Spring Security 2 配置精讲

Spring Security基本配置

Spring Security是基于Spring的的权限认证框架，对于Spring和Acegi已经比较熟悉的同学对于之前的配置方式应该已经非常了解。接下来的例子，将向大家展示Spring Security基于schema的配置方式。

最小化配置

1. 在web.xml文件中加入Filter声明

<!-- Spring security Filter -->
<filter>
    <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

<!-- Spring security Filter -->
<filter>
    <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
    <filter-class>org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy</filter-class>
</filter>
<filter-mapping>
    <filter-name>springSecurityFilterChain</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
</filter-mapping>

这个Filter会拦截所有的URL请求，并且对这些URL请求进行Spring Security的验证。

注意，springSecurityFilterChain这个名称是由命名空间默认创建的用于处理web安全的一个内部的bean的id。所以你在你的Spring配置文件中，不应该再使用这个id作为你的bean。

与Acegi的配置不同，Acegi需要自行声明一个Spring的bean来作为Filter的实现，而使用Spring Security后，无需再额外定义bean，而是使用<http>元素进行配置。

2. 使用最小的<http>配置

<http auto-config='true'>
    <intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />
</http>

<http auto-config='true'>
    <intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />
</http>

这段配置表示：我们要保护应用程序中的所有URL，只有拥有ROLE_USER角色的用户才能访问。你可以使用多个<intercept-url>元素为不同URL的集合定义不同的访问需求，它们会被归入一个有序队列中，每次取出最先匹配的一个元素使用。 所以你必须把期望使用的匹配条件放到最上边。

3. 配置UserDetailsService来指定用户和权限

接下来，我们来配置一个UserDetailsService来指定用户和权限：

<authentication-provider>
    <user-service>
      <user name="downpour" password="downpour" authorities="ROLE_USER, ROLE_ADMIN" />
      <user name="robbin" password="robbin" authorities="ROLE_USER" />
      <user name="QuakeWang" password="QuakeWang" authorities="ROLE_ADMIN" />
    </user-service>
  </authentication-provider>

<authentication-provider>
    <user-service>
      <user name="downpour" password="downpour" authorities="ROLE_USER, ROLE_ADMIN" />
      <user name="robbin" password="robbin" authorities="ROLE_USER" />
      <user name="QuakeWang" password="QuakeWang" authorities="ROLE_ADMIN" />
    </user-service>
  </authentication-provider>

在这里，downpour拥有ROLE_USER和ROLE_ADMIN的权限，robbin拥有ROLE_USER权限，QuakeWang拥有ROLE_ADMIN的权限

4. 小结

有了以上的配置，你已经可以跑简单的Spring Security的应用了。只不过在这里，我们还缺乏很多基本的元素，所以我们尚不能对上面的代码进行完整性测试。

如果你具备Acegi的知识，你会发现，有很多Acegi中的元素，在Spring Security中都没有了，这些元素包括：表单和基本登录选项、密码编码器、Remember-Me认证等等。

接下来，我们就来详细剖析一下Spring Security中的这些基本元素。

剖析基本配置元素

1. 有关auto-config属性

在上面用到的auto-config属性，其实是下面这些配置的缩写：

<http>
    <intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />
    <form-login />
    <anonymous />
    <http-basic />
    <logout />
    <remember-me />
</http>

<http>
    <intercept-url pattern="/**" access="ROLE_USER" />
    <form-login />
    <anonymous />
    <http-basic />
    <logout />
    <remember-me />
</http>

这些元素分别与登录认证，匿名认证，基本认证，注销处理和remember-me对应。 他们拥有各自的属性，可以改变他们的具体行为。

这样，我们在Acegi中所熟悉的元素又浮现在我们的面前。只是在这里，我们使用的是命名空间而已。

2. 与Acegi的比较

我们仔细观察一下没有auto-config的那段XML配置，是不是熟悉多了？让我们来将基于命名空间的配置与传统的Acegi的bean的配置做一个比较，我们会发现以下的区别：

1) 基于命名空间的配置更加简洁，可维护性更强

例如，基于命名空间进行登录认证的配置代码，可能像这样：

<form-login login-page="/login.jsp" authentication-failure-url="/login.jsp?error=true" default-target-url="/work" />

<form-login login-page="/login.jsp" authentication-failure-url="/login.jsp?error=true" default-target-url="/work" />

如果使用老的Acegi的Bean的定义方式，可能像这样：

<bean id="authenticationProcessingFilter"
          class="org.acegisecurity.ui.webapp.AuthenticationProcessingFilter">
    <property name="authenticationManager"
                  ref="authenticationManager"/>
    <property name="authenticationFailureUrl"
                  value="/login.jsp?error=1"/>
    <property name="defaultTargetUrl" value="/work"/>
    <property name="filterProcessesUrl"
                  value="/j_acegi_security_check"/>
    <property name="rememberMeServices" ref="rememberMeServices"/>
</bean>

