Spring Security是一個能夠為基于Spring的企業(yè)應用系統(tǒng)提供聲明式的安全訪問控制解決方案的安全框架掂骏。它提供了一組可以在Spring應用上下文中配置的Bean昼弟，充分利用了Spring IoC睦尽，DI（控制反轉Inversion of Control ,DI:Dependency Injection 依賴注入）和AOP（面向切面編程）功能袜蚕，為應用系統(tǒng)提供聲明式的安全訪問控制功能猾普，減少了為企業(yè)系統(tǒng)安全控制編寫大量重復代碼的工作虾啦。
類圖
為了方便理解Spring Security認證流程翠霍，特意畫了如下的類圖锭吨，包含相關的核心認證類
概述
核心驗證器
AuthenticationManager
該對象提供了認證方法的入口，接收一個Authentiaton對象作為參數;
public interface AuthenticationManager {
Authentication authenticate(Authentication authentication)
throws AuthenticationException;
}
ProviderManager
它是 AuthenticationManager 的一個實現(xiàn)類寒匙，提供了基本的認證邏輯和方法零如；它包含了一個 List<AuthenticationProvider> 對象，通過 AuthenticationProvider 接口來擴展出不同的認證提供者(當Spring Security默認提供的實現(xiàn)類不能滿足需求的時候可以擴展AuthenticationProvider 覆蓋supports(Class<?> authentication)方法)锄弱；
驗證邏輯
AuthenticationManager 接收 Authentication 對象作為參數考蕾，并通過 authenticate(Authentication) 方法對其進行驗證；AuthenticationProvider實現(xiàn)類用來支撐對 Authentication 對象的驗證動作会宪；UsernamePasswordAuthenticationToken實現(xiàn)了 Authentication主要是將用戶輸入的用戶名和密碼進行封裝肖卧，并供給 AuthenticationManager 進行驗證；驗證完成以后將返回一個認證成功的 Authentication 對象掸鹅；
Authentication
Authentication對象中的主要方法
public interface Authentication extends Principal, Serializable {
//#1.權限結合塞帐，可使用AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("admin,ROLE_ADMIN")返回字符串權限集合
Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
//#2.用戶名密碼認證時可以理解為密碼
Object getCredentials();
//#3.認證時包含的一些信息。
Object getDetails();
//#4.用戶名密碼認證時可理解時用戶名
Object getPrincipal();
#5.是否被認證巍沙，認證為true
boolean isAuthenticated();
#6.設置是否能被認證
void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException;
ProviderManager
ProviderManager是AuthenticationManager的實現(xiàn)類壁榕，提供了基本認證實現(xiàn)邏輯和流程；
public Authentication authenticate(Authentication authentication)
throws AuthenticationException {
//#1.獲取當前的Authentication的認證類型
Class<? extends Authentication> toTest = authentication.getClass();
AuthenticationException lastException = null;
Authentication result = null;
boolean debug = logger.isDebugEnabled();
//#2.遍歷所有的providers使用supports方法判斷該provider是否支持當前的認證類型赎瞎，不支持的話繼續(xù)遍歷
for (AuthenticationProvider provider : getProviders()) {
if (!provider.supports(toTest)) {
continue;
}
if (debug) {
logger.debug("Authentication attempt using "
+ provider.getClass().getName());
}
try {
#3.支持的話調用provider的authenticat方法認證
result = provider.authenticate(authentication);
if (result != null) {
#4.認證通過的話重新生成Authentication對應的Token
copyDetails(authentication, result);
break;
}
}
catch (AccountStatusException e) {
prepareException(e, authentication);
// SEC-546: Avoid polling additional providers if auth failure is due to
// invalid account status
throw e;
}
catch (InternalAuthenticationServiceException e) {
prepareException(e, authentication);
throw e;
}
catch (AuthenticationException e) {
lastException = e;
}
}
if (result == null && parent != null) {
// Allow the parent to try.
try {
#5.如果#1 沒有驗證通過，則使用父類型AuthenticationManager進行驗證
result = parent.authenticate(authentication);
}
catch (ProviderNotFoundException e) {
// ignore as we will throw below if no other exception occurred prior to
// calling parent and the parent
// may throw ProviderNotFound even though a provider in the child already
// handled the request
}
catch (AuthenticationException e) {
lastException = e;
}
}
#6. 是否擦出敏感信息
if (result != null) {
if (eraseCredentialsAfterAuthentication
&& (result instanceof CredentialsContainer)) {
// Authentication is complete. Remove credentials and other secret data
// from authentication
((CredentialsContainer) result).eraseCredentials();
}
eventPublisher.publishAuthenticationSuccess(result);
return result;
}
// Parent was null, or didn't authenticate (or throw an exception).
