【深入浅出 Spring Security（十一）】授权原理分析和持久化URL权限管理

授权原理分析和持久化URL权限管理

一、必须知道的三大组件（Overview）

在 【深入浅出Spring Security（一）】Spring Security的整体架构 中小编解释过授权所用的三大组件，在此再解释说明一下（三大组件具体指：ConfigAttribute、AccessDecisionManager（决策管理器）、AccessDecisionVoter（决策投票器））

• ConfigAttribute 在 Spring Security 中，用户请求一个资源（通常是一个接口或者是一个 java 方法）需要的角色会被封装成一个 ConfigAttribute 对象，在ConfigAttribute 中只有一个 getAttribute 方法，该方法返回一个 String 字符串，就是角色的名称。一般来说，角色名称都带有一个 ROLE_ 前缀，投票器 AccessDecisionVoter 所做的事情，其实就是比较用户所具备的角色和请求某个资源所需的 ConfigAttribute 之间的关系。
• AccessDecisionVoter 和 AccessDecisionManager 都有众多的实现类，在 AccessDecisionManager 中会挨个遍历 AccessDecisionVoter，进而决定是否允许用户访问，因而 AccessDecisionVoter 和 AccessDecisionManager 两者的关系类似于 AuthenticationManager（ProviderManager） 和 AuthenticationProvider 的关系。

二、FilterSecurityInterceptor 源码分析

小编在述说 【深入浅出Spring Security（二）】Spring Security的实现原理 的时候，总结出了 Spring Security 中所用的过滤器，其中有个

FilterSecurityInterceptor

，它是其默认加载的一个过滤器（FilterSecurityInterceptor 虽继承了 AbstractSecurityInterceptor，但同时也实现了 Filter，实现了其 doFilter 方法核心方法，并在 SecurityFilterChain 中，所以一般称过滤器比较合适）。

（下图展示了拦截请求的一流程，可以看完图下的源码分析后再回过头看这张图，会变得清晰很多。）

doFilter 方法具体实现

@OverridepublicvoiddoFilter(ServletRequest request,ServletResponse response,FilterChain chain)throwsIOException,ServletException{// 将request、response、chain三个对象封装到一FilterInvocation中 // 然后再调用 invoke 方法invoke(newFilterInvocation(request, response, chain));}

invoke 方法具体实现

publicvoidinvoke(FilterInvocation filterInvocation)throwsIOException,ServletException{// 判断用户在此次请求中是否已经被允许通过if(isApplied(filterInvocation)&&this.observeOncePerRequest){
            filterInvocation.getChain().doFilter(filterInvocation.getRequest(), filterInvocation.getResponse());return;}// 调用父类AbstractSecurityInterceptor 中的 beforeInvocation 方法// 传入的参数是 filterInvocation 对象，是request、response、chain的封装对象// 这个方法内部就是实现路径权限认证操作InterceptorStatusToken token =super.beforeInvocation(filterInvocation);try{
            filterInvocation
            .getChain().doFilter(filterInvocation.getRequest(),
             filterInvocation.getResponse());}finally{super.finallyInvocation(token);}super.afterInvocation(token,null);}

beforeInvocation 方法核心代码分析

protectedInterceptorStatusTokenbeforeInvocation(Object object){// obtainSecurityMetadataSource() 方法获取子类的 FilterInvocationSecurityMetadataSource 的对象// 然后通过获取到的FilterInvocationSecurityMetadataSource对象调用getAttributes方法获取 ConfigAttribute 集合// 集用户要访问该资源需要的权限集（后面会对其进行源码分析，这里先知道是获取访问该资源需要的权限集就行，上面（一）也做了解释）Collection<ConfigAttribute> attributes =this.obtainSecurityMetadataSource().getAttributes(object);if(CollectionUtils.isEmpty(attributes)){returnnull;// no further work post-invocation}// 判断是否已经认证过了，没认证重新认证（重新认证的Authentication对象是从SecurityContextHolder中获取的）// 返回用户认证信息Authentication authenticated =authenticateIfRequired();// Attempt authorization// 尝试对路径进行放行，即判断请求路径是否拥有访问权限attemptAuthorization(object, attributes, authenticated);// no further work post-invocationreturnnewInterceptorStatusToken(SecurityContextHolder.getContext(),false, attributes, object);}

attemptAuthorization 方法源码分析

// 参数说明：// 1. object是filterInvocation对象，即request、response、chain的封装体// 2. attributes 是访问路径需要的权限集// 3. authentication 用户认证的权限信息privatevoidattemptAuthorization(Object object,Collection<ConfigAttribute> attributes,Authentication authenticated){try{// 通过 AccessDecisionManager 决策管理器对象进行决策是否放行this.accessDecisionManager.decide(authenticated, object, attributes);}catch(AccessDeniedException ex){publishEvent(newAuthorizationFailureEvent(object, attributes, authenticated, ex));throw ex;}}