<bean id="authenticationProcessingFilter"
		  class="org.acegisecurity.ui.webapp.AuthenticationProcessingFilter">
	<property name="authenticationManager"
				  ref="authenticationManager"/>
	<property name="authenticationFailureUrl"
				  value="/login.jsp?error=1"/>
	<property name="defaultTargetUrl" value="/work"/>
	<property name="filterProcessesUrl"
				  value="/j_acegi_security_check"/>
	<property name="rememberMeServices" ref="rememberMeServices"/>
</bean>

这样的例子很多，有兴趣的读者可以一一进行比较。

2) 基于命名空间的配置，我们无需再担心由于过滤器链的顺序而导致的错误

以前，Acegi在缺乏默认内置配置的情况下，你需要自己来定义所有的bean，并指定这些bean在过滤器链中的顺序。一旦顺序错了，很容易发生错误。而现在，过滤器链的顺序被默认指定，你不需要在担心由于顺序的错误而导致的错误。

3. 过滤器链在哪里

到目前为止，我们都还没有讨论过整个Spring Security的核心部分：过滤器链。在原本Acegi的配置中，我们大概是这样配置我们的过滤器链的：

<bean id="filterChainProxy"
          class="org.acegisecurity.util.FilterChainProxy">
    <property name="filterInvocationDefinitionSource">
        <value>
                CONVERT_URL_TO_LOWERCASE_BEFORE_COMPARISON
                PATTERN_TYPE_APACHE_ANT
                /common/**=#NONE#
                /css/**=#NONE#
                /images/**=#NONE#
                /js/**=#NONE#
                /login.jsp=#NONE#
                /**=httpSessionContextIntegrationFilter,logoutFilter,authenticationProcessingFilter,securityContextHolderAwareRequestFilter,exceptionTranslationFilter,filterSecurityInterceptor
        </value>
    </property>
</bean>

<bean id="filterChainProxy"
		  class="org.acegisecurity.util.FilterChainProxy">
	<property name="filterInvocationDefinitionSource">
		<value>
				CONVERT_URL_TO_LOWERCASE_BEFORE_COMPARISON
				PATTERN_TYPE_APACHE_ANT 				
				/common/**=#NONE# 
				/css/**=#NONE# 
				/images/**=#NONE#
				/js/**=#NONE# 
				/login.jsp=#NONE#
				/**=httpSessionContextIntegrationFilter,logoutFilter,authenticationProcessingFilter,securityContextHolderAwareRequestFilter,exceptionTranslationFilter,filterSecurityInterceptor
		</value>
	</property>
</bean>

其中，每个过滤器链都将对应于Spring配置文件中的bean的id。

现在，在Spring Security中，我们将看不到这些配置，这些配置都被内置在<http>节点中。让我们来看看这些默认的，已经被内置的过滤器：


这些过滤器已经被Spring容器默认内置注册，这也就是我们不再需要在配置文件中定义那么多bean的原因。

同时，过滤器顺序在使用命名空间的时候是被严格执行的。它们在初始化的时候就预先被排好序。不仅如此，Spring Security规定，你不能替换那些<http>元素自己使用而创建出的过滤器，比如HttpSessionContextIntegrationFilter, ExceptionTranslationFilter 或 FilterSecurityInterceptor。

当然，这样的规定是否合理，有待进一步讨论。因为实际上在很多时候，我们希望覆盖过滤器链中的某个过滤器的默认行为。而Spring Security的这种规定在一定程度上限制了我们的行为。

不过Spring Security允许你把你自己的过滤器添加到队列中，使用custom-filter元素，并且指定你的过滤器应该出现的位置：

<beans:bean id="myFilter" class="com.mycompany.MySpecialAuthenticationFilter">
    <custom-filter position="AUTHENTICATION_PROCESSING_FILTER"/>
</beans:bean>

<beans:bean id="myFilter" class="com.mycompany.MySpecialAuthenticationFilter">
    <custom-filter position="AUTHENTICATION_PROCESSING_FILTER"/>
</beans:bean>

不仅如此，你还可以使用after或before属性，如果你想把你的过滤器添加到队列中另一个过滤器的前面或后面。 可以分别在position属性使用"FIRST"或"LAST"来指定你想让你的过滤器出现在队列元素的前面或后面。

这个特性或许能够在一定程度上弥补Spring Security的死板规定，而在之后的应用中，我也会把它作为切入点，对资源进行管理。

另外，我需要补充一点的是，对于在http/intercept-url中没有进行定义的URL，将会默认使用系统内置的过滤器链进行权限认证。所以，你并不需要在http/intercept-url中额外定义一个类似/**的匹配规则。

