shiro簡介與工作原理


一、shiro簡介

這里我先來介紹一下什么是shiro,Apache Shiro 是 Java 的一個安全框架。目前,使用 Apache Shiro 的人越來越多,因為它相當簡單,對比 Spring Security,可能沒有 Spring Security 做的功能強大,但是在實際工作時可能並不需要那么復雜的東西,所以使用小而簡單的 Shiro 就足夠了。對於它倆到底哪個好,這個不必糾結,能更簡單的解決項目問題就好了。這里只介紹基本的 Shiro 使用,不會過多分析源碼等,重在使用。

二、工作原理

Shiro 可以非常容易的開發出足夠好的應用,其不僅可以用在 JavaSE 環境,也可以用在JavaEE 環境。Shiro 可以幫助我們完成:認證、授權、加密、會話管理、與 Web 集成、緩存等。這不就是我們想要的嘛,而且 Shiro 的 API 也是非常簡單;其基本功能點如下圖所示:

                                                           

Authentication :身份認證/登錄,驗證用戶是不是擁有相應的身份;
Authorization :授權,即權限驗證,驗證某個已認證的用戶是否擁有某個權限;即判斷用
戶是否能做事情,常見的如:驗證某個用戶是否擁有某個角色。或者細粒度的驗證某個用
戶對某個資源是否具有某個權限;
Session Manager :會話管理,即用戶登錄后就是一次會話,在沒有退出之前,它的所有信
息都在會話中;會話可以是普通 JavaSE 環境的,也可以是如 Web 環境的;
Cryptography :加密,保護數據的安全性,如密碼加密存儲到數據庫,而不是明文存儲;
Web Support :Web 支持,可以非常容易的集成到 Web 環境;
Caching:緩存,比如用戶登錄后,其用戶信息、擁有的角色/權限不必每次去查,這樣可以提高效率;
Concurrency :shiro 支持多線程應用的並發驗證,即如在一個線程中開啟另一個線程,能
把權限自動傳播過去;
Testing :提供測試支持;
Run As :允許一個用戶假裝為另一個用戶(如果他們允許)的身份進行訪問;
Remember Me :記住我,這個是非常常見的功能,即一次登錄后,下次再來的話不用登錄
了。

注意:Shiro  不會去維護用戶、維護權限;這 些需要我們 自己去 設計/ 提供 ; 然后通過相應的 接口注入給 給 Shiro  即可。

接下來我們分別從外部和內部來看看 Shiro 的架構,對於一個好的框架,從外部來看應該具有非常簡單易於使用的 API,且 API 契約明確;從內部來看的話,其應該有一個可擴展的架構,即非常容易插入用戶自定義實現,因為任何框架都不能滿足所有需求。

 

                            

可以看到:應用代碼直接交互的對象是Subject,也就是說Shiro的對外API核心就是Subject;
其每個 API 的含義:
Subject :主體,代表了當前“用戶”,這個用戶不一定是一個具體的人,與當前應用交互
的任何東西都是 Subject,如網絡爬蟲,機器人等;即一個抽象概念;所有 Subject 都綁定
到 SecurityManager,與 Subject 的所有交互都會委托給 SecurityManager;可以把 Subject 認
為是一個門面;SecurityManager 才是實際的執行者;
SecurityManager :安全管理器;即所有與安全有關的操作都會與 SecurityManager 交互;
且它管理着所有 Subject;可以看出它是 Shiro 的核心,它負責與后邊介紹的其他組件進行
交互,如果學習過 SpringMVC,你可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器;
Realm: :域,Shiro 從從 Realm 獲取安全數據(如用戶、角色、權限),就是說 SecurityManager
要驗證用戶身份,那么它需要從 Realm 獲取相應的用戶進行比較以確定用戶身份是否合法;

也需要從 Realm 得到用戶相應的角色/權限進行驗證用戶是否能進行操作;可以把 Realm 看
成 DataSource,即安全數據源。

 

也就是說對於我們而言,最簡單的一個 Shiro 應用:
1、 應用代碼通過 Subject 來進行認證和授權,而 Subject 又委托給 SecurityManager;
2、 我們需要給 Shiro 的 SecurityManager 注入 Realm,從而讓 SecurityManager 能得到合法
的用戶及其權限進行判斷。

從以上也可以看出 ,Shiro  不 提供 維護用戶/ 權限, 而是通過 Realm  讓開 發人 員 自己

接下來我們來從 Shiro 內部來看下 Shiro 的架構,如下圖所示:

                                                                 

Subject :主體,可以看到主體可以是任何可以與應用交互的“用戶”;
SecurityManager :  相 當 於 SpringMVC 中 的 DispatcherServlet 或 者 Struts2 中 的
FilterDispatcher;是 Shiro 的心臟;所有具體的交互都通過 SecurityManager 進行控制;它管
理着所有 Subject、且負責進行認證和授權、及會話、緩存的管理。
Authenticator :認證器,負責主體認證的,這是一個擴展點,如果用戶覺得 Shiro 默認的
不好,可以自定義實現;其需要認證策略(Authentication Strategy),即什么情況下算用戶
認證通過了;
Authrizer :授權器,或者訪問控制器,用來決定主體是否有權限進行相應的操作;即控制
着用戶能訪問應用中的哪些功能;
Realm :可以有 1 個或多個 Realm,可以認為是安全實體數據源,即用於獲取安全實體的;
可以是 JDBC 實現,也可以是 LDAP 實現,或者內存實現等等;由用戶提供;注意:Shiro

不知道你的用戶/權限存儲在哪及以何種格式存儲;所以我們一般在應用中都需要實現自己
的 Realm;
SessionManager :如果寫過 Servlet 就應該知道 Session 的概念,Session 呢需要有人去管理
它的生命周期,這個組件就是 SessionManager;而 Shiro 並不僅僅可以用在 Web 環境,也
可以用在如普通的 JavaSE 環境、EJB 等環境;所有呢,Shiro 就抽象了一個自己的 Session
來管理主體與應用之間交互的數據;這樣的話,比如我們在 Web 環境用,剛開始是一台
Web 服務器;接着又上了台 EJB 服務器;這時想把兩台服務器的會話數據放到一個地方,
這個時候就可以實現自己的分布式會話(如把數據放到 Memcached 服務器);
SessionDAO: :DAO 大家都用過,數據訪問對象,用於會話的 CRUD,比如我們想把 Session
保存到數據庫,那么可以實現自己的 SessionDAO,通過如 JDBC 寫到數據庫;比如想把
Session 放到 Memcached 中,可以實現自己的 Memcached SessionDAO;另外 SessionDAO
中可以使用 Cache 進行緩存,以提高性能;
CacheManager :緩存控制器,來管理如用戶、角色、權限等的緩存的;因為這些數據基本
上很少去改變,放到緩存中后可以提高訪問的性能
Cryptography :密碼模塊,Shiro 提高了一些常見的加密組件用於如密碼加密/解密的。


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