安全（权限）框架Shiro概述及原理

1.1 Shiro是什么

Apache Shiro是一个功能强大且易于使用的Java安全（权限）框架。Shiro可以完成：认证、授权、加密、会话管理、与Web集成、缓存 等。借助Shiro您可以快速轻松地保护任何应用程序——从最小的移动应用程序到最大的Web和企业应用程序。

官网：https://shiro.apache.org/

1.2 为什么要用Shiro

自 2003 年以来，框架格局发生了相当大的变化，因此今天仍然有很多系统在使用Shiro。这与Shiro的特性密不可分。

• 易于使用：使用Shiro构建系统安全框架非常简单。就算第一次接触也可以快速掌握。

• 全面：Shiro包含系统安全框架需要的功能，满足安全需求的“一站式服务”。

• 灵活：Shiro可以在任何应用程序环境中工作。虽然它可以在Web、EJB和IoC环境中工作，但不需要依赖它们。Shiro也没有强制要求任何规范，甚至没有很多依赖项。

• 强力支持Web：Shiro具有出色的Web应用程序支持，可以基于应用程序URL和Web协议（例如REST）创建灵活的安全策略，同时还提供一组JSP库来控制页面输出。

• 兼容性强：Shiro的设计模式使其易于与其他框架和应用程序集成。Shiro与Spring、Grails、Wicket、Tapestry、Mule、Apache Camel、Vaadin等框架无缝集成。

• 社区支持：Shiro是Apache软件基金会的一个开源项目，有完备的社区支持，文档支持。如果需要，像 Katasoft这样的商业公司也会提供专业的支持和服务。

1.3 Shiro与Spring Security的对比

1. Spring Security基于Spring开发，项目若使用Spring作为基础，配合Spring Security做权限更加方便，而Shiro需要和Spring进行整合开发；
2. Spring Security功能比Shiro更加丰富些，例如安全维护方面；
3. Spring Security社区资源相对比Shiro更加丰富；
4. Shiro的配置和使用比较简单，Spring Security上手复杂些；
5. Shiro依赖性低，不需要任何框架和容器，可以独立运行，Spring Security依赖Spring容器；
6. shiro不仅仅可以使用在web中，它可以工作在任何应用环境中。在集群会话时Shiro最重要的一个好处或许就是它的会话是独立于容器的。

1.4 基本功能

1.4.1 基本功能点

如下图所示：

1.4.2 功能简介

（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 户是否能进行什么操作，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；

（3）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，也可以是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：Web支持，可以非常容易的集成到Web环境；

（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：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；

（8）Testing：提供测试支持；

（9）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；

（10）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。

1.5 原理

1.5.1 Shiro架构（Shiro外部来看）

从外部来看Shiro，即从应用程序角度的来观察如何使用Shiro完成工作

Shiro架构

（1）Subject：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。Subject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；与Subject的所有交互都会委托给SecurityManager；Subject其实是一个门面，SecurityManager才是实际的执行者；

（2）SecurityManager：安全管理器；即所有与安全有关的操作都会与SecurityManager交互；且其管理着所有Subject；可以看出它是Shiro的核心，它负责与Shiro的其他组件进行交互，它相当于SpringMVC中 DispatcherServlet的角色

（3）Realm：Shiro 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。

1.5.2 Shiro架构（Shiro内部来看）

Shiro架构

（1）Subject：任何可以与应用交互的“用户”；

（2）SecurityManager ：相当于SpringMVC中的DispatcherServlet；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、授权、会话及缓存的管理。

（3）Authenticator：负责Subject认证，是一个扩展点，可以自定义实现；可以使用认证策略（Authentication Strategy），即什么情况下算用户认证通过了；

（4）Authorizer：授权器、即访问控制器，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，也可以是内存实现等等；由用户提供；所以一般在应用中都需要实现自己的Realm；

（6）SessionManager：管理Session生命周期的组件；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；

（7）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改变，放到缓存中后可以提高访问的性能；

仅仅可以用在Web环境，也可以用在如普通的JavaSE环境；

（7）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改变，放到缓存中后可以提高访问的性能；

（8）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。