JavaWeb登录认证

在Web系统中，如果没有登录功能和登录认证，是可以直接访问到Web系统的后台的。 这是不安全的，所以我们今天的主题就是登录认证。最终要实现的效果是：

• 如果用户名密码错误，不允许登录系统。
• 如果用户名和密码都正确，则登录成功，可以访问系统。

1. 登录功能

1. 需求

在登录界面中，输入用户的用户名和密码，然后点击 "登录" 按钮请求服务器，服务端判断用户输入的用户名或者密码是否正确。如果正确，则返回登录成功的结果，前端跳转至系统首页。

1. 接口描述

我们参照接口文档中的 其他接口 -> 登录接口

1. 思路分析

• 怎么样才算登录成功了呢？

  • 用户名和密码都输入正确，登录成功

  • 否则，登录失败

• 登录功能的本质是什么？

  • 查询

  • 根据用户名和密码查询员工信息

1. 功能开发

1). 准备实体类 LoginInfo， 封装登录成功后， 返回给前端的数据 。

/*** 登录成功结果封装类*/
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class LoginInfo {private Integer id; //员工IDprivate String username; //用户名private String name; //姓名private String token; //令牌
}

2). 定义LoginController

@Slf4j
@RestController
public class LoginController {@Autowiredprivate EmpService empService;@PostMapping("/login")public Result login(@RequestBody Emp emp){log.info("员工来登录啦 , {}", emp);LoginInfo loginInfo = empService.login(emp);if(loginInfo != null){return Result.success(loginInfo);}return Result.error("用户名或密码错误~");}}

3). EmpService接口中增加 login 登录方法

/*** 登录*/
LoginInfo login(Emp emp);

4). EmpServiceImpl 实现login方法

@Override
public LoginInfo login(Emp emp) {Emp empLogin = empMapper.getUsernameAndPassword(emp);if(empLogin != null){LoginInfo loginInfo = new LoginInfo(empLogin.getId(), empLogin.getUsername(), empLogin.getName(), null);return loginInfo;}return null;
}

5). EmpMapper增加接口方法

/*** 根据用户名和密码查询员工信息*/
@Select("select * from emp where username = #{username} and password = #{password}")
Emp getUsernameAndPassword(Emp emp);

现在登录功能就已经开发完毕，但是当在浏览器中输入地址web系统的功能接口时，发现没有登录仍然可以进入到后端管理系统页面。

而真正的登录功能应该是：登陆后才能访问后端系统页面，不登陆则跳转到登陆页面进行登陆。

为什么会出现这个问题？其实原因很简单，就是因为针对于我们当前所开发的部门管理、员工管理以及文件上传等相关接口来说，我们在服务器端并没有做任何的判断，没有去判断用户是否登录了。所以无论用户是否登录，都可以访问部门管理以及员工管理的相关数据。所以我们目前所开发的登录功能，它只是徒有其表。而我们要想解决这个问题，我们就需要完成一步非常重要的操作：登录校验。

那接下来，我们就进入到今天课程内容的第二章节，登录校验功能的实现。

1. 登录校验

所谓登录校验，指的是在服务器端接收到浏览器发送过来的请求之后，首先需要对请求进行校验。先要校验一下用户登录了没有，如果用户已经登录了，就直接执行对应的业务操作就可以了；如果用户没有登录，此时就不允许他执行相关的业务操作，直接给前端响应一个错误的结果，最终跳转到登录页面，要求他登录成功之后，再来访问对应的数据。

1. 思路

了解完什么是登录校验之后，接下来我们分析一下登录校验大概的实现思路。

首先我们在宏观上先有一个认知：

前面在讲解HTTP协议的时候，我们提到HTTP协议是无状态协议。什么又是无状态的协议？

所谓无状态，指的是每一次请求都是独立的，下一次请求并不会携带上一次请求的数据。而浏览器与服务器之间进行交互，基于HTTP协议也就意味着现在我们通过浏览器来访问了登陆这个接口，实现了登陆的操作，接下来我们在执行其他业务操作时，服务器也并不知道这个员工到底登陆了没有。因为HTTP协议是无状态的，两次请求之间是独立的，所以是无法判断这个员工到底登陆了没有。

那应该怎么来实现登录校验呢？具体的实现思路可以分为两部分：

1. 在员工登录成功后，将用户登录成功的信息存起来，记录用户已经登录成功的标记。

2. 在浏览器发起请求时，需要在服务端进行统一拦截，拦截后进行登录校验。

想要判断员工是否已经登录，我们需要在员工登录成功之后，存储一个登录成功的标记，接下来在每一个接口方法执行之前，先做一个条件判断，判断一下这个员工到底登录了没有。如果是登录了，就可以执行正常的业务操作，如果没有登录，会直接给前端返回一个错误的信息，前端拿到这个错误信息之后会自动的跳转到登录页面。

我们程序中所开发的查询功能、删除功能、添加功能、修改功能，都需要使用以上套路进行登录校验。此时就会出现：相同代码逻辑，每个功能都需要编写，就会造成代码非常繁琐。

为了简化这块操作，我们可以使用一种技术：统一拦截技术。

通过统一拦截的技术，我们可以来拦截浏览器发送过来的所有的请求，拦截到这个请求之后，就可以通过请求来获取之前所存入的登录标记，在获取到登录标记且标记为登录成功，就说明员工已经登录了。如果已经登录，我们就直接放行(意思就是可以访问正常的业务接口了)。