if (lastException == null) {
lastException = new ProviderNotFoundException(messages.getMessage(
"ProviderManager.providerNotFound",
new Object[] { toTest.getName() },
"No AuthenticationProvider found for {0}"));
}
prepareException(lastException, authentication);
throw lastException;
}
- 遍歷所有的 Providers颊咬，然后依次執(zhí)行該 Provider 的驗證方法
- 如果某一個 Provider 驗證成功务甥，則跳出循環(huán)不再執(zhí)行后續(xù)的驗證；
- 如果驗證成功喳篇，會將返回的 result 既 Authentication 對象進一步封裝為 Authentication Token敞临；
比如 UsernamePasswordAuthenticationToken、RememberMeAuthenticationToken 等麸澜；這些 Authentication Token 也都繼承自 Authentication 對象挺尿；
- 如果 #1 沒有任何一個 Provider 驗證成功，則試圖使用其 parent Authentication Manager 進行驗證；
- 是否需要擦除密碼等敏感信息编矾；
AuthenticationProvider
ProviderManager 通過 AuthenticationProvider 擴展出更多的驗證提供的方式熟史；而 AuthenticationProvider 本身也就是一個接口，從類圖中我們可以看出它的實現(xiàn)類AbstractUserDetailsAuthenticationProvider和AbstractUserDetailsAuthenticationProvider的子類DaoAuthenticationProvider窄俏。DaoAuthenticationProvider是Spring Security中一個核心的Provider,對所有的數據庫提供了基本方法和入口蹂匹。
DaoAuthenticationProvider
DaoAuthenticationProvider主要做了以下事情
- 對用戶身份盡心加密操作；
#1.可直接返回BCryptPasswordEncoder凹蜈，也可以自己實現(xiàn)該接口使用自己的加密算法核心方法String encode(CharSequence rawPassword);和boolean matches(CharSequence rawPassword, String encodedPassword);
private PasswordEncoder passwordEncoder;
2. 實現(xiàn)了 `AbstractUserDetailsAuthenticationProvider` 兩個抽象方法限寞，
1. 獲取用戶信息的擴展點
```java
protected final UserDetails retrieveUser(String username,
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication)
throws AuthenticationException {
UserDetails loadedUser;
try {
loadedUser = this.getUserDetailsService().loadUserByUsername(username);
}
主要是通過注入`UserDetailsService`接口對象，并調用其接口方法 `loadUserByUsername(String username)` 獲取得到相關的用戶信息仰坦。`UserDetailsService`接口非常重要履植。
2. 實現(xiàn) additionalAuthenticationChecks 的驗證方法(主要驗證密碼)；
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider為DaoAuthenticationProvider提供了基本的認證方法悄晃；
public Authentication authenticate(Authentication authentication)
throws AuthenticationException {
Assert.isInstanceOf(UsernamePasswordAuthenticationToken.class, authentication,
messages.getMessage(
"AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.onlySupports",
"Only UsernamePasswordAuthenticationToken is supported"));
// Determine username
String username = (authentication.getPrincipal() == null) ? "NONE_PROVIDED"
: authentication.getName();
boolean cacheWasUsed = true;
UserDetails user = this.userCache.getUserFromCache(username);
if (user == null) {
cacheWasUsed = false;
try {
#1.獲取用戶信息由子類實現(xiàn)即DaoAuthenticationProvider
user = retrieveUser(username,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
}
catch (UsernameNotFoundException notFound) {
logger.debug("User '" + username + "' not found");
if (hideUserNotFoundExceptions) {
throw new BadCredentialsException(messages.getMessage(
"AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.badCredentials",
"Bad credentials"));
}
else {
throw notFound;
}
}
Assert.notNull(user,
"retrieveUser returned null - a violation of the interface contract");
}
try {
#2.前檢查由DefaultPreAuthenticationChecks類實現(xiàn)（主要判斷當前用戶是否鎖定玫霎，過期，凍結User接口）
preAuthenticationChecks.check(user);
#3.子類實現(xiàn)
additionalAuthenticationChecks(user,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
}
catch (AuthenticationException exception) {
if (cacheWasUsed) {
// There was a problem, so try again after checking
// we're using latest data (i.e. not from the cache)
cacheWasUsed = false;
user = retrieveUser(username,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
preAuthenticationChecks.check(user);
additionalAuthenticationChecks(user,
(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
}
else {
throw exception;
}
}
#4.檢測用戶密碼是否過期對應#2 的User接口
postAuthenticationChecks.check(user);
if (!cacheWasUsed) {
this.userCache.putUserInCache(user);
