
复的 xxxConfigurer 配置了