要完成以上操作，会涉及到web开发中的两个技术：

1. 会话技术：用户登录成功之后，在后续的每一次请求中，都可以获取到该标记。

2. 统一拦截技术：过滤器Filter、拦截器Interceptor

下面我们先学习会话技术，然后再学习统一拦截技术。

1. 会话技术

介绍了登录校验的大概思路之后，我们先来学习下会话技术。

1. 介绍

什么是会话？

• 在我们日常生活当中，会话指的就是谈话、交谈。

• 在web开发当中，会话指的是浏览器与服务器之间的一次连接，我们就称为一次会话。

用户打开浏览器第一次访问服务器的时候，这个会话就建立了，直到有任何一方断开连接，此时会话就结束。在一次会话当中，是可以包含多次请求和响应的。

比如：打开了浏览器来访问web服务器上的资源（浏览器不能关闭、服务器不能断开）

• 第1次：访问的是登录的接口，完成登录操作

• 第2次：访问的是部门管理接口，查询所有部门数据

• 第3次：访问的是员工管理接口，查询员工数据

只要浏览器和服务器都没有关闭，以上3次请求都属于一次会话当中完成的。

需要注意的是：会话是和浏览器关联的，当有三个浏览器客户端和服务器建立了连接时，就会有三个会话。同一个浏览器在未关闭之前请求了多次服务器，这多次请求是属于同一个会话。比如：1、2、3这三个请求都是属于同一个会话。当我们关闭浏览器之后，这次会话就结束了。而如果我们是直接把web服务器关了，那么所有的会话就都结束了。

会话跟踪：一种维护浏览器状态的方法，服务器需要识别出多次请求是否来自于同一浏览器，以便在同一个会话的，多次请求间共享数据。

服务器会接收很多的请求，但是服务器是需要识别出这些请求是不是同一个浏览器发出来的。比如：1和2这两个请求是不是同一个浏览器发出来的，3和5这两个请求不是同一个浏览器发出来的。如果是同一个浏览器发出来的，就说明是同一个会话。如果是不同的浏览器发出来的，就说明是不同的会话。而识别多次请求是否来自于同一浏览器的过程，我们就称为会话跟踪。

使用会话跟踪技术就是要完成在同一个会话中，多个请求之间进行共享数据。

为什么要共享数据呢？

由于HTTP是无状态协议，在后面请求中怎么拿到前一次请求生成的数据呢？此时就需要在一次会话的多次请求之间进行数据共享

会话跟踪技术有两种：

1. Cookie（客户端会话跟踪技术）：数据存储在客户端浏览器当中

2. Session（服务端会话跟踪技术）：数据存储在储在服务端

3. 令牌技术

1. 会话跟踪方案

上面我们介绍了什么是会话，什么是会话跟踪，并且也提到了会话跟踪 3 种常见的技术方案。接下来，我们就来对比一下这 3 种会话跟踪的技术方案，来看一下具体的实现思路，以及它们之间的优缺点。

1. 方案一：Cookie

cookie 是客户端会话跟踪技术，它是存储在客户端浏览器中的，我们使用 cookie 来跟踪会话，我们就可以在浏览器第一次发起请求来请求服务器的时候，我们在服务器端来设置一个cookie。

比如：

• 第一次请求了登录接口，如果登录成功，我们就可以在服务器端设置一个cookie，在 cookie 中就可以将多次请求间需要共享的数据存储在cookie中。（比如存储登录成功的标识，用户相关的一些数据信息，我可以在 cookie 当中来存储当前登录用户的用户名，用户的ID。）
• 之后服务器在给客户端响应数据的时候，会自动将 cookie 响应给浏览器，浏览器接收到响应回来的 cookie 之后，会自动的将 cookie 的值存储在浏览器本地。接下来在后续的每一次请求当中，都会将浏览器本地所存储的 cookie 自动地携带到服务端。

• 接下来在服务端就可以获取到 cookie 的值。我们可以去判断一下这个 cookie 的值是否存在，如果不存在这个cookie，就说明客户端之前是没有访问登录接口的；如果存在 cookie 的值，就说明客户端之前已经登录完成了。这样我们就可以基于 cookie 在同一次会话的不同请求之间来共享数据。

我刚才在介绍流程的时候，用了 3 个自动：

• 服务器会 自动 将 cookie 响应给浏览器。

• 浏览器接收到响应回来的数据之后，会 自动 将 cookie 存储在浏览器本地。

• 在后续的请求当中，浏览器会 自动 将 cookie 携带到服务器端。

为什么这一切都是自动化进行的？

因为 cookie 是 HTTP 协议中支持的技术，而各大浏览器厂商都支持了这一标准。在 HTTP 协议官方提供了下面的响应头和请求头：

• 响应头 Set-Cookie ：当在服务器端设置Cookie后，服务器会自动在响应头Set-Cookie中将cookie响应给客户端浏览器，而客户端浏览器在响应头中见到Set-Cookie时，会自动将cookie保存在浏览器本地