}
Object principalToReturn = user;
if (forcePrincipalAsString) {
principalToReturn = user.getUsername();
}
return createSuccessAuthentication(principalToReturn, authentication, user);
}
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider主要實現(xiàn)了AuthenticationProvider的接口方法authenticate 并提供了相關的驗證邏輯传泊；
- 獲取用戶返回
UserDetails
AbstractUserDetailsAuthenticationProvider定義了一個抽象的方法
protected abstract UserDetails retrieveUser(String username,
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication)
throws AuthenticationException;
2. 三步驗證工作
1. preAuthenticationChecks
2. additionalAuthenticationChecks（抽象方法鼠渺，子類實現(xiàn)）
3. postAuthenticationChecks
3. 將已通過驗證的用戶信息封裝成 UsernamePasswordAuthenticationToken 對象并返回；該對象封裝了用戶的身份信息眷细，以及相應的權限信息拦盹，相關源碼如下，
```java
protected Authentication createSuccessAuthentication(Object principal,
UsernamePasswordAuthenticationToken result = new UsernamePasswordAuthenticationToken(
principal, authentication.getCredentials(),
authoritiesMapper.mapAuthorities(user.getAuthorities()));
result.setDetails(authentication.getDetails());
return result;
}
UserDetailsService
UserDetailsService是一個接口溪椎，提供了一個方法
public interface UserDetailsService {
UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
}
通過用戶名 username 調用方法 loadUserByUsername 返回了一個UserDetails接口對象（對應AbstractUserDetailsAuthenticationProvider的三步驗證方法）普舆；
public interface UserDetails extends Serializable {
#1.權限集合
Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();
#2.密碼
String getPassword();
#3.用戶民
String getUsername();
#4.用戶是否過期
boolean isAccountNonExpired();
#5.是否鎖定
boolean isAccountNonLocked();
#6.用戶密碼是否過期
boolean isCredentialsNonExpired();
#7.賬號是否可用（可理解為是否刪除）
boolean isEnabled();
}
Spring 為UserDetailsService默認提供了一個實現(xiàn)類 org.springframework.security.core.userdetails.jdbc.JdbcDaoImpl
JdbcUserDetailsManager
該實現(xiàn)類主要是提供基于JDBC對 User 進行增、刪校读、查沼侣、改的方法
public class JdbcUserDetailsManager extends JdbcDaoImpl implements UserDetailsManager,
GroupManager {
// ~ Static fields/initializers
// =====================================================================================
// UserDetailsManager SQL
#1.定義了一些列對數據庫操作的語句
public static final String DEF_CREATE_USER_SQL = "insert into users (username, password, enabled) values (?,?,?)";
public static final String DEF_DELETE_USER_SQL = "delete from users where username = ?";
public static final String DEF_UPDATE_USER_SQL = "update users set password = ?, enabled = ? where username = ?";
public static final String DEF_INSERT_AUTHORITY_SQL = "insert into authorities (username, authority) values (?,?)";
public static final String DEF_DELETE_USER_AUTHORITIES_SQL = "delete from authorities where username = ?";
public static final String DEF_USER_EXISTS_SQL = "select username from users where username = ?";
public static final String DEF_CHANGE_PASSWORD_SQL = "update users set password = ? where username = ?";
InMemoryUserDetailsManager
該實現(xiàn)類主要是提供基于內存對 User 進行增、刪歉秫、查蛾洛、改的方法
`public class InMemoryUserDetailsManager implements UserDetailsManager {
protected final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
#1.用MAP 存儲
private final Map<String, MutableUserDetails> users = new HashMap<String, MutableUserDetails>();
private AuthenticationManager authenticationManager;
public InMemoryUserDetailsManager() {
}
public InMemoryUserDetailsManager(Collection<UserDetails> users) {
for (UserDetails user : users) {
createUser(user);
}
}`
總結
UserDetailsService接口作為橋梁，是DaoAuthenticationProvier與特定用戶信息來源進行解耦的地方雁芙，UserDetailsService由UserDetails和UserDetailsManager所構成轧膘；UserDetails和UserDetailsManager各司其責，一個是對基本用戶信息進行封裝兔甘，一個是對基本用戶信息進行管理谎碍；
特別注意，UserDetailsService洞焙、UserDetails以及UserDetailsManager都是可被用戶自定義的擴展點蟆淀，我們可以繼承這些接口提供自己的讀取用戶來源和管理用戶的方法拯啦，比如我們可以自己實現(xiàn)一個 與特定 ORM 框架，比如 Mybatis 或者 Hibernate熔任，相關的UserDetailsService和UserDetailsManager褒链；
