【学习总结|DAY032】后端Web实战：登录认证

在 Web 后端开发中，登录认证是保障系统安全和用户数据隐私的关键环节。本文将结合实际开发案例，深入探讨登录功能与登录校验的实现思路和技术细节，希望能帮助读者更好地掌握这一重要知识点。

一、登录功能实现

1.1 思路分析

登录功能的核心在于验证用户输入的用户名和密码是否正确。当用户名和密码都匹配时，判定登录成功；反之则登录失败。从技术角度看，登录功能本质上是依据用户名和密码查询员工信息。例如，在 Tlias 智能学习辅助系统中，用户输入用户名和密码，系统在数据库中查找对应员工记录，以此确定登录结果。

1.2 接口设计

• 请求路径：/login
• 请求方式：POST
• 请求参数：以application/json格式传递，包含必填的username（用户名，字符串类型）和password（密码，字符串类型）。请求数据样例：

{"username": "jinyong","password":"123456"
}

• 响应数据：同样采用application/json格式，包含必须的code（响应码，1 表示成功，0 表示失败）、非必须的msg（提示信息，字符串类型）以及必须的data（返回数据对象）。data对象包含员工 ID（id，数字类型）、用户名（username，字符串类型）、姓名（name，字符串类型）和令牌（token，字符串类型）。响应数据样例：

{"code":1,"msg":"success","data":{"id":2,"username": "songjiang","name":"宋江","token": "eyJhbGci0iJIUzI1NiJ9.eyJpZCI65hbWUi0iJzb2CJJeHAi0jE20Tg3MDE3NjJ9..."}
}

1.3 代码实现

在 Java 开发中，以 Spring Boot 和 MyBatis 框架为例，在业务逻辑层实现登录功能：

@Service
public class EmpService {@Autowiredprivate EmpMapper empMapper;public LoginInfo login(Emp emp) {// 调用mapper，根据用户名密码查询员工信息Emp e = empMapper.login(emp.getUsername(), emp.getPassword());// 如果员工存在，组装登录成功信息if (e != null){Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("id", e.getId());claims.put("username", e.getUsername());return new LoginInfo(e.getId(), e.getUsername(), e.getName(), JwtUtils.generateJwt(claims));}return null;}
}

上述代码中，EmpMapper负责数据库查询操作，JwtUtils.generateJwt(claims)用于生成 JWT 令牌。

二、登录校验技术

在测试登录功能时，常出现未登录也能访问服务端功能接口的问题。为解决该问题，需引入登录校验机制，确保只有登录成功的用户才能访问后台系统数据。实现登录校验主要涉及会话技术、JWT 令牌、过滤器（Filter）和拦截器（Interceptor）。

2.1 会话技术

会话指用户从打开浏览器访问 Web 服务器资源到断开连接的过程，期间包含多次请求和响应。会话跟踪用于识别多次请求是否来自同一浏览器，以实现同一会话内多次请求间的数据共享。常见的会话跟踪方案有：

• Cookie（客户端会话跟踪技术）：利用 HTTP 协议中的Set-Cookie响应头和Cookie请求头传递数据。优点是 HTTP 协议原生支持；缺点是移动端 APP 无法使用，安全性低（用户可禁用）且不能跨域。
• Session（服务端会话跟踪技术）：底层基于 Cookie，通过JSESSIONID标识会话。优点是数据存储在服务端，相对安全；缺点是服务器集群环境下无法直接使用，且存在 Cookie 的固有缺点。
• 令牌技术：支持 PC 端和移动端，能解决集群环境下的认证问题，减轻服务器存储压力，但需要自行实现。

2.2 JWT 令牌

• 介绍：JSON Web Token（JWT）是一种简洁、自包含的格式，用于在通信双方以 JSON 数据格式安全传输信息。它由三部分组成：
  • Header（头）：记录令牌类型、签名算法等，如{"alg":"HS256","type":"JWT"}。
  • Payload (有效载荷）：携带自定义信息和默认信息，如{"id":"1","username":"Tom"}。
  • Signature (签名）：通过将header、payload和指定秘钥，利用指定签名算法计算生成，用于防止 Token 被篡改，确保安全性。
• 生成 / 解析：在 Java 项目中，引入jjwt依赖后，可借助官方工具类Jwts生成和解析 JWT 令牌。

<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt</artifactId><version>0.9.1</version>
</dependency>