• 请求头 Cookie：在后续的每一次请求中，都会将当前服务器所涉及到的cookie全部携带到服务器端，通过请求头Cookie携带

代码测试：

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {//设置Cookie：服务器给客户端响应cookie@GetMapping("/c1")public Result cookie1(HttpServletResponse response){//设置Cookie/响应Cookieresponse.addCookie(new Cookie("login_username","itheima")); return Result.success();}//获取Cookie：在服务端获取请求中携带过来的cookie@GetMapping("/c2")public Result cookie2(HttpServletRequest request){//获取到传递过来的所有cookieCookie[] cookies = request.getCookies();//循环遍历所有cookiefor (Cookie cookie : cookies) {if(cookie.getName().equals("login_username")){System.out.println("login_username: "+cookie.getValue()); //输出name为login_username的cookie}}return Result.success();}
}    

测试： 

A. 访问c1接口，设置Cookie，http://localhost:8080/c1

我们可以看到，在服务器端设置的cookie，通过响应头Set-Cookie响应给浏览器，并且浏览器会将Cookie，存储在浏览器本地。

B. 访问c2接口 http://localhost:8080/c2，此时浏览器会自动的将Cookie携带到服务端，通过请求头Cookie携带到服务器。

优缺点：

• 优点：HTTP协议中支持的技术（像Set-Cookie 响应头的解析以及 Cookie 请求头数据的携带，都是浏览器自动进行的，是无需我们手动操作的）

• 缺点：

  • 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie

  • 不安全，用户可以自己禁用Cookie

  • Cookie不能跨域

• 现在的项目，大部分都是前后端分离的，前后端最终也会分开部署，前端部署在服务器 192.168.150.200 上，端口 80，后端部署在 192.168.150.100上，端口 8080

• 我们打开浏览器直接访问前端工程，访问url：http://192.168.150.200/login.html

• 然后在该页面发起请求到服务端，而服务端所在地址不再是localhost，而是服务器的IP地址192.168.150.100，假设访问接口地址为：http://192.168.150.100:8080/login

• 那此时就存在跨域操作了，因为我们是在 http://192.168.150.200/login.html 这个页面上访问了http://192.168.150.100:8080/login 接口

• 此时如果服务器设置了一个Cookie，这个Cookie是不能使用的，因为Cookie无法跨域

区分跨域的维度（三个维度有任何一个维度不同，那就是跨域操作）：

• 协议

• IP/协议

• 端口

举例：

• http://192.168.150.200/login.html ----------> https://192.168.150.200/login [协议不同，跨域]

• http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.100/login [IP不同，跨域]

• http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.200:8080/login [端口不同，跨域]

• http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.200/login [不跨域]

1. 方案二：Session

它是服务器端会话跟踪技术，所以它是存储在服务器端的。Session 的底层是基于 Cookie 来实现的，在Cookie中存储的是Session对象的ID（Set-Cookie，Cookie）

• 获取Session

浏览器在第一次请求服务器的时候，可以直接在服务器中获取到会话对象Session。如果是第一次请求Session ，会话对象是不存在的，这个时候服务器会自动的创建一个会话对象Session 。而每一个会话对象Session ，它都有一个ID（示意图中Session后面括号中的1，就表示ID），我们称之为 Session 的ID。

• 响应Cookie (JSESSIONID)

接下来，服务器端在给浏览器响应数据的时候，它会将 Session 的 ID 通过 Cookie 响应给浏览器。就是在响应头中增加了一个 Set-Cookie 响应头。 cookie 的名是固定是 JSESSIONID 代表服务器端会话对象 Session 的 ID，cookie的值就是Session对象的ID。浏览器会自动识别这个响应头，然后自动将Cookie存储在浏览器本地。

• 查找Session

接下来，在后续的每一次请求当中，都会将 Cookie 的数据获取出来，并且携带到服务端。接下来服务器拿到JSESSIONID这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session。

这样我们是不是就可以通过 Session 会话对象在同一次会话的多次请求之间来共享数据了？好，这就是基于 Session 进行会话跟踪的流程。

代码测试

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {@GetMapping("/s1")public Result session1(HttpSession session){log.info("HttpSession-s1: {}", session.hashCode());session.setAttribute("loginUser", "tom"); //往session会话对象中存储数据return Result.success();}@GetMapping("/s2")public Result session2(HttpServletRequest request){HttpSession session = request.getSession();log.info("HttpSession-s2: {}", session.hashCode());Object loginUser = session.getAttribute("loginUser"); //从session会话对象中获取数据log.info("loginUser: {}", loginUser);return Result.success(loginUser);}
}

测试：

A. 访问 s1 接口，http://localhost:8080/s1

请求完成之后，在响应头中，就会看到有一个Set-Cookie的响应头，里面响应回来了一个Cookie，就是JSESSIONID，这个就是服务端会话对象 Session 的ID。

B. 访问 s2 接口，http://localhost:8080/s2

接下来，在后续的每次请求时，都会将Cookie的值，携带到服务端，那服务端呢，接收到Cookie之后，会自动的根据JSESSIONID的值，找到对应的会话对象Session。

那经过这两步测试，大家也会看到，在控制台中输出如下日志：

两次请求，获取到的Session会话对象的hashcode是一样的，就说明是同一个会话对象。而且，第一次请求时，往Session会话对象中存储的值，在第二次请求时，也获取到了。 那这样，我们就可以通过Session会话对象，在同一个会话的多次请求之间数据共享了。

优缺点

• 优点：Session是存储在服务端的，安全

• 缺点：

  • 服务器集群环境下无法直接使用Session

  • 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie

  • 用户可以自己禁用Cookie

  • Cookie不能跨域

PS：Session 底层是基于Cookie实现的会话跟踪，如果Cookie不可用，则该方案，也就失效了。

服务器集群环境为何无法使用Session？

• 首先第一点，我们现在所开发的项目，一般都不会只部署在一台服务器上，因为一台服务器会存在一个很大的问题，就是单点故障。所谓单点故障，指的就是一旦这台服务器挂了，整个应用都没法访问了。

