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Shiro 拦截器机制

2016-08-12 21:19:56 更新

拦截器机制

拦截器介绍

Shiro 使用了与 Servlet 一样的 Filter 接口进行扩展；所以如果对 Filter 不熟悉可以参考《Servlet 3.1 规范》http://www.iteye.com/blogs/subjects/Servlet-3-1了解 Filter 的工作原理。首先下图是 Shiro 拦截器的基础类图：

1、NameableFilter
NameableFilter 给 Filter 起个名字，如果没有设置默认就是 FilterName；还记得之前的如 authc 吗？当我们组装拦截器链时会根据这个名字找到相应的拦截器实例；

2、OncePerRequestFilter
OncePerRequestFilter 用于防止多次执行 Filter 的；也就是说一次请求只会走一次拦截器链；另外提供 enabled 属性，表示是否开启该拦截器实例，默认 enabled=true 表示开启，如果不想让某个拦截器工作，可以设置为 false 即可。

3、ShiroFilter
ShiroFilter 是整个 Shiro 的入口点，用于拦截需要安全控制的请求进行处理，这个之前已经用过了。

4、AdviceFilter
AdviceFilter 提供了 AOP 风格的支持，类似于 SpringMVC 中的 Interceptor：

boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception
void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception
void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception;

preHandler：类似于 AOP 中的前置增强；在拦截器链执行之前执行；如果返回 true 则继续拦截器链；否则中断后续的拦截器链的执行直接返回；进行预处理（如基于表单的身份验证、授权）
postHandle：类似于 AOP 中的后置返回增强；在拦截器链执行完成后执行；进行后处理（如记录执行时间之类的）；
afterCompletion：类似于 AOP 中的后置最终增强；即不管有没有异常都会执行；可以进行清理资源（如解除 Subject 与线程的绑定之类的）；

5、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter 提供了基于 Ant 风格的请求路径匹配功能及拦截器参数解析的功能，如“roles[admin,user]”自动根据“，”分割解析到一个路径参数配置并绑定到相应的路径：

boolean pathsMatch(String path, ServletRequest request)
boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception

pathsMatch：该方法用于 path 与请求路径进行匹配的方法；如果匹配返回 true；
onPreHandle：在 preHandle 中，当 pathsMatch 匹配一个路径后，会调用 opPreHandler 方法并将路径绑定参数配置传给 mappedValue；然后可以在这个方法中进行一些验证（如角色授权），如果验证失败可以返回 false 中断流程；默认返回 true；也就是说子类可以只实现 onPreHandle 即可，无须实现 preHandle。如果没有 path 与请求路径匹配，默认是通过的（即 preHandle 返回 true）。

6、AccessControlFilter

AccessControlFilter 提供了访问控制的基础功能；比如是否允许访问/当访问拒绝时如何处理等：

abstract boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;
boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;
abstract boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception;

isAccessAllowed：表示是否允许访问；mappedValue 就是[urls]配置中拦截器参数部分，如果允许访问返回 true，否则 false；

onAccessDenied：表示当访问拒绝时是否已经处理了；如果返回 true 表示需要继续处理；如果返回 false 表示该拦截器实例已经处理了，将直接返回即可。

onPreHandle 会自动调用这两个方法决定是否继续处理：

boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue) || onAccessDenied(request, response, mappedValue);
}

另外 AccessControlFilter 还提供了如下方法用于处理如登录成功后/重定向到上一个请求：

void setLoginUrl(String loginUrl) //身份验证时使用，默认/login.jsp
String getLoginUrl()
Subject getSubject(ServletRequest request, ServletResponse response) //获取Subject 实例
boolean isLoginRequest(ServletRequest request, ServletResponse response)//当前请求是否是登录请求
void saveRequestAndRedirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException //将当前请求保存起来并重定向到登录页面
void saveRequest(ServletRequest request) //将请求保存起来，如登录成功后再重定向回该请求
void redirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) //重定向到登录页面&nbsp;

比如基于表单的身份验证就需要使用这些功能。

到此基本的拦截器就完事了，如果我们想进行访问访问的控制就可以继承 AccessControlFilter；如果我们要添加一些通用数据我们可以直接继承 PathMatchingFilter。

