第八章 拦截器机制——《跟我学Shiro》

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8.1 拦截器介绍

1、NameableFilter

NameableFilter给Filter起个名字，如果没有设置默认就是FilterName；还记得之前的如authc吗？当我们组装拦截器链时会根据这个名字找到相应的拦截器实例；

2、OncePerRequestFilter

OncePerRequestFilter用于防止多次执行Filter的；也就是说一次请求只会走一次拦截器链；另外提供enabled属性，表示是否开启该拦截器实例，默认enabled=true表示开启，如果不想让某个拦截器工作，可以设置为false即可。

3、ShiroFilter

ShiroFilter是整个Shiro的入口点，用于拦截需要安全控制的请求进行处理，这个之前已经用过了。

4、AdviceFilter

AdviceFilter提供了AOP风格的支持，类似于SpringMVC中的Interceptor：

boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception
void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception
void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception; 

preHandler：类似于AOP中的前置增强；在拦截器链执行之前执行；如果返回true则继续拦截器链；否则中断后续的拦截器链的执行直接返回；进行预处理（如基于表单的身份验证、授权）

postHandle：类似于AOP中的后置返回增强；在拦截器链执行完成后执行；进行后处理（如记录执行时间之类的）；

afterCompletion：类似于AOP中的后置最终增强；即不管有没有异常都会执行；可以进行清理资源（如接触Subject与线程的绑定之类的）；

5、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter提供了基于Ant风格的请求路径匹配功能及拦截器参数解析的功能，如“roles[admin,user]”自动根据“，”分割解析到一个路径参数配置并绑定到相应的路径：

boolean pathsMatch(String path, ServletRequest request)
boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception 

pathsMatch：该方法用于path与请求路径进行匹配的方法；如果匹配返回true；

onPreHandle：在preHandle中，当pathsMatch匹配一个路径后，会调用opPreHandler方法并将路径绑定参数配置传给mappedValue；然后可以在这个方法中进行一些验证（如角色授权），如果验证失败可以返回false中断流程；默认返回true；也就是说子类可以只实现onPreHandle即可，无须实现preHandle。如果没有path与请求路径匹配，默认是通过的（即preHandle返回true）。

6、AccessControlFilter

AccessControlFilter提供了访问控制的基础功能；比如是否允许访问/当访问拒绝时如何处理等：

abstract boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;
boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception;
abstract boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception; 

isAccessAllowed：表示是否允许访问；mappedValue就是[urls]配置中拦截器参数部分，如果允许访问返回true，否则false；

onAccessDenied：表示当访问拒绝时是否已经处理了；如果返回true表示需要继续处理；如果返回false表示该拦截器实例已经处理了，将直接返回即可。

onPreHandle会自动调用这两个方法决定是否继续处理：

boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue) || onAccessDenied(request, response, mappedValue);
} 

另外AccessControlFilter还提供了如下方法用于处理如登录成功后/重定向到上一个请求： 

void setLoginUrl(String loginUrl) //身份验证时使用，默认/login.jsp
String getLoginUrl()
Subject getSubject(ServletRequest request, ServletResponse response) //获取Subject实例
boolean isLoginRequest(ServletRequest request, ServletResponse response)//当前请求是否是登录请求
void saveRequestAndRedirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) throws IOException //将当前请求保存起来并重定向到登录页面
void saveRequest(ServletRequest request) //将请求保存起来，如登录成功后再重定向回该请求
void redirectToLogin(ServletRequest request, ServletResponse response) //重定向到登录页面 

比如基于表单的身份验证就需要使用这些功能。

到此基本的拦截器就完事了，如果我们想进行访问访问的控制就可以继承AccessControlFilter；如果我们要添加一些通用数据我们可以直接继承PathMatchingFilter。

8.2 拦截器链

Shiro对Servlet容器的FilterChain进行了代理，即ShiroFilter在继续Servlet容器的Filter链的执行之前，通过ProxiedFilterChain对Servlet容器的FilterChain进行了代理；即先走Shiro自己的Filter体系，然后才会委托给Servlet容器的FilterChain进行Servlet容器级别的Filter链执行；Shiro的ProxiedFilterChain执行流程：1、先执行Shiro自己的Filter链；2、再执行Servlet容器的Filter链（即原始的Filter）。