• 所以在现在的企业项目开发当中，最终部署的时候都是以集群的形式来进行部署，也就是同一个项目它会部署在多台服务器上。比如这个项目我们现在就部署了 3 份。

• 而用户在访问的时候，到底访问这三台其中的哪一台？其实用户在访问的时候，他会访问一台前置的服务器，我们叫负载均衡服务器，我们在后面项目当中会详细讲解。目前大家先有一个印象负载均衡服务器，它的作用就是将前端发起的请求均匀的分发给后面的这三台服务器。

 

• 此时假如我们通过 session 来进行会话跟踪，可能就会存在这样一个问题。用户打开浏览器要进行登录操作，此时会发起登录请求。登录请求到达负载均衡服务器，将这个请求转给了第一台 Tomcat 服务器。

Tomcat 服务器接收到请求之后，要获取到会话对象session。获取到会话对象 session 之后，要给浏览器响应数据，最终在给浏览器响应数据的时候，就会携带这么一个 cookie 的名字，就是 JSESSIONID ，下一次再请求的时候，是不是又会将 Cookie 携带到服务端？

好。此时假如又执行了一次查询操作，要查询部门的数据。这次请求到达负载均衡服务器之后，负载均衡服务器将这次请求转给了第二台 Tomcat 服务器，此时他就要到第二台 Tomcat 服务器当中。根据JSESSIONID 也就是对应的 session 的 ID 值，要找对应的 session 会话对象。

我想请问在第二台服务器当中有没有这个ID的会话对象 Session， 是没有的。此时是不是就出现问题了？我同一个浏览器发起了 2 次请求，结果获取到的不是同一个会话对象，这就是Session这种会话跟踪方案它的缺点，在服务器集群环境下无法直接使用Session。

 大家会看到上面这两种传统的会话技术，在现在的企业开发当中是不是会存在很多的问题。 为了解决这些问题，在现在的企业开发当中，基本上都会采用第三种方案，通过令牌技术来进行会话跟踪。接下来我们就来介绍一下令牌技术，来看一下令牌技术又是如何跟踪会话的。

1. 方案三 - 令牌技术

令牌，其实它就是一个用户身份标识，其本质就是一个字符串。

如果通过令牌技术来跟踪会话，以登录功能为例，当浏览器端发起请求访问登录接口时，如果前端传递的用户名和密码都是正确的，此时成功登录，登录成功后在服务器端就会创建一个令牌，在响应数据的时候，一并将令牌响应给前端。

接下来在前端程序中接收到令牌后，需要将这个令牌存储起来。这个存储可以存储在 cookie 当中，也可以存储在其他的存储空间(比如：localStorage)当中。

在后续的每一次请求中，都需要将令牌携带到服务端。携带到服务端之后，就需要校验令牌的有效性。如果令牌是有效的，就说明用户已经执行了登录操作，如果令牌是无效的，就说明用户之前并未执行登录操作。

此时，如果是在同一次会话的多次请求之间，想共享数据，就可以将共享的数据存储在令牌中。

优缺点

• 优点：

  • 支持PC端、移动端

  • 解决集群环境下的认证问题，因为令牌这种方案不需要在服务器端保存任何信息

  • 减轻服务器的存储压力（无需在服务器端存储）

• 缺点：需要自己实现（包括令牌的生成、令牌的传递、令牌的校验）

 

JWT令牌最典型的应用场景就是登录认证：

1. 在浏览器发起请求来执行登录操作，此时会访问登录的接口，如果登录成功之后，我们需要生成一个jwt令牌，将生成的 jwt令牌返回给前端。

2. 前端拿到jwt令牌之后，会将jwt令牌存储起来。在后续的每一次请求中都会将jwt令牌携带到服务端。

3. 服务端统一拦截请求之后，先来判断一下这次请求有没有把令牌带过来，如果没有带过来，直接拒绝访问，如果带过来了，还要校验一下令牌是否是有效。如果有效，就直接放行进行请求的处理。

在JWT登录认证的场景中我们发现，整个流程当中涉及到两步操作：

1. 在登录成功之后，要生成令牌。

2. 每一次请求当中，要接收令牌并对令牌进行校验。

1. JWT令牌

前面我们介绍了基于令牌技术来实现会话追踪。这里所提到的令牌就是用户身份的标识，其本质就是一个字符串。令牌的形式有很多，我们使用的是功能强大的 JWT令牌。

1. 介绍

• JWT全称 JSON Web Token （官网：https://jwt.io/），定义了一种简洁的、自包含的格式，用于在通信双方以json数据的格式安全的传输信息。由于数字签名的存在，这些信息是可靠的。

  • 简洁：是指jwt就是一个简单的字符串。可以在请求参数或者是请求头当中直接传递。

  • 自包含：指的是jwt令牌，看似是一个随机的字符串，但是我们是可以根据自身的需求在jwt令牌中存储自定义的数据内容。如：可以直接在jwt令牌中存储用户的相关信息。