拦截器链

Shiro 对 Servlet 容器的 FilterChain 进行了代理，即 ShiroFilter 在继续 Servlet 容器的 Filter 链的执行之前，通过 ProxiedFilterChain 对 Servlet 容器的 FilterChain 进行了代理；即先走 Shiro 自己的 Filter 体系，然后才会委托给 Servlet 容器的 FilterChain 进行 Servlet 容器级别的 Filter 链执行；Shiro 的 ProxiedFilterChain 执行流程：1、先执行 Shiro 自己的 Filter 链；2、再执行 Servlet 容器的 Filter 链（即原始的 Filter）。

而 ProxiedFilterChain 是通过 FilterChainResolver 根据配置文件中[urls]部分是否与请求的 URL 是否匹配解析得到的。

FilterChain getChain(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain originalChain);

即传入原始的 chain 得到一个代理的 chain。

Shiro 内部提供了一个路径匹配的 FilterChainResolver 实现：PathMatchingFilterChainResolver，其根据[urls]中配置的 url 模式（默认 Ant 风格）=拦截器链和请求的 url 是否匹配来解析得到配置的拦截器链的；而 PathMatchingFilterChainResolver 内部通过 FilterChainManager 维护着拦截器链，比如 DefaultFilterChainManager 实现维护着 url 模式与拦截器链的关系。因此我们可以通过 FilterChainManager 进行动态动态增加 url 模式与拦截器链的关系。

DefaultFilterChainManager 会默认添加 org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter 中声明的拦截器：

public enum DefaultFilter {
    anon(AnonymousFilter.class),
    authc(FormAuthenticationFilter.class),
    authcBasic(BasicHttpAuthenticationFilter.class),
    logout(LogoutFilter.class),
    noSessionCreation(NoSessionCreationFilter.class),
    perms(PermissionsAuthorizationFilter.class),
    port(PortFilter.class),
    rest(HttpMethodPermissionFilter.class),
    roles(RolesAuthorizationFilter.class),
    ssl(SslFilter.class),
    user(UserFilter.class);
}

下一节会介绍这些拦截器的作用。

如果要注册自定义拦截器，IniSecurityManagerFactory/WebIniSecurityManagerFactory 在启动时会自动扫描 ini 配置文件中的 [filters]/[main] 部分并注册这些拦截器到 DefaultFilterChainManager；且创建相应的 url 模式与其拦截器关系链。如果使用 Spring 后续章节会介绍如果注册自定义拦截器。

如果想自定义 FilterChainResolver，可以通过实现 WebEnvironment 接口完成：

public class MyIniWebEnvironment extends IniWebEnvironment {
    @Override
    protected FilterChainResolver createFilterChainResolver() {
        //在此处扩展自己的FilterChainResolver
        return super.createFilterChainResolver();
    }
}

FilterChain 之间的关系。如果想动态实现 url -拦截器的注册，就可以通过实现此处的 FilterChainResolver 来完成，比如：

//1、创建 FilterChainResolver
PathMatchingFilterChainResolver filterChainResolver =
        new PathMatchingFilterChainResolver();
//2、创建 FilterChainManager
DefaultFilterChainManager filterChainManager = new DefaultFilterChainManager();
//3、注册 Filter
for(DefaultFilter filter : DefaultFilter.values()) {
    filterChainManager.addFilter(
        filter.name(), (Filter) ClassUtils.newInstance(filter.getFilterClass()));
}
//4、注册 URL-Filter 的映射关系
filterChainManager.addToChain("/login.jsp", "authc");
filterChainManager.addToChain("/unauthorized.jsp", "anon");
filterChainManager.addToChain("/**", "authc");
filterChainManager.addToChain("/**", "roles", "admin");
//5、设置 Filter 的属性
FormAuthenticationFilter authcFilter =
         (FormAuthenticationFilter)filterChainManager.getFilter("authc");
authcFilter.setLoginUrl("/login.jsp");
RolesAuthorizationFilter rolesFilter =
          (RolesAuthorizationFilter)filterChainManager.getFilter("roles");
rolesFilter.setUnauthorizedUrl("/unauthorized.jsp");
filterChainResolver.setFilterChainManager(filterChainManager);
return filterChainResolver;