这是 AccessDecisionManager 的结构图，SpringSecurity 默认实现是 AffirmativeBased（我看最新版本即6.1.0，这些全弃用了，估计是让咱自身实现吧🤔）。

AffirmativeBased 中的 decide 方法源码分析

@Overridepublicvoiddecide(Authentication authentication,Object object,Collection<ConfigAttribute> configAttributes)throwsAccessDeniedException{// 否认的一个标志变量，用来判断是否授权成功int deny =0;// 遍历 AccessDecisionVoter，看看是否能投票通过for(AccessDecisionVoter voter :getDecisionVoters()){int result = voter.vote(authentication, object, configAttributes);switch(result){// result 为 1 的话，就说有该 AccessDecisionVoter 已经投票通过了caseAccessDecisionVoter.ACCESS_GRANTED:return;// result 为 0 的话，说明被否认了，否认的voter数加1    caseAccessDecisionVoter.ACCESS_DENIED:
                deny++;break;// 如果是 -1 或者说其他的话，就表示弃权，不产于投票    default:break;}}// 到这的话如果deny大于0的话说明被否认了// 授权没通过，抛出异常if(deny >0){thrownewAccessDeniedException(this.messages.getMessage("AbstractAccessDecisionManager.accessDenied","Access is denied"));}// To get this far, every AccessDecisionVoter abstainedcheckAllowIfAllAbstainDecisions();}

对授权源码分析后的总结：

1. 先是被 FilterSecurityInterceptor 拦截，调用 doFilter 方法，doFilter 中调用了其自身实现的invoke 方法。
2. 在 invoke 方法中，调用了父类 AbstractSecurityInterceptor 的 beforeInvocation 方法进行；
3. 在 beforeInvocation 方法中，调用了 attemptAuthorization 方法进行授权操作；
4. 在 attemptAuthorization 方法中，使用 AccessDecisionManager 决策对象调用 decide 方法进行决策，即授权。
5. 在 decide 方法中，即是遍历 AccessDecisionVoter 对象调用 vote 方法进行投票，判断是否授权成功（这里与 AuthenticationManager 中的 authenticate 方法遍历 AuthenticationProvider 对象进行认证类似）。与上图对应。

SecurityMetadataSource 分析

在 FilterSecurityInterceptor 中有个

FilterInvocationSecurityMetadataSource

类型的属性对象，它可以通过 setter 方式进行注入的。FilterInvocationSecurityMetadataSource 中没有方法，继承了 SecurityMetadataSource，Spring Security 对其的默认实现是 DefaultFilterInvocationSecurityMetadataSource。

下面是默认实现的结构图

DefaultFilterInvocationSecurityMetadataSource 中的

getAttributes

方法源码分析如下：

privatefinalMap<RequestMatcher,Collection<ConfigAttribute>> requestMap;// 构造注入 路径 <=> 权限集 映射// requestMap 为 LinkedHashMap 的对象publicDefaultFilterInvocationSecurityMetadataSource(LinkedHashMap<RequestMatcher,Collection<ConfigAttribute>> requestMap){this.requestMap = requestMap;}@OverridepublicCollection<ConfigAttribute>getAttributes(Object object){// 注意 object instanceOf FilterInvocation 为 truefinalHttpServletRequest request =((FilterInvocation) object).getRequest();// 遍历 requestMap，匹配请求路径一致的权限集for(Map.Entry<RequestMatcher,Collection<ConfigAttribute>> entry :this.requestMap.entrySet()){if(entry.getKey().matches(request)){return entry.getValue();}}returnnull;}

三、自定义 FilterSecurityMetadataSource 对象（实战）

配置

SecurityFilterChain

时，使用代码的方式配置 URL 拦截规则 和 请求 URL 所需要的权限，这种方式比较死板，如果想要调整访问某一个 URL 所需要的权限，就需要修改代码。

动态管理权限规则就是我们将 URL 拦截规则和访问 URI 所需要的权限都保存在数据库中，这样，在不修改源代码的情况下，只需要修改数据库中的数据，就可以对权限进行调整。即不用去修改代码，达到了解耦的效果。

当 URL 和角色进行匹配的时候，Spring Security 是默认采用“或者”（OR）的方式来匹配用户所拥有的角色。比如：/hello 需要 ROLE_ADMIN、ROLE_USER 角色即可访问，即当用户拥有俩个角色的其中一个就可以访问。

自定义表

用户表（user）- 非 RememberMe 持久化那个 persistent_logins 表
角色表（role）
用户角色关联表 user -> role（user_role）
菜单表（menu）请求路径
菜单可被什么角色访问，即菜单关联角色表（menu_role）