  • 简单来讲，jwt就是将原始的json数据格式进行了安全的封装，这样就可以直接基于jwt在通信双方安全的进行信息传输了。

JWT的组成： （JWT令牌由三个部分组成，三个部分之间使用英文的点来分割）

• 第一部分：Header(头）， 记录令牌的类型、令牌的签名算法等。 例如：{"alg":"HS256","type":"JWT"}

• 第二部分：Payload(有效载荷），携带一些自定义信息、默认信息等。 例如：{"id":"1","username":"Tom"}

• 第三部分：Signature(签名），防止Token被篡改、确保安全性。基于一定的加密算法计算出来的，在进行加密操作时，会将header和payload融入进去，并且还要加入我们指定的密钥,最终基于一定的签名算法生成jwt令牌的签名部分（这个签名算法就是在创建令牌时要指定的签名算法）。

签名的目的就是为了防jwt令牌被篡改，而正是因为jwt令牌最后一个部分数字签名的存在，所以整个jwt 令牌是非常安全可靠的。一旦jwt令牌当中任何一个部分、任何一个字符被篡改了，整个令牌在校验的时候都会失败，所以它是非常安全可靠的。

JWT是如何将原始的JSON格式数据，转变为字符串的呢？

• 在生成JWT令牌时，会对JSON格式的数据进行base64编码

• Base64：是一种基于64个可打印的字符来表示二进制数据的编码方式。既然能编码，那也就意味着也能解码。所使用的64个字符分别是A到Z、a到z、 0- 9，一个加号，一个斜杠，加起来就是64个字符。任何数据经过base64编码之后，最终就会通过这64个字符来表示。当然还有一个符号，那就是等号。等号它是一个补位的符号

• 需要注意的是Base64是编码方式，而不是加密方式。

1. 生成和校验jwt令牌

1). 首先我们先来实现JWT令牌的生成。要想使用JWT令牌，需要先引入JWT的依赖：

<!-- JWT依赖-->
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt</artifactId><version>0.9.1</version>
</dependency>

在引入完JWT来赖后，就可以调用工具包中提供的API来完成JWT令牌的生成和校验。工具类：Jwts

2). 生成JWT代码实现：

/*** 生成JWT令牌：*  1、使用Jwts工具类的builder()方法来构建Jwt令牌，*  2、同时链式调用 signWith(签名算法,密钥)方法 ，指定生成签名时使用的签名算法，*  3、再继续链式调用 addClaims(Map集合)方法 给令牌中添加自定义数据*  4、对于生成的jwt令牌还可以链式调用 setExpiration(Date对象)方法 指定有效期*  5、最后调用 compact()方法 生成jwt令牌*/ 
@Test
public void testGenerateJwt() {//将需要加入令牌中的自定义信息封装在Map<String,Object>集合中Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("id", 10);claims.put("username", "itheima");String jwt = Jwts.builder().signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "aXRjYXN0").addClaims(claims).setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 12 * 3600 * 1000)).compact();System.out.println(jwt);
}

• 签名算法可以看Jwt官网的下图部分得知：
  • 
• 密钥部分可以传一个基于base64编码的字符串进去
  • 通过浏览器搜索Base64在线编解码获得

运行测试方法：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjcyNzI5NzMwfQ.fHi0Ub8npbyt71UqLXDdLyipptLgxBUg_mSuGJtXtBk

输出的结果就是生成的JWT令牌,，通过英文的点分割对三个部分进行分割，我们可以将生成的令牌复制一下，然后打开JWT的官网，将生成的令牌直接放在Encoded位置，此时就会自动的将令牌解析出来：

第一部分解析出来，看到JSON格式的原始数据，所使用的签名算法为HS256。

第二个部分是我们自定义的数据，之前我们自定义的数据就是id，还有一个exp代表的是我们所设置的过期时间。

由于前两个部分是base64编码，所以是可以直接解码出来。但最后一个部分并不是base64编码，是经过签名算法计算出来的，所以最后一个部分是不会解析的。

3). 校验JWT令牌(解析生成的令牌)：

/*** 解析jwt令牌*  1.使用Jwts调用 parser()方法 解析令牌*  2.链式调用setSigningKey(生成令牌时的密钥)方法指定生成令牌时的密钥*  3.继续链式调用 parseClaimsJws()方法 解析传过来的jwt令牌*  4.续集链式调用 getBody()方法 获取Claims，它是生成令牌时往令牌中添加的自定义信息*/
@Test
public void testParseJwt() {Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("aXRjYXN0").parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MTAsInVzZXJuYW1lIjoiaXRoZWltYSIsImV4cCI6MTcwMTkwOTAxNX0.N-MD6DmoeIIY5lB5z73UFLN9u7veppx1K5_N_jS9Yko").getBody();System.out.println(claims);
}

运行测试方法：

{id=10, username=itheima, exp=1701909015}

令牌解析后，我们可以看到id和过期时间，如果在解析的过程当中没有报错，就说明解析成功了。

1. 登录时下发令牌

JWT令牌的生成和校验的基本操作我们已经学习完了，接下来我们就需要在案例当中通过JWT令牌技术来跟踪会话。具体的思路我们前面已经分析过了，主要就是两步操作：

1. 生成令牌

   登录成功之后生成一个JWT令牌，并把这个令牌返回给前端

2. 校验令牌

   拦截前端请求，从请求中获取到令牌，对令牌进行解析校验

首先来完成：登录成功之后生成一个JWT令牌，并把这个令牌返回给前端。

实现步骤：

        1.自定义定义JWT令牌操作的工具类：

package com.itheima.util;import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;import java.util.Date;
import java.util.Map;public class JwtUtils {private static String signKey = "SVRIRUlNQQ==";private static Long expire = 43200000L;/*** 生成JWT令牌* @return*/public static String generateJwt(Map<String,Object> claims){String jwt = Jwts.builder().addClaims(claims).signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey).setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire)).compact();return jwt;}/*** 解析JWT令牌* @param jwt JWT令牌* @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容*/public static Claims parseJWT(String jwt){Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey(signKey).parseClaimsJws(jwt).getBody();return claims;}
}