使用数据库对用户和权限进行管理

一般来说，我们都有使用数据库对用户和权限进行管理的需求，而不会把用户写死在配置文件里。所以，我们接下来就重点讨论使用数据库对用户和权限进行管理的方法。

用户和权限的关系设计

在此之前，我们首先需要讨论一下用户（User）和权限（Role）之间的关系。Spring Security在默认情况下，把这两者当作一对多的关系进行处理。所以，在Spring Security中对这两个对象所采用的表结构关系大概像这样：

CREATE TABLE users (
  username VARCHAR(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
  password VARCHAR(50) NOT NULL,
  enabled BIT NOT NULL
);

CREATE TABLE authorities (
  username VARCHAR(50) NOT NULL,
  authority VARCHAR(50) NOT NULL
);

CREATE TABLE users (
  username VARCHAR(50) NOT NULL PRIMARY KEY,
  password VARCHAR(50) NOT NULL,
  enabled BIT NOT NULL
);

CREATE TABLE authorities (
  username VARCHAR(50) NOT NULL,
  authority VARCHAR(50) NOT NULL
);

不过这种设计方式在实际生产环境中基本上不会采用。一般来说，我们会使用逻辑主键ID来标示每个User和每个Authorities（Role）。而且从典型意义上讲，他们之间是一个多对多的关系，我们会采用3张表来表示，下面是我在MySQL中建立的3张表的schema示例：

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL auto_increment,
  `name` varchar(255) default NULL,
  `password` varchar(255) default NULL,
  `disabled` int(1) NOT NULL,
  PRIMARY KEY  (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `role` (
  `id` int(11) NOT NULL auto_increment,
  `name` varchar(255) default NULL,
  PRIMARY KEY  (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `user_role` (
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `role_id` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY  (`user_id`,`role_id`),
  UNIQUE KEY `role_id` (`role_id`),
  KEY `FK143BF46AF6AD4381` (`user_id`),
  KEY `FK143BF46A51827FA1` (`role_id`),
  CONSTRAINT `FK143BF46A51827FA1` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `role` (`id`),
  CONSTRAINT `FK143BF46AF6AD4381` FOREIGN KEY (`user_id`) REFERENCES `user` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(11) NOT NULL auto_increment,
  `name` varchar(255) default NULL,
  `password` varchar(255) default NULL,
  `disabled` int(1) NOT NULL,
  PRIMARY KEY  (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `role` (
  `id` int(11) NOT NULL auto_increment,
  `name` varchar(255) default NULL,
  PRIMARY KEY  (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

CREATE TABLE `user_role` (
  `user_id` int(11) NOT NULL,
  `role_id` int(11) NOT NULL,
  PRIMARY KEY  (`user_id`,`role_id`),
  UNIQUE KEY `role_id` (`role_id`),
  KEY `FK143BF46AF6AD4381` (`user_id`),
  KEY `FK143BF46A51827FA1` (`role_id`),
  CONSTRAINT `FK143BF46A51827FA1` FOREIGN KEY (`role_id`) REFERENCES `role` (`id`),
  CONSTRAINT `FK143BF46AF6AD4381` FOREIGN KEY (`user_id`) REFERENCES `user` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

通过配置SQL来模拟用户和权限

有了数据库的表设计，我们就可以在Spring Security中，通过配置SQL，来模拟用户和权限，这依然通过<authentication-provider>来完成：

<authentication-provider>
    <jdbc-user-service data-source-ref="dataSource"
    users-by-username-query="SELECT U.username, U.password, U.accountEnabled AS 'enabled' FROM User U where U.username=?"
    authorities-by-username-query="SELECT U.username, R.name as 'authority' FROM User U JOIN Authority A ON u.id = A.userId JOIN Role R ON R.id = A.roleId WHERE U.username=?"/>
</authentication-provider>

<authentication-provider>
    <jdbc-user-service data-source-ref="dataSource"
    users-by-username-query="SELECT U.username, U.password, U.accountEnabled AS 'enabled' FROM User U where U.username=?"
    authorities-by-username-query="SELECT U.username, R.name as 'authority' FROM User U JOIN Authority A ON u.id = A.userId JOIN Role R ON R.id = A.roleId WHERE U.username=?"/>
</authentication-provider>

这里给出的是一个使用SQL进行模拟用户和权限的示例。其中你需要为运行SQL准备相应的dataSource。这个dataSource应该对应于Spring中的某个bean的定义。

从这段配置模拟用户和权限的情况来看，实际上Spring Security对于用户，需要username，password，accountEnabled三个字段。对于权限，它需要的是username和authority2个字段。