此处自己去实现注册 filter，及url 模式与 filter 之间的映射关系。可以通过定制 FilterChainResolver 或 FilterChainManager 来完成诸如动态 URL 匹配的实现。

然后再 web.xml 中进行如下配置 Environment：

<context-param>
<param-name>shiroEnvironmentClass</param-name> <param-value>com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.env.MyIniWebEnvironment</param-value>
</context-param>

自定义拦截器

通过自定义自己的拦截器可以扩展一些功能，诸如动态 url -角色/权限访问控制的实现、根据 Subject 身份信息获取用户信息绑定到 Request（即设置通用数据）、验证码验证、在线用户信息的保存等等，因为其本质就是一个 Filter；所以 Filter 能做的它就能做。

对于 Filter 的介绍请参考《Servlet规范》中的 Filter 部分：
http://www.iteye.com/blogs/subjects/Servlet-3-1。

1、扩展 OncePerRequestFilter

OncePerRequestFilter 保证一次请求只调用一次 doFilterInternal，即如内部的 forward 不会再多执行一次 doFilterInternal：

public class MyOncePerRequestFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("=========once per request filter");
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

然后再 shiro.ini 配置文件中：

[main]
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
\#[filters]
\#myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
[urls]
/**=myFilter1

Filter 可以在 [main] 或 [filters] 部分注册，然后在 [urls] 部分配置 url 与 filter 的映射关系即可。

2、扩展 AdviceFilter

AdviceFilter 提供了 AOP 的功能，其实现和 SpringMVC 中的 Interceptor 思想一样：具体可参考我的 SpringMVC 教程中的处理器拦截器部分：
http://www.iteye.com/blogs/subjects/kaitao-springmvc

public class MyAdviceFilter extends AdviceFilter {
    @Override
    protected boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("====预处理/前置处理");
        return true;//返回 false 将中断后续拦截器链的执行
    }
    @Override
    protected void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("====后处理/后置返回处理");
    }
    @Override
    public void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception {
        System.out.println("====完成处理/后置最终处理");
    }
}

preHandle：进行请求的预处理，然后根据返回值决定是否继续处理（true：继续过滤器链）；可以通过它实现权限控制；
postHandle：执行完拦截器链之后正常返回后执行；
afterCompletion：不管最后有没有异常，afterCompletion 都会执行，完成如清理资源功能。

然后在 shiro.ini 中进行如下配置：

[filters]
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
myFilter2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyAdviceFilter
[urls]
/**=myFilter1,myFilter2

该过滤器的具体使用可参考我的 SpringMVC 教程中的处理器拦截器部分。

3、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter 继承了 AdviceFilter，提供了 url 模式过滤的功能，如果需要对指定的请求进行处理，可以扩展 PathMatchingFilter：

public class MyPathMatchingFilter extends PathMatchingFilter {
    @Override
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
       System.out.println("url matches,config is " + Arrays.toString((String[])mappedValue));
       return true;
    }
}

preHandle：会进行 url 模式与请求 url 进行匹配，如果匹配会调用 onPreHandle；如果没有配置 url 模式 / 没有 url 模式匹配，默认直接返回 true；
onPreHandle：如果 url 模式与请求 url 匹配，那么会执行 onPreHandle，并把该拦截器配置的参数传入。默认什么不处理直接返回 true。

然后在 shiro.ini 中进行如下配置：

[filters]
myFilter3=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyPathMatchingFilter
[urls]
/**= myFilter3[config]

/** 就是注册给 PathMatchingFilter 的 url 模式，config 就是拦截器的配置参数，多个之间逗号分隔，onPreHandle 使用 mappedValue 接收参数值。