        2.完善 EmpServiceImpl中的 login 方法逻辑， 登录成功，生成JWT令牌并返回

@Override
public LoginInfo login(Emp emp) {//根据用户名和密码查询用户信息Emp empLogin = empMapper.getUsernameAndPassword(emp);//如果用户信息不为nullif(empLogin != null){//1. 生成JWT令牌Map<String,Object> dataMap = new HashMap<>();dataMap.put("id", empLogin.getId());dataMap.put("username", empLogin.getUsername());String jwt = JwtUtils.generateJwt(dataMap);LoginInfo loginInfo = new LoginInfo(empLogin.getId(), empLogin.getUsername(), empLogin.getName(), jwt);return loginInfo;}return null;
}

重启服务，打开 Apifox 测试登录接口：

打开浏览器完成前后端联调操作：利用开发者工具，抓取一下网络请求

登录请求完成后，可以看到JWT令牌已经响应给了前端，此时前端就会将JWT令牌存储在浏览器本地。

服务器响应的JWT令牌存储在本地浏览器哪里了呢？

• 在当前案例中，JWT令牌存储在浏览器的本地存储空间 localstorage中。 localstorage 是浏览器的本地存储，在移动端也是支持的。

我们在发起一个查询部门数据的请求，此时我们可以看到在请求头中包含一个token(JWT令牌)，在后续的每一次请求中，浏览器都会将这个令牌在请求头中携带到服务端。

1. 过滤器Filter

怎么样 统一拦截前端所有的请求来 校验令牌的有效性 ？这里我们会学习两种解决方案：

1. Filter过滤器

2. Interceptor拦截器

1. Filter快速入门

什么是Filter？

• Filter表示过滤器，是 JavaWeb三大组件(Servlet、Filter、Listener)之一。

• 过滤器可以把前端对资源的请求拦截下来，过滤器处理完毕之后，才可以访问对应的资源

• 过滤器一般完成一些通用的操作，比如：登录校验、统一编码处理、敏感字符处理等。

下面我们通过Filter快速入门程序掌握过滤器的基本使用操作：

• 第1步，定义过滤器 ：1.定义一个类，实现 Filter 接口，并重写其所有方法。

• 第2步，配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。引导类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

1). 定义过滤器

public class DemoFilter implements Filter {//过滤器的初始化方法：在web服务器启动的时候会自动的创建Filter过滤器对象，//然后自动调用init初始化方法（只会被调用一次）public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {System.out.println("init ...");}//每拦截到一次请求之后就会调用一次doFilter()方法（这个方法会被调用多次）public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {System.out.println("拦截到了请求...");chain.doFilter(request, response);}//关闭服务器时，会自动的调用销毁方法destroy（只会被调用一次）public void destroy() {System.out.println("destroy ... ");}
}

2). 配置过滤器

在定义完Filter之后，还需要完成Filter的配置，在Filter类上添加一个注解：@WebFilter，并指定属性urlPatterns，通过这个属性指定过滤器要拦截的请求路径。

@WebFilter(urlPatterns = "/*") //配置过滤器要拦截的请求路径（ /* 表示拦截浏览器的所有请求 ）
public class DemoFilter implements Filter {//初始化方法, web服务器启动, 创建Filter实例时调用, 只调用一次public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {System.out.println("init ...");}//拦截到请求时,调用该方法,可以调用多次public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {System.out.println("拦截到了请求...");chain.doFilter(request, response);}//销毁方法, web服务器关闭时调用, 只调用一次public void destroy() {System.out.println("destroy ... ");}
}

在Filter类上添加@WebFilter注解之后，还需要在启动类上面添加注解@ServletComponentScan，通过@ServletComponentScan注解来开启SpringBoot项目对于Servlet组件的支持。

@ServletComponentScan //开启对Servlet组件的支持
@SpringBootApplication
public class TliasManagementApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(TliasManagementApplication.class, args);}
}

重新启动服务，打开浏览器，执行部门管理的请求，可以看到控制台输出了过滤器中的内容：

注意事项：在过滤器Filter中，如果不执行放行操作，将无法访问后面的资源。 放行操作：chain.doFilter(request, response);

1. 实现登录校验过滤器

1. 分析

使用过滤器Filter来完成案例当中的登录校验功能。

• 对于校验令牌的这一块操作，我们使用登录校验的过滤器，在过滤器当中来校验令牌的有效性。如果令牌是无效的，就响应一个错误的信息，也不会再去放行访问对应的资源了。如果令牌存在，并且它是有效的，此时就会放行去访问对应的web资源，执行相应的业务操作。

