简介

Apache Shiro 是 Java 的一个安全框架。目前,使用 Apache Shiro 的人越来越多,因为它相当简单,对比 Spring Security,可能没有 Spring Security 做的功能强大,但是在实际工作时可能并不需要那么复杂的东西,所以使用小而简单的 Shiro 就足够了。对于它俩到底哪个好,这个不必纠结,能更简单的解决项目问题就好了。

本教程只介绍基本的 Shiro 使用,不会过多分析源码等,重在使用。

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:

Authentication :身份认证 / 登录,验证用户是不是拥有相应的身份;

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,常见的如:验证某个用户是否拥有某个角色。或者细粒度的验证某个用户对某个资源是否具有某个权限;

Session Manager :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;

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;

Web Support :Web 支持,可以非常容易的集成到 Web 环境;

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;

Concurrency :shiro 支持多线程应用的并发验证,即如在一个线程中开启另一个线程,能把权限自动传播过去;

Testing :提供测试支持;

Run As :允许一个用户假装为另一个用户(如果他们允许)的身份进行访问;

Remember Me :记住我,这个是非常常见的功能,即一次登录后,下次再来的话不用登录了。

记住一点,Shiro 不会去维护用户、维护权限;这些需要我们自己去设计 / 提供;然后通过相应的接口注入给 Shiro 即可。

接下来我们分别从外部和内部来看看 Shiro 的架构,对于一个好的框架,从外部来看应该具有非常简单易于使用的 API,且 API 契约明确;从内部来看的话,其应该有一个可扩展的架构,即非常容易插入用户自定义实现,因为任何框架都不能满足所有需求。

首先,我们从外部来看 Shiro 吧,即从应用程序角度的来观察如何使用 Shiro 完成工作。如下图:

可以看到:应用代码直接交互的对象是 Subject,也就是说 Shiro 的对外 API 核心就是 Subject;其每个 API 的含义:

Subject :主体,代表了当前 "用户",这个用户不一定是一个具体的人,与当前应用交互的任何东西都是 Subject,如网络爬虫,机器人等;即一个抽象概念;所有 Subject 都绑定到 SecurityManager,与 Subject 的所有交互都会委托给 SecurityManager;可以把 Subject 认为是一个门面;SecurityManager 才是实际的执行者;

SecurityManager :安全管理器;即所有与安全有关的操作都会与 SecurityManager 交互;且它管理着所有 Subject;可以看出它是 Shiro 的核心,它负责与后边介绍的其他组件进行交互,如果学习过 SpringMVC,你可以把它看成 DispatcherServlet 前端控制器;

Realm :域,Shiro 从从 Realm 获取安全数据(如用户、角色、权限),就是说 SecurityManager 要验证用户身份,那么它需要从 Realm 获取相应的用户进行比较以确定用户身份是否合法;也需要从 Realm 得到用户相应的角色 / 权限进行验证用户是否能进行操作;可以把 Realm 看成 DataSource,即安全数据源。

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。

接下来我们来从 Shiro 内部来看下 Shiro 的架构,如下图所示:

Subject :主体,可以看到主体可以是任何可以与应用交互的 "用户";

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。

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;

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;

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;

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;这样的话,比如我们在 Web 环境用,刚开始是一台 Web 服务器;接着又上了台 EJB 服务器;这时想把两台服务器的会话数据放到一个地方,这个时候就可以实现自己的分布式会话(如把数据放到 Memcached 服务器);

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 Memcached SessionDAO;另外 SessionDAO 中可以使用 Cache 进行缓存,以提高性能;

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

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。

到此 Shiro 架构及其组件就认识完了,接下来挨着学习 Shiro 的组件吧。