Spring框架应用的权限控制系统详解

什么是权限控制系统？

权限控制系统，简称权限系统，是指在应用程序中对用户进行访问控制的管理系统，在系统中对用户的访问权限进行控制和管理，保证系统的安全性和稳定性。应用程序权限系统通常涉及到用户，角色、权限、资源等概念。其中，用户代表系统的使用者，角色代表用户所处的职位或地位，权限代表用户拥有的权限，资源代表在系统中需要进行访问控制的对象。

Spring框架应用中如何实现权限控制系统？

Spring框架提供了一种安全框架 Spring Security，来管理应用程序中的安全。Spring Security 提供了一套基于方法和基于 URL 的权限控制系统，通过在应用程序中添加配置文件和相应的注解，就可以实现对用户的权限控制。

Spring Security权限控制系统的基本原理

Spring Security是基于 Servlet Filter 的安全框架，它对应了 Spring 框架中的 FilterChain，能够很好地集成到基于 Spring 的 Web 应用程序中。Spring Security 安全框架实现的最佳实践一般会包括2个步骤：

1. 控制访问URL

通过SPRING SECURITY的 Filter，检查每个请求是否被授权访问指定的页面或URL；如果没有，则转发到一个不允许访问的页面或URL。

1. 控制访问功能或业务

在代码功能接口处通过SPRING SECURITY的注解控制访问权限，保证只有被授权访问的用户，才可以调用相应功能接口。

Spring Security如何控制用户角色与权限

通过 Spring Security，可以定义用户角色，并将相应的角色与权限进行绑定。使用注解 @Secured 和 @PreAuthorize 可以控制在 Spring MVC Controller 的方法中，只有相应的角色才可以访问相应的 URL。

@Secured("ROLE_ADMIN")

@PreAuthorize("hasAuthority('USER_READ')")

在上面的例子中，@Secured("ROLE_ADMIN") 表示只有拥有 ROLE_ADMIN 角色的用户才能访问相应的 URL，而 @PreAuthorize("hasAuthority('USER_READ')") 表示只有拥有 USER_READ 权限的用户才能访问相应的 URL。

示例1：简单的基于角色权限控制

下面是一个简单的 Spring Security 配置，实现了基于角色的访问控制。

<security:http auto-config='true'>
    <security:intercept-url pattern="/admin/*" access="ROLE_ADMIN"/>
</security:http>

<bean id="myUserDetailsService" class="com.example.MyUserDetailsService"/>

<security:authentication-manager>
    <security:authentication-provider user-details-service-ref="myUserDetailsService">
        <security:password-encoder ref="passwordEncoder"/>
    </security:authentication-provider>
</security:authentication-manager>

<bean id="passwordEncoder" class="org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder"/>

在上面的配置中， 我们指定了只有 ROLE_ADMIN 角色的用户才能访问位于 /admin 前缀下的URL。

示例2：完整的基于角色和权限控制

@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true, securedEnabled = true)   
public class Application extends WebMvcConfigurerAdapter {  
    @Bean  
    public UserDetailsService userDetailsService() throws Exception {  
        InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();  
        manager.createUser(User.withUsername("user").password("password").roles("USER").authorities("USER_READ").build());  
        manager.createUser(User.withUsername("admin").password("password").roles("USER", "ADMIN").authorities("USER_READ", "USER_WRITE", "USER_DELETE").build());  
        return manager;  
    }  
    @Bean  
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {  
        return new BCryptPasswordEncoder();  
    }  
    @Override  
    public void configure(WebSecurity web) throws Exception {  
        web.ignoring().antMatchers("/css/**","/js/**", "/images/**");  
    }  
    @Override  
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {  
        http .authorizeRequests()  
                .antMatchers("/admin/**").hasAnyRole("USER", "ADMIN")  
                .antMatchers("/user/**").hasAnyRole("USER")  
                .anyRequest().permitAll()  
            .and()  
            .formLogin();  
    }  
}  

在上述例子中，Spring Security 支持一个集中化的注解配置方式。在 Application 配置中加入 @EnableGlobalMethodSecurity 注解，指明 prePostEnabled = true, securedEnabled = true 后，就可以在服务端中对使用 @Secured 和 @PreAuthorize 注解的地方进行权限校验。

这个配置将用户 user 的角色定义成 USER，拥有 USER_READ 权限，而用户 admin 的角色定义成了 USER 和 ADMIN，拥有USER_READ、USER_WRITE 和 USER_DELETE 权限。

根据上述定义的用户角色与权限，配置的 URL 匹配规则如下：

• URL "/admin/**"，只有用户 user 和 admin 都有权限访问；
• URL "/user/**"，只有用户 user 有权限访问；
• 其他 URL 所有用户都有权限访问。

总结

通过使用 Spring Security 实现权限控制系统，可以在 Spring 应用程序中实现较为轻松和高效的安全管理，从而提供更完备的数据保护和数据安全。两个示例中，一种是简单的基于角色权限控制，在 Web.xml 配置中添加相应的配置；另一种是相对完整的基于角色和权限控制，使用注解 @Secured 和 @PreAuthorize 实现，配置比较灵活。