思考两个问题：

1. 对于所有的请求，拦截到之后，都需要校验令牌吗 ？

   1. 答案：登录请求不校验

2. 拦截到请求后，什么情况下才可以放行，执行业务操作 ？

   1. 答案：有令牌，且令牌校验通过(合法)；否则都返回未登录错误结果

1. 具体流程

要完成登录校验，主要是利用Filter过滤器实现，令牌校验Filter过滤器的实现流程如下：

基于上面的业务流程，我们分析出具体的操作步骤：

1. 获取请求的url

2. 判断请求的url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行

3. 获取请求头中的令牌（token）

4. 判断令牌是否存在，如果不存在，响应 401

5. 解析token，如果解析失败，响应 401

6. 放行

1. 代码实现

在 com.itheima.filter 包下创建TokenFilter，具体代码如下：

package com.itheima.filter;import com.itheima.utils.JwtUtils;
import jakarta.servlet.*;
import jakarta.servlet.annotation.WebFilter;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.http.HttpStatus;
import org.springframework.util.StringUtils;
import java.io.IOException;/*** 令牌校验过滤器*/
@Slf4j
@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class TokenFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse resp, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) resp;//1. 获取前端发送的请求路径。String url = request.getRequestURL().toString();//2. 判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行。if(url.contains("login")){ //登录请求log.info("登录请求 , 直接放行");chain.doFilter(request, response);return;}//3. 获取请求头中的令牌（token）。String jwt = request.getHeader("token");//4. 判断令牌是否存在，如果不存在说明没有登录，返回错误结果（未登录）if(!StringUtils.hasLength(jwt)){ //jwt为空log.info("获取到jwt令牌为空, 返回错误结果");response.setStatus(HttpStatus.SC_UNAUTHORIZED);return;}//5. 如果token存在，则解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）try {JwtUtils.parseJWT(jwt);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();log.info("解析令牌失败, 返回错误结果");response.setStatus(HttpStatus.SC_UNAUTHORIZED);return;}//6. 如果校验token通过，则放行log.info("令牌合法, 放行");chain.doFilter(request , response);}}

登录校验的过滤器编写完成，接下来就可以重新启动服务来做一个测试：

• 测试1：未登录是否可以访问部门管理页面

首先关闭浏览器，重新打开浏览器，在地址栏中输入：http://localhost:90

由于用户没有登录，登录校验过滤器返回错误信息，前端页面根据返回的错误信息结果，自动跳转到登录页面了

• 测试2：先进行登录操作，再访问部门管理页面

登录校验成功之后，可以正常访问相关业务操作页面

1. Filter详解

主要介绍以下3个方面的细节：

1. 过滤器的执行流程

2. 过滤器的拦截路径配置

3. 过滤器链

1. 执行流程

过滤器的执行流程：

在过滤器中拦截到了请求之后，如果希望继续访问后面的web资源，需要执行放行操作（放行操作就是调用 FilterChain对象当中的doFilter()方法），调用doFilter()方法前编写的代码属于放行前的逻辑。

放行之后，访问完 web 资源之后还会回到过滤器中，回到过滤器之后如有需求还可以执行放行后的逻辑，放行后的逻辑写在doFilter()这行代码后。

测试代码：

@WebFilter(urlPatterns = "/*") 
public class DemoFilter implements Filter {@Override //初始化方法, 只调用一次public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {System.out.println("init 初始化方法执行了");}@Overridepublic void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {System.out.println("DemoFilter   放行前逻辑.....");//放行请求filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);System.out.println("DemoFilter   放行后逻辑.....");}@Override //销毁方法, 只调用一次public void destroy() {System.out.println("destroy 销毁方法执行了");}
}

启动之后运行测试：

1. 拦截路径

Filter可以根据需求，配置不同的拦截路径：

拦截路径	urlPatterns值	含义
拦截具体路径	/login	只有访问 /login 路径时，才会被拦截
目录拦截	/emps/*	访问/emps下的所有资源，都会被拦截
拦截所有	/*	访问所有资源，都会被拦截

下面我们来测试"拦截具体路径"：

@WebFilter(urlPatterns = "/login")  //拦截/login具体路径
public class DemoFilter implements Filter {@Overridepublic void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {System.out.println("DemoFilter   放行前逻辑.....");//放行请求filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);System.out.println("DemoFilter   放行后逻辑.....");}@Overridepublic void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {Filter.super.init(filterConfig);}@Overridepublic void destroy() {Filter.super.destroy();}
}

1. 过滤器链

过滤器链指的是在一个web应用程序中，可以配置多个过滤器，多个过滤器就形成了一个过滤器链。

比如：在我们web服务器当中，定义了两个过滤器，这两个过滤器就形成了一个过滤器链。

而这个链上的过滤器在执行的时候会一个一个的执行，会先执行第一个Filter，放行之后再执行第二个Filter，如果执行到最后一个过滤器放行后，才会访问对应的web资源。

访问完web资源之后，按照我们刚才所介绍的过滤器的执行流程，还会回到过滤器当中来执行过滤器放行后的逻辑，而在执行放行后的逻辑的时候，顺序是反着的。

先要执行过滤器2放行后的逻辑，再来执行过滤器1放行后的逻辑，最后在给浏览器响应数据。

过滤器链上过滤器的执行顺序：注解配置的Filter，优先级是按照过滤器类名（字符串）的自然排序。 比如：

• AbcFilter

• DemoFilter

这两个过滤器来说，AbcFilter 会先执行，DemoFilter会后执行。

1. 拦截器Interceptor

2. 快速入门

3. 是一种动态拦截方法调用的机制，类似于过滤器。

4. 拦截器是Spring框架中提供的，用来动态拦截控制器方法的执行。

5. 拦截器的作用：拦截请求，在指定方法调用前后，根据业务需要执行预先设定的代码。

6. 什么是拦截器？

在拦截器当中，我们通常也是做一些通用性的操作，比如：我们可以通过拦截器来拦截前端发起的请求，将登录校验的逻辑全部编写在拦截器当中。在校验的过程当中，如发现用户登录了(携带JWT令牌且是合法令牌)，就可以直接放行，去访问spring当中的资源。如果校验时发现并没有登录或是非法令牌，就可以直接给前端响应未登录的错误信息。