4、扩展 AccessControlFilter

AccessControlFilter 继承了 PathMatchingFilter，并扩展了了两个方法：

public boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue)
     || onAccessDenied(request, response, mappedValue);
}

isAccessAllowed：即是否允许访问，返回 true 表示允许；
onAccessDenied：表示访问拒绝时是否自己处理，如果返回 true 表示自己不处理且继续拦截器链执行，返回 false 表示自己已经处理了（比如重定向到另一个页面）。

public class MyAccessControlFilter extends AccessControlFilter {
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        System.out.println("access allowed");
        return true;
    }
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("访问拒绝也不自己处理，继续拦截器链的执行");
        return true;
    }
}

然后在 shiro.ini 中进行如下配置：

5、基于表单登录拦截器

之前我们已经使用过 Shiro 内置的基于表单登录的拦截器了，此处自己做一个类似的基于表单登录的拦截器。

public class FormLoginFilter extends PathMatchingFilter {
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    private String successUrl = "/";
    @Override
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        if(SecurityUtils.getSubject().isAuthenticated()) {
            return true;//已经登录过
        }
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
        if(isLoginRequest(req)) {
            if("post".equalsIgnoreCase(req.getMethod())) {//form表单提交
                boolean loginSuccess = login(req); //登录
                if(loginSuccess) {
                    return redirectToSuccessUrl(req, resp);
                }
            }
            return true;//继续过滤器链
        } else {//保存当前地址并重定向到登录界面
            saveRequestAndRedirectToLogin(req, resp);
            return false;
        }
    }
    private boolean redirectToSuccessUrl(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.redirectToSavedRequest(req, resp, successUrl);
        return false;
    }
    private void saveRequestAndRedirectToLogin(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.saveRequest(req);
        WebUtils.issueRedirect(req, resp, loginUrl);
    }
    private boolean login(HttpServletRequest req) {
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        try {
            SecurityUtils.getSubject().login(new UsernamePasswordToken(username, password));
        } catch (Exception e) {
            req.setAttribute("shiroLoginFailure", e.getClass());
            return false;
        }
        return true;
    }
    private boolean isLoginRequest(HttpServletRequest req) {
        return pathsMatch(loginUrl, WebUtils.getPathWithinApplication(req));
    }
}

onPreHandle 主要流程：

首先判断是否已经登录过了，如果已经登录过了继续拦截器链即可；
如果没有登录，看看是否是登录请求，如果是 get 方法的登录页面请求，则继续拦截器链（到请求页面），否则如果是 get 方法的其他页面请求则保存当前请求并重定向到登录页面；
如果是 post 方法的登录页面表单提交请求，则收集用户名 / 密码登录即可，如果失败了保存错误消息到 “shiroLoginFailure” 并返回到登录页面；
如果登录成功了，且之前有保存的请求，则重定向到之前的这个请求，否则到默认的成功页面。

shiro.ini 配置

[filters]
formLogin=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.FormLoginFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin
/login.jsp=formLogin

启动服务器输入 http://localhost:8080/chapter8/test.jsp 测试时，会自动跳转到登录页面，登录成功后又会跳回到 test.jsp 页面。

此处可以通过继承 AuthenticatingFilter 实现，其提供了很多登录相关的基础代码。另外可以参考 Shiro 内嵌的 FormAuthenticationFilter 的源码，思路是一样的。

6、任意角色授权拦截器

Shiro 提供 roles 拦截器，其验证用户拥有所有角色，没有提供验证用户拥有任意角色的拦截器。

public class AnyRolesFilter extends AccessControlFilter {
    private String unauthorizedUrl = "/unauthorized.jsp";
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        String[] roles = (String[])mappedValue;
        if(roles == null) {
            return true;//如果没有设置角色参数，默认成功
        }
        for(String role : roles) {
            if(getSubject(request, response).hasRole(role)) {
                return true;
            }
        }
        return false;//跳到onAccessDenied处理
    }
    @Override
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        Subject subject = getSubject(request, response);
        if (subject.getPrincipal() == null) {//表示没有登录，重定向到登录页面
            saveRequest(request);
            WebUtils.issueRedirect(request, response, loginUrl);
        } else {
            if (StringUtils.hasText(unauthorizedUrl)) {//如果有未授权页面跳转过去
                WebUtils.issueRedirect(request, response, unauthorizedUrl);
            } else {//否则返回401未授权状态码
                WebUtils.toHttp(response).sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
            }
        }
        return false;
    }
}

