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Spring Boot在Web应用中基于JdbcRealm安全验证过程

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下面我来详细讲解“Spring Boot在Web应用中基于JdbcRealm安全验证过程”的完整攻略。

什么是JdbcRealm

JdbcRealm是Shiro提供的Realm之一，可以用于将用户、角色、权限等信息保存在关系型数据库中。JdbcRealm通过JDBC连接数据库，实现身份认证和授权。

Spring Boot集成JdbcRealm

在Spring Boot应用中，我们可以通过在pom.xml中引入shiro-spring-boot-start和spring-jdbc包来实现JdbcRealm的集成。

在application.properties文件中，我们需要配置数据库连接信息和Shiro的配置信息，示例如下：

# 数据库连接信息
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/shiro_db?serverTimezone=GMT%2B8&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=

# Shiro配置信息
shiro.jdbc.authcSql=select password from user where username=?
shiro.jdbc.rolesSql=select role_name from user_role where username=?
shiro.jdbc.permissionsSql=select permission from role_permission where role_name=?

在上述配置信息中，我们定义了三个SQL语句，分别用于查询用户名对应的密码、查询用户名对应的角色名称以及查询角色名称对应的权限信息。这些SQL语句会在JdbcRealm中被使用。

在Spring Boot应用中，我们需要在配置类中注入JdbcRealm，并配置Shiro的SecurityManager和FilterChain等信息。示例如下：

@Configuration
public class ShiroConfig {
    @Bean
    public JdbcRealm jdbcRealm(DataSource dataSource) {
        JdbcRealm realm = new JdbcRealm();
        realm.setDataSource(dataSource);
        realm.setAuthenticationQuery("select password from user where username=?");
        realm.setUserRolesQuery("select role_name from user_role where username=?");
        realm.setPermissionsQuery("select permission from role_permission where role_name=?");
        return realm;
    }

    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager(JdbcRealm jdbcRealm) {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(jdbcRealm);
        return securityManager;
    }

    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilter = new ShiroFilterFactoryBean();
        shiroFilter.setSecurityManager(securityManager);
        Map<String, String> filterChain = new LinkedHashMap<>();
        filterChain.put("/logout", "logout");
        filterChain.put("/**", "authc");
        shiroFilter.setFilterChainDefinitionMap(filterChain);
        shiroFilter.setLoginUrl("/login");
        return shiroFilter;
    }
}

在上述配置中，我们注入了JdbcRealm，并设置了SecurityManager和FilterChain等信息。filterChain.put("/**", "authc")表示所有资源都需要进行身份认证。shiroFilter.setLoginUrl("/login")设置了defaultFilterChainDefinition中authc对应的默认登陆页面，如果需要进行登陆，会跳转至该页面。

示范性案例1：简单的Web认证

以下展示一个使用JdbcRealm实现简单的Web认证的案例。

我们首先需要创建一个基本的Spring Boot应用，然后引入shiro-spring-boot-start和spring-jdbc包。

在application.properties中设置数据库连接信息和Shiro的配置信息。

在控制层中添加以下代码：

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
        if (subject.isAuthenticated()) {
            return "Hello World";
        } else {
            return "请先登陆";
        }
    }

    @GetMapping("/login")
    public String login() {
        return "请先登陆";
    }
}

当请求/hello时，会进行身份认证，如果已经登陆，则返回“Hello World”，否则返回“请先登陆”。

当请求/login时，将显示登陆页面。

接下来，在启动类中添加以下代码：

@SpringBootApplication
@EnableTransactionManagement
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

    // 创建一个默认用户，用于初始化数据
    @Bean
    public CommandLineRunner init(UserService userService) {
        return args -> {
            User user = new User();
            user.setUsername("admin");
            user.setPassword("admin");
            userService.createUser(user);
        };
    }
}

在上述代码中，我们通过CommandLineRunner接口创建一个默认用户，用于初始化数据。这里我们使用了UserService服务，用于将用户添加到数据库中。

接下来，我们创建UserService服务实现类：

@Service
@Transactional
public class UserServiceImpl implements UserService {
    private final UserDao userDao;

    @Autowired
    public UserServiceImpl(UserDao userDao) {
        this.userDao = userDao;
    }

    @Override
    public void createUser(User user) {
        userDao.createUser(user);
    }

    @Override
    public User getUserByUsername(String username) {
        return userDao.getUserByUsername(username);
    }
}

在上述代码中，我们注入了UserDao，用于将用户数据存入数据库中。

最后，我们创建UserDao实现类：

@Repository
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Autowired
    public UserDaoImpl(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }

    @Override
    public void createUser(User user) {
        String sql = "insert into user(username,password) values(?,?)";
        jdbcTemplate.update(sql, user.getUsername(), user.getPassword());
    }

    @Override
    public User getUserByUsername(String username) {
        String sql = "select password from user where username=?";
        RowMapper<User> rowMapper = (resultSet, i) -> {
            User user = new User();
            user.setUsername(username);
            user.setPassword(resultSet.getString("password"));
            return user;
        };
        List<User> userList = jdbcTemplate.query(sql, rowMapper, username);
        if (userList.isEmpty()) {
            return null;
        } else {
            return userList.get(0);
        }
    }
}