生成令牌示例：

@Test
public void testGenJwt() {Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("id", 10);claims.put("username", "itheima");String jwt = Jwts.builder().signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "SVRIRUlNQQ==").addClaims(claims).setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 12*3600*1000)).compact();System.out.println(jwt);
}

解析令牌示例：

@Test
public void testParseJwt() throws Exception {String jwtToken = "eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9...";Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("SVRIRUlNQQ==").parseClaimsJws(jwtToken).getBody();System.out.println(claims);
}

2.3 过滤器（Filter）

• 概念：Filter 是 JavaWeb 三大组件之一，能拦截对资源的请求，实现通用操作，如登录校验、统一编码处理等。
• 快速入门：
  • 定义 Filter：创建类实现Filter接口，并重写其init、doFilter和destroy方法。

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class DemoFilter implements Filter {// 初始化方法，服务器启动时调用一次public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {System.out.println("init ...");}// 拦截到请求时调用，可多次调用public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws Exception{System.out.println("拦截到了请求...");chain.doFilter(servletRequest, servletResponse);}// 销毁方法，服务器关闭时调用一次public void destroy() {System.out.println("destroy ... ");}
}

• 配置 Filter：在 Filter 类上使用@WebFilter注解配置拦截路径，在引导类上加@ServletComponentScan开启 Servlet 组件支持。

@ServletComponentScan
@SpringBootApplication
public class TliasManagementApplication {
}

• 令牌校验 Filter：
  • 流程：获取请求 URL，判断是否为登录请求（包含login），若是则放行；否则获取请求头中的令牌，判断令牌是否存在，若不存在或解析失败则响应 401，解析成功则放行。

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class JwtFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;String requestURI = httpRequest.getRequestURI();if (requestURI.contains("login")) {chain.doFilter(request, response);return;}String token = httpRequest.getHeader("token");if (token == null) {HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;httpResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);return;}try {Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("SVRIRUlNQQ==").parseClaimsJws(token).getBody();chain.doFilter(request, response);} catch (Exception e) {HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;httpResponse.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);}}// init和destroy方法省略
}

• 执行流程：放行前逻辑 -> 放行 -> 访问资源 -> 放行后逻辑。
• 拦截路径：/*表示拦截所有资源；/emps/*表示拦截/emps目录下的所有资源。
• 过滤器链：一个 Web 应用中可配置多个过滤器形成过滤器链，注解配置的 Filter 优先级按类名字符串自然排序。

2.4 拦截器（Interceptor）

• 概念：拦截器是 Spring 框架提供的动态拦截控制器方法执行的机制，可在方法调用前后执行预设代码。
• 快速入门：
  • 定义拦截器：实现HandlerInterceptor接口，重写preHandle（目标资源方法执行前执行，返回true放行，false不放行）、postHandle（目标资源方法执行后执行）和afterCompletion（视图渲染完毕后执行）方法。

@Component
public class DemoInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp, Object handler) throws Exception {return true;}@Overridepublic void postHandle(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp, Object handler, ModelAndView mv) throws Exception {System.out.println("preHandle...");}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp, Object handler, Exception ex) throws Exception {System.out.println("afterCompletion...");}
}

• 注册拦截器：定义配置类实现WebMvcConfigurer接口，注册拦截器。

@Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate DemoInterceptor demoInterceptor;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {registry.addInterceptor(demoInterceptor).addPathPatterns("/**");}
}

• 令牌校验拦截器：与令牌校验 Filter 流程类似，获取请求 URL 判断是否为登录请求，获取并校验令牌。

@Component
public class JwtInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {String requestURI = request.getRequestURI();if (requestURI.contains("login")) {return true;}String token = request.getHeader("token");if (token == null) {response.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);return false;}try {Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("SVRIRUlNQQ==").parseClaimsJws(token).getBody();return true;} catch (Exception e) {response.setStatus(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);return false;}}// postHandle和afterCompletion方法省略
}

• 拦截路径：/*只能拦截一级路径；/**能拦截任意级路径。
• 执行流程：与过滤器不同，拦截器只拦截 Spring 环境中的资源，且在控制器方法前后执行不同逻辑。

通过上述登录功能和登录校验技术的详细介绍，希望读者对 Web 后端开发中的登录认证机制有更深入的理解和掌握，在实际项目中能够灵活运用这些技术，构建安全可靠的 Web 应用。