快速学习Shiro-Shiro安全框架

4 Shiro安全框架

4.1 什么是Shiro

4.1.1 什么是Shiro

Apache Shiro是一个强大且易用的Java安全框架,执行身份验证、授权、密码和会话管理。使用Shiro的易于理解的API,您可以快速、轻松地获得任何应用程序,从最小的移动应用程序到最大的网络和企业应用程序。

Apache Shiro 的首要目标是易于使用和理解。安全有时候是很复杂的，甚至是痛苦的，但它没有必要这样。框架应该尽可能掩盖复杂的地方，露出一个干净而直观的 API，来简化开发人员在使他们的应用程序安全上的努力。以下是你可以用 Apache Shiro 所做的事情：

1. 验证用户来核实他们的身份
2. 对用户执行访问控制，如：
3. 判断用户是否被分配了一个确定的安全角色
4. 判断用户是否被允许做某事
5. 在任何环境下使用 Session API，即使没有 Web 或 EJB 容器。
6. 在身份验证，访问控制期间或在会话的生命周期，对事件作出反应。
7. 聚集一个或多个用户安全数据的数据源，并作为一个单一的复合用户“视图”。
8. 启用单点登录（SSO）功能。
9. 为没有关联到登录的用户启用"Remember Me"服务

4.1.2 与Spring Security的对比

Shiro

Shiro较之 Spring Security，Shiro在保持强大功能的同时，还在简单性和灵活性方面拥有巨大优势。

1. 易于理解的 Java Security API；
2. 简单的身份认证（登录），支持多种数据源（LDAP，JDBC，Kerberos，ActiveDirectory 等）；
3. 对角色的简单的签权（访问控制），支持细粒度的签权；
4. 支持一级缓存，以提升应用程序的性能；
5. 内置的基于 POJO 企业会话管理，适用于 Web 以及非 Web 的环境；
6. 异构客户端会话访问；
7. 非常简单的加密 API；
8. 不跟任何的框架或者容器捆绑，可以独立运行

Spring Security：

除了不能脱离Spring，shiro的功能它都有。而且Spring Security对Oauth、OpenID也有支持,Shiro则需要自己手动实现。Spring Security的权限细粒度更高。

4.1.3 Shiro的功能模块

Shiro可以非常容易的开发出足够好的应用，其不仅可以用在JavaSE环境，也可以用在JavaEE环境。Shiro可以帮助我们完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存等。这不就是我们想要的嘛，而且Shiro的API也是非常简单；其基本功能点如下图所示：

在这里插入图片描述

1. Authentication：身份认证/登录，验证用户是不是拥有相应的身份。
2. Authorization：授权，即权限验证，验证某个已认证的用户是否拥有某个权限；即判断用户是否能做事情。
3. Session Management：会话管理，即用户登录后就是一次会话，在没有退出之前，它的所有信息都在会话中；会话可以是普通JavaSE环境的，也可以是如Web环境的。
4. Cryptography：加密，保护数据的安全性，如密码加密存储到数据库，而不是明文存储。
5. Web Support：Shiro 的 web 支持的 API 能够轻松地帮助保护 Web 应用程序。
6. Caching：缓存，比如用户登录后，其用户信息、拥有的角色/权限不必每次去查，这样可以提高效率。
7. Concurrency：Apache Shiro 利用它的并发特性来支持多线程应用程序。
8. Testing：测试支持的存在来帮助你编写单元测试和集成测试，并确保你的能够如预期的一样安全。
9. “Run As”：一个允许用户假设为另一个用户身份（如果允许）的功能，有时候在管理脚本很有用。
10. “Remember Me”：记住我。

4.2 Shiro的内部结构

在这里插入图片描述

1. Subject：主体，可以看到主体可以是任何可以与应用交互的“用户”；
2. SecurityManager：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet或者Struts2中的FilterDispatcher；是Shiro的心脏；所有具体的交互都通过SecurityManager进行控制；它管理着所有Subject、且负责进行认证和授权、及会话、缓存的管理。
3. Authenticator：认证器，负责主体认证的，这是一个扩展点，如果用户觉得Shiro默认的不好，可以自定义实现；其需要认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；
4. Authrizer：授权器，或者访问控制器，用来决定主体是否有权限进行相应的操作；即控制着用户能访问应用中的哪些功能；
5. Realm：可以有1个或多个Realm，可以认为是安全实体数据源，即用于获取安全实体的；可以是JDBC实现，也可以是LDAP实现，或者内存实现等等；由用户提供；注意：Shiro不知道你的用户/权限存储在哪及以何种格式存储；所以我们一般在应用中都需要实现自己的Realm；
6. SessionManager：如果写过Servlet就应该知道Session的概念，Session呢需要有人去管理它的生命周期，这个组件就是SessionManager；而Shiro并不仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境、EJB等环境；所有呢，Shiro就抽象了一个自己的Session来管理主体与应用之间交互的数据；
7. SessionDAO：DAO大家都用过，数据访问对象，用于会话的CRUD，比如我们想把Session保存到数据库，那么可以实现自己的SessionDAO，通过如JDBC写到数据库；比如想把Session放到Memcached中，可以实现自己的
8. Memcached SessionDAO；另外SessionDAO中可以使用Cache进行缓存，以提高性能；
9. CacheManager：缓存控制器，来管理如用户、角色、权限等的缓存的；因为这些数据基本上很少去改变，放到缓存中后可以提高访问的性能
10. Cryptography：密码模块，Shiro提高了一些常见的加密组件用于如密码加密/解密的。

4.3 应用程序使用Shiro

在这里插入图片描述

也就是说对于我们而言，最简单的一个Shiro应用：

1. 应用代码通过Subject来进行认证和授权，而Subject又委托给SecurityManager；
2. 我们需要给Shiro的SecurityManager注入Realm，从而让SecurityManager能得到合法的用户及其权限进行判断。

从以上也可以看出，Shiro不提供维护用户/权限，而是通过Realm让开发人员自己注入。