下面通过快速入门程序，来学习下拦截器的基本使用。拦截器的使用步骤和过滤器类似，也分为两步：

1. 定义拦截器

2. 注册配置拦截器

1). 自定义拦截器

定义一个类实现HandlerInterceptor接口，并重写其所有方法

• 由于拦截器是Spring框架中提供的，所以要交给Spring IOC容器管理。

//自定义拦截器
@Component
public class DemoInterceptor implements HandlerInterceptor {//目标资源方法执行前执行，最终返回true：放行    返回false：不放行@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {System.out.println("preHandle .... ");return true; //true表示放行}//目标资源方法执行后执行@Overridepublic void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {System.out.println("postHandle ... ");}//视图渲染完毕后执行，最后执行@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {System.out.println("afterCompletion .... ");}
}

2). 注册配置拦截器

创建一个配置类 WebConfig， 实现 WebMvcConfigurer 接口，并重写其 addInterceptors 方法

• 在addInterceptor方法中使用InterceptorRegistry对象调用addInterceptor方法注册拦截器

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {//自定义的拦截器对象@Autowiredprivate DemoInterceptor demoInterceptor;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {//注册自定义拦截器对象，并设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）registry.addInterceptor(demoInterceptor).addPathPatterns("/**");}
}

重新启动SpringBoot服务，打开Apifox测试：

可以看到控制台输出的日志：

接下来再来做一个测试：将拦截器中preHandle方法的返回值改为false

使用Apifox，再次发送请求，并没有响应数据，说明请求被拦截了但没有放行

1. 令牌校验Interceptor

通过拦截器来完成登录校验功能

登录校验的业务逻辑以及操作步骤和登录校验Filter过滤器当中的逻辑是完全一致的。

1). TokenInterceptor

在 com.itheima.interceptor 包下创建 TokenInterceptor

@Slf4j
@Component
public class TokenInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {//1. 获取请求url。String url = request.getRequestURL().toString();//2. 判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行。if(url.contains("login")){ //登录请求log.info("登录请求 , 直接放行");return true;}//3. 获取请求头中的令牌（token）。String jwt = request.getHeader("token");//4. 判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）。if(!StringUtils.hasLength(jwt)){ //jwt为空log.info("获取到jwt令牌为空, 返回错误结果");response.setStatus(HttpStatus.SC_UNAUTHORIZED);return false;}//5. 解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）。try {JwtUtils.parseJWT(jwt);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();log.info("解析令牌失败, 返回错误结果");response.setStatus(HttpStatus.SC_UNAUTHORIZED);return false;}//6. 放行。log.info("令牌合法, 放行");return true;}}

2). 配置拦截器

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {//拦截器对象@Autowiredprivate TokenInterceptor tokenInterceptor;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {//注册自定义拦截器对象registry.addInterceptor(tokenInterceptor).addPathPatterns("/**");}
}

1. Interceptor详解

2. 拦截器的拦截路径配置

3. 拦截器的执行流程

1. 拦截路径

首先看拦截器的拦截路径配置，在注册配置拦截器的时候，我们要指定拦截器的拦截路径，通过addPathPatterns("要拦截路径")方法，指定要拦截哪些请求路径。

在入门程序中我们配置的是/**，表示拦截所有资源，而在配置拦截器时，不仅可以指定要拦截哪些资源，还可以指定不拦截哪些资源，只需要调用excludePathPatterns("不拦截路径")方法，指定哪些请求路径不需要拦截。

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {//拦截器对象@Autowiredprivate DemoInterceptor demoInterceptor;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {//注册自定义拦截器对象registry.addInterceptor(demoInterceptor).addPathPatterns("/**")//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）.excludePathPatterns("/login");//设置不拦截的请求路径}
}

在拦截器中除了可以设置/**拦截所有资源外，还有一些常见拦截路径设置：

拦截路径	含义	举例
/*	匹配一级路径	能匹配/depts，/emps，/login，不能匹配 /depts/1
/**	匹配任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2
/depts/*	匹配/depts下的一级路径	能匹配/depts/1，不能匹配/depts/1/2，/depts
/depts/**	匹配/depts下的任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2，不能匹配/emps/1

1. 执行流程

接下来再来介绍拦截器的执行流程。通过执行流程，大家就能够清晰的知道过滤器与拦截器的执行时机。

当过滤器和拦截器同时存在时，请求会先被过滤器拦截，然后才会到拦截器，因为拦截器是Spring框架提供的，它只会拦截对Spring中的请求，也就是要来访问我们所定义的controller中的接口方法。

过滤器和拦截器它们之间的区别主要是两点：

• 接口规范不同：过滤器需要实现Filter接口，而拦截器需要实现HandlerInterceptor接口。

• 拦截范围不同：过滤器Filter会拦截所有的资源，而Interceptor只会拦截Spring环境中的资源。