CustomSecurityMetadataSource

CustomSecurityMetadataSource 是小编自定义的 FilterSecurityMetadataSource 的实现类，根据上面的源码分析，如获取路径的匹配权限需要自己设定的话，需要自定义SecurityMetadataSource中的

getAttribute

方法。

CustomSecurityMetadataSource

@ComponentpublicclassCustomSecurityMetadataSourceimplementsFilterInvocationSecurityMetadataSource{privatefinalMenuService menuService;publicCustomSecurityMetadataSource(@AutowiredMenuService menuService){this.menuService = menuService;}AntPathMatcher antPathMatcher =newAntPathMatcher();@OverridepublicCollection<ConfigAttribute>getAttributes(Object object)throwsIllegalArgumentException{HttpServletRequest request =(HttpServletRequest)((FilterInvocation) object).getRequest();String requestURI = request.getRequestURI();// 查询所有菜单List<Menu> menus = menuService.getMenus();// 遍历菜单for(Menu menu : menus){if(antPathMatcher.match(menu.getPattern(),requestURI)){String[] roles = menu.getRoles().stream().map(Role::getName).toArray(String[]::new);// 将 roles 转化成 List<ConfigAttribute) 对象returnSecurityConfig.createList(roles);}}returnnull;}@OverridepublicCollection<ConfigAttribute>getAllConfigAttributes(){returnnull;}@Overridepublicbooleansupports(Class<?> clazz){returnFilterInvocation.class.isAssignableFrom(clazz);}}

配置自定义的 SecurityMetadataSource

SecurityConfig 配置类

@EnableWebSecurity@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled =true)publicclassSecurityConfig{@ResourceprivateMyUserDetailService myUserDetailService;privatefinalCustomSecurityMetadataSource customSecurityMetadataSource;@AutowiredpublicSecurityConfig(CustomSecurityMetadataSource securityMetadataSource){this.customSecurityMetadataSource = securityMetadataSource;}@BeanpublicSecurityFilterChainsecurityFilterChain(HttpSecurity http)throwsException{// 1. 获取工厂对象ApplicationContext applicationContext = http.getSharedObject(ApplicationContext.class);// 2. 设置自定义 url 权限处理
        http.apply(newUrlAuthorizationConfigurer<>(applicationContext)).withObjectPostProcessor(newObjectPostProcessor<FilterSecurityInterceptor>(){@Overridepublic<OextendsFilterSecurityInterceptor>OpostProcess(O object){
                        object.setSecurityMetadataSource(customSecurityMetadataSource);// 是否拒绝公共资源的访问
                        object.setRejectPublicInvocations(false);return object;}});return http
                .formLogin().and().csrf().disable().build();}@BeanpublicAuthenticationManagerauthenticationManager(HttpSecurity http)throwsException{return http.getSharedObject(AuthenticationManagerBuilder.class).userDetailsService(myUserDetailService).and().build();}}

测试代码

测试 Controller 如下（Service、Dao、entity 类代码都没给出来，如果需要该测试工程代码，可以私聊，博客不好全部写出）

@RestControllerpublicclassHelloController{@GetMapping("/admin/hello")publicStringadmin(){return"Hello admin!";}@GetMapping("/user/hello")publicStringuser(){return"Hello user!";}@GetMapping("/guest/hello")publicStringguest(){return"Hello Guest!";}@GetMapping("/hello")publicStringhello(){return"Hello!";}}

测试效果

拿 user/123 进行测试，从数据库表中可以得知，user 用户只有 ROLE_USER 角色，只能访问 /user/** 和 /guest/** 的资源。

测试效果：

效果解释：user 用户只有 ROLE_USER 角色，可以访问 /user/** 资源，也可以访问 /guest/** ，这是原因 Spring Security默认的匹配规则是 OR，访问 /guest/** 只要有 ROLE_GUEST 或 ROLE_USER 即可。而不能访问 /admin/** ，因为该请求需要 ROLE_ADMIN 角色。

四、总结

• 三大组件：ConfigAttribute（角色的封装体）、AccessDecisionManager（决策管理者，调用 decide 方法进行决策）、AccessDecisionVoter（决策者，通过 vote 方法进行投票决策）。
• 请求授权流程概述：被 FilterSecurityInterceptor 拦截-》调用invoke方法-》调用父类 AbstractSecurityInterceptor 的 beforeInvocation 方法-》通过 FilterSecurityMetadataSource 对象调用 getAttribute 得知访问该路径可被哪些权限访问-》将其作为参数调用 attemptAuthorization 进行尝试授权-》通过 AccessDecisionManager 做出决策，做决策者是 AccessDecisionVoter，遍历决策者得出决策结果。
• AccessDecisionManager 和 AccessDecisionVoter 之间的关系，类似于前期说的认证中的 AuthenticationManager 和 AuthenticationProvider。
• 自定义持久化URL权限管理时，需要自定义 FilterSecurityMetadataSource 实现类，实现 getAttribute 方法（在该方法中从数据库中获取对应 URL 匹配的角色），然后进行配置。