也就是说，如果我们能够通过其他的方式，模拟上面的这些对象，并插入到Spring Security中去，我们同样能够实现用户和权限的认证。接下来，我们就来看看我们如何通过自己的实现，来完成这件事情。

通过扩展Spring Security的默认实现来进行用户和权限的管理

事实上，Spring Security提供了2个认证的接口，分别用于模拟用户和权限，以及读取用户和权限的操作方法。这两个接口分别是：UserDetails和UserDetailsService。

public interface UserDetails extends Serializable {

    GrantedAuthority[] getAuthorities();

    String getPassword();

    String getUsername();

    boolean isAccountNonExpired();

    boolean isAccountNonLocked();

    boolean isCredentialsNonExpired();

    boolean isEnabled();
}

public interface UserDetails extends Serializable {
    
    GrantedAuthority[] getAuthorities();

    String getPassword();

    String getUsername();

    boolean isAccountNonExpired();

    boolean isAccountNonLocked();

    boolean isCredentialsNonExpired();

    boolean isEnabled();
}

 

public interface UserDetailsService {
    UserDetails loadUserByUsername(String username)
        throws UsernameNotFoundException, DataAccessException;
}

public interface UserDetailsService {
    UserDetails loadUserByUsername(String username)
        throws UsernameNotFoundException, DataAccessException;
}

非常清楚，一个接口用于模拟用户，另外一个用于模拟读取用户的过程。所以我们可以通过实现这两个接口，来完成使用数据库对用户和权限进行管理的需求。在这里，我将给出一个使用Hibernate来定义用户和权限之间关系的示例。

1. 定义User类和Role类，使他们之间形成多对多的关系

@Entity
@Proxy(lazy = false)
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
public class User {

    private static final long serialVersionUID = 8026813053768023527L;

    @Id
    @GeneratedValue
    private Integer id;

    private String name;

    private String password;

    private boolean disabled;

    @ManyToMany(targetEntity = Role.class, fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinTable(name = "user_role", joinColumns = @JoinColumn(name = "user_id"), inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "role_id"))
    @Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
    private Set<Role> roles;

        // setters and getters
}

@Entity
@Proxy(lazy = false)
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
public class User {
	
	private static final long serialVersionUID = 8026813053768023527L;

    @Id
	@GeneratedValue
	private Integer id;
	
	private String name;
	
	private String password;
	
	private boolean disabled;
	
	@ManyToMany(targetEntity = Role.class, fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinTable(name = "user_role", joinColumns = @JoinColumn(name = "user_id"), inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "role_id"))
    @Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
	private Set<Role> roles;

        // setters and getters
}

 

@Entity
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
public class Role {

    @Id
    @GeneratedValue
    private Integer id;

    private String name;

        // setters and getters
}

@Entity
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
public class Role {
	
	@Id
	@GeneratedValue
	private Integer id;
	
	private String name;
        
        // setters and getters
}

请注意这里的Annotation的写法。同时，我为User和Role之间配置了缓存。并且将他们之间的关联关系设置的lazy属性设置成false，从而保证在User对象取出之后的使用不会因为脱离session的生命周期而产生lazy loading问题。

2. 使User类实现UserDetails接口

接下来，我们让User类去实现UserDetails接口：

@Entity
@Proxy(lazy = false)
@Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
public class User implements UserDetails {

    private static final long serialVersionUID = 8026813053768023527L;

    @Id
    @GeneratedValue
    private Integer id;

    private String name;

    private String password;

    private boolean disabled;

    @ManyToMany(targetEntity = Role.class, fetch = FetchType.EAGER)
    @JoinTable(name = "user_role", joinColumns = @JoinColumn(name = "user_id"), inverseJoinColumns = @JoinColumn(name = "role_id"))
    @Cache(usage = CacheConcurrencyStrategy.READ_WRITE)
    private Set<Role> roles;

    /**
     * The default constructor
     */
    public User() {

    }

    /* (non-Javadoc)
     * @see org.springframework.security.userdetails.UserDetails#getAuthorities()
     */
    public GrantedAuthority[] getAuthorities() {
        List<GrantedAuthority> grantedAuthorities = new ArrayList<GrantedAuthority>(roles.size());
        for(Role role : roles) {
            grantedAuthorities.add(new GrantedAuthorityImpl(role.getName()));
        }
        return grantedAuthorities.toArray(new GrantedAuthority[roles.size()]);
    }

    /* (non-Javadoc)
     * @see org.springframework.security.userdetails.UserDetails#getPassword()
     */
    public String getPassword() {
        return password;
    }

    /* (non-Javadoc)
     * @see org.springframework.security.userdetails.UserDetails#getUsername()