流程：

首先判断用户有没有任意角色，如果没有返回 false，将到 onAccessDenied 进行处理；
如果用户没有角色，接着判断用户有没有登录，如果没有登录先重定向到登录；
如果用户没有角色且设置了未授权页面（unauthorizedUrl），那么重定向到未授权页面；否则直接返回 401 未授权错误码。

shiro.ini 配置

[filters]
anyRoles=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.AnyRolesFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin,anyRoles[admin,user]
/login.jsp=formLogin

此处可以继承 AuthorizationFilter 实现，其提供了授权相关的基础代码。另外可以参考 Shiro 内嵌的 RolesAuthorizationFilter 的源码，只是实现 hasAllRoles 逻辑。

默认拦截器

Shiro 内置了很多默认的拦截器，比如身份验证、授权等相关的。默认拦截器可以参考 org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter 中的枚举拦截器：

默认拦截器名	拦截器类	说明（括号里的表示默认值）
身份验证相关的
authc	org.apache.shiro.web.filter.authc .FormAuthenticationFilter	基于表单的拦截器；如 “`/**=authc`”，如果没有登录会跳到相应的登录页面登录；主要属性：usernameParam：表单提交的用户名参数名（ username）； passwordParam：表单提交的密码参数名（password）； rememberMeParam：表单提交的密码参数名（rememberMe）； loginUrl：登录页面地址（/login.jsp）；successUrl：登录成功后的默认重定向地址； failureKeyAttribute：登录失败后错误信息存储 key（shiroLoginFailure）；
authcBasic	org.apache.shiro.web.filter.authc .BasicHttpAuthenticationFilter	Basic HTTP 身份验证拦截器，主要属性： applicationName：弹出登录框显示的信息（application）；
logout	org.apache.shiro.web.filter.authc .LogoutFilter	退出拦截器，主要属性：redirectUrl：退出成功后重定向的地址（/）; 示例 “/logout=logout”
user	org.apache.shiro.web.filter.authc .UserFilter	用户拦截器，用户已经身份验证 / 记住我登录的都可；示例 “/**=user”
anon	org.apache.shiro.web.filter.authc .AnonymousFilter	匿名拦截器，即不需要登录即可访问；一般用于静态资源过滤；示例 “/static/**=anon”
授权相关的
roles	org.apache.shiro.web.filter.authz .RolesAuthorizationFilter	角色授权拦截器，验证用户是否拥有所有角色；主要属性： loginUrl：登录页面地址（/login.jsp）；unauthorizedUrl：未授权后重定向的地址；示例 “/admin/**=roles[admin]”
perms	org.apache.shiro.web.filter.authz .PermissionsAuthorizationFilter	权限授权拦截器，验证用户是否拥有所有权限；属性和 roles 一样；示例 “/user/**=perms["user:create"]”
port	org.apache.shiro.web.filter.authz .PortFilter	端口拦截器，主要属性：port（80）：可以通过的端口；示例 “/test= port[80]”，如果用户访问该页面是非 80，将自动将请求端口改为 80 并重定向到该 80 端口，其他路径 / 参数等都一样
rest	org.apache.shiro.web.filter.authz .HttpMethodPermissionFilter	rest 风格拦截器，自动根据请求方法构建权限字符串（GET=read, POST=create,PUT=update,DELETE=delete,HEAD=read,TRACE=read,OPTIONS=read, MKCOL=create）构建权限字符串；示例 “/users=rest[user]”，会自动拼出“user:read,user:create,user:update,user:delete” 权限字符串进行权限匹配（所有都得匹配，isPermittedAll）；
ssl	org.apache.shiro.web.filter.authz .SslFilter	SSL 拦截器，只有请求协议是 https 才能通过；否则自动跳转会 https 端口（443）；其他和 port 拦截器一样；
其他
noSessionCreation	org.apache.shiro.web.filter.session .NoSessionCreationFilter	不创建会话拦截器，调用 subject.getSession(false) 不会有什么问题，但是如果 subject.getSession(true) 将抛出 DisabledSessionException 异常；