在上述代码中，我们使用JdbcTemplate实现了UserDao接口，并提供了添加用户和查询用户数据的方法。

了解了上述代码后，我们启动应用，访问 http://localhost:8080/hello ，会自动跳转至登陆页面，此时输入用户名和密码（由于上面的初始化脚本，这里我们可以使用默认的用户名“admin”和密码“admin”），登陆成功后就可以看到“Hello World”了。

示范性案例2：使用Shiro注解实现授权

以下展示一个使用Shiro注解实现授权的案例。

我们首先需要创建一个基本的Spring Boot应用，然后引入shiro-spring-boot-start和spring-jdbc包。

在application.properties中设置数据库连接信息和Shiro的配置信息。

在控制层中添加以下代码：

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    @RequiresRoles("admin")
    public String hello() {
        return "Hello World";
    }

    @GetMapping("/login")
    public String login() {
        return "请先登陆";
    }
}

在上述代码中，我们使用@RequiresRoles注解表示需要admin角色才能访问该接口。

接下来，在启动类中添加以下代码：

@SpringBootApplication
@EnableTransactionManagement
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }

    // 创建一个默认用户，用于初始化数据
    @Bean
    public CommandLineRunner init(UserService userService) {
        return args -> {
            User user = new User();
            user.setUsername("admin");
            user.setPassword("admin");
            userService.createUser(user);
            UserRole userRole = new UserRole(user.getUsername(), "admin");
            userService.createUserRole(userRole);
        };
    }
}

在上述代码中，我们使用了UserService中的createUserRole方法，用于将用户添加到角色中。

接下来，我们做一些修改，在ShiroConfig中注入自定义的Relam，并设置FilterChain等信息：

@Configuration
public class ShiroConfig {
    private final ApplicationContext ac;

    @Autowired
    public ShiroConfig(ApplicationContext ac) {
        this.ac = ac;
    }

    @Bean
    public JdbcRealm jdbcRealm(DataSource dataSource) {
        JdbcRealm realm = new JdbcRealm();
        realm.setDataSource(dataSource);
        realm.setAuthenticationQuery("select password from user where username=?");
        realm.setUserRolesQuery("select role_name from user_role where username=?");
        realm.setPermissionsQuery("select permission from role_permission where role_name=?");
        return realm;
    }

    @Bean
    public DefaultWebSecurityManager securityManager(JdbcRealm jdbcRealm) {
        DefaultWebSecurityManager securityManager = new DefaultWebSecurityManager();
        securityManager.setRealm(jdbcRealm);
        return securityManager;
    }

    @Bean
    public static DefaultAdvisorAutoProxyCreator getDefaultAdvisorAutoProxyCreator() {
        return new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();
    }

    @Bean
    public LifecycleBeanPostProcessor lifecycleBeanPostProcessor() {
        return new LifecycleBeanPostProcessor();
    }

    @Bean
    public AuthorizationAttributeSourceAdvisor getAuthorizationAttributeSourceAdvisor(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        AuthorizationAttributeSourceAdvisor advisor = new AuthorizationAttributeSourceAdvisor();
        advisor.setSecurityManager(securityManager);
        advisor.setAdvice(new AopAllianceAnnotationsAuthorizingMethodInterceptor());
        return advisor;
    }

    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilter(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilter = new ShiroFilterFactoryBean();
        shiroFilter.setSecurityManager(securityManager);
        Map<String, String> filterChain = new LinkedHashMap<>();
        filterChain.put("/logout", "logout");
        filterChain.put("/login", "anon");
        filterChain.put("/**", "authc");
        shiroFilter.setFilterChainDefinitionMap(filterChain);
        shiroFilter.setLoginUrl("/login");
        return shiroFilter;
    }

    @Bean
    public DefaultAdvisorAutoProxyCreator defaultAdvisorAutoProxyCreator() {
        DefaultAdvisorAutoProxyCreator creator = new DefaultAdvisorAutoProxyCreator();
        creator.setProxyTargetClass(true);
        return creator;
    }

    @Bean
    public AnnotationMethodInvocationCachingInterceptor annotationMethodInvocationCachingInterceptor() {
        return new AnnotationMethodInvocationCachingInterceptor();
    }
}

在上述代码中，我们使用了Shiro注解实现授权，将其注入到Spring容器中。

我们需要添加UserRol实体类，并创建UserRoleDao接口和实现类如下：

public interface UserRoleDao {
    int createUserRole(UserRole userRole);
}

@Repository
public class UserRoleDaoImpl implements UserRoleDao {
    private final JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Autowired
    public UserRoleDaoImpl(JdbcTemplate jdbcTemplate) {
        this.jdbcTemplate = jdbcTemplate;
    }

    @Override
    public int createUserRole(UserRole userRole) {
        String sql = "insert into user_role(username, role_name) values(?,?)";
        return jdbcTemplate.update(sql, userRole.getUsername(), userRole.getRoleName());
    }
}

在上述代码中，我们使用JdbcTemplate实现了UserRoleDao接口，提供了添加用户角色的方法。

了解了上述代码后，我们启动应用，访问 http://localhost:8080/hello ，会自动跳转至登陆页面，此时输入用户名和密码（由于上面的初始化脚本，这里我们可以使用默认的用户名“admin”和密码“admin”），登陆成功后就可以看到“Hello World”了。

这里需要注意，由于我们设置了UserRoleDao实现类的@Transactional注解，所以添加角色时必须提交事务，否则会报JdbcTemplate未绑定到线程的错误。

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