而ProxiedFilterChain是通过FilterChainResolver根据配置文件中[urls]部分是否与请求的URL是否匹配解析得到的。 

FilterChain getChain(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain originalChain);

即传入原始的chain得到一个代理的chain。

Shiro内部提供了一个路径匹配的FilterChainResolver实现：PathMatchingFilterChainResolver，其根据[urls]中配置的url模式（默认Ant风格）=拦截器链和请求的url是否匹配来解析得到配置的拦截器链的；而PathMatchingFilterChainResolver内部通过FilterChainManager维护着拦截器链，比如DefaultFilterChainManager实现维护着url模式与拦截器链的关系。因此我们可以通过FilterChainManager进行动态动态增加url模式与拦截器链的关系。

DefaultFilterChainManager会默认添加org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter中声明的拦截器：

public enum DefaultFilter {
    anon(AnonymousFilter.class),
    authc(FormAuthenticationFilter.class),
    authcBasic(BasicHttpAuthenticationFilter.class),
    logout(LogoutFilter.class),
    noSessionCreation(NoSessionCreationFilter.class),
    perms(PermissionsAuthorizationFilter.class),
    port(PortFilter.class),
    rest(HttpMethodPermissionFilter.class),
    roles(RolesAuthorizationFilter.class),
    ssl(SslFilter.class),
    user(UserFilter.class);
} 

下一节会介绍这些拦截器的作用。

如果要注册自定义拦截器，IniSecurityManagerFactory/WebIniSecurityManagerFactory在启动时会自动扫描ini配置文件中的[filters]/[main]部分并注册这些拦截器到DefaultFilterChainManager；且创建相应的url模式与其拦截器关系链。如果使用Spring后续章节会介绍如果注册自定义拦截器。

如果想自定义FilterChainResolver，可以通过实现WebEnvironment接口完成：

public class MyIniWebEnvironment extends IniWebEnvironment {
    @Override
    protected FilterChainResolver createFilterChainResolver() {
        //在此处扩展自己的FilterChainResolver
        return super.createFilterChainResolver();
    }
} 

FilterChain之间的关系。如果想动态实现url-拦截器的注册，就可以通过实现此处的FilterChainResolver来完成，比如：

//1、创建FilterChainResolver
PathMatchingFilterChainResolver filterChainResolver =
        new PathMatchingFilterChainResolver();
//2、创建FilterChainManager
DefaultFilterChainManager filterChainManager = new DefaultFilterChainManager();
//3、注册Filter
for(DefaultFilter filter : DefaultFilter.values()) {
    filterChainManager.addFilter(
        filter.name(), (Filter) ClassUtils.newInstance(filter.getFilterClass()));
}
//4、注册URL-Filter的映射关系
filterChainManager.addToChain("/login.jsp", "authc");
filterChainManager.addToChain("/unauthorized.jsp", "anon");
filterChainManager.addToChain("/**", "authc");
filterChainManager.addToChain("/**", "roles", "admin");

//5、设置Filter的属性
FormAuthenticationFilter authcFilter =
         (FormAuthenticationFilter)filterChainManager.getFilter("authc");
authcFilter.setLoginUrl("/login.jsp");
RolesAuthorizationFilter rolesFilter =
          (RolesAuthorizationFilter)filterChainManager.getFilter("roles");
rolesFilter.setUnauthorizedUrl("/unauthorized.jsp");

filterChainResolver.setFilterChainManager(filterChainManager);
return filterChainResolver; 

此处自己去实现注册filter，及url模式与filter之间的映射关系。可以通过定制FilterChainResolver或FilterChainManager来完成诸如动态URL匹配的实现。

然后再web.xml中进行如下配置Environment：  

<context-param>
<param-name>shiroEnvironmentClass</param-name> <param-value>com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.env.MyIniWebEnvironment</param-value>
</context-param> 

8.3 自定义拦截器

通过自定义自己的拦截器可以扩展一些功能，诸如动态url-角色/权限访问控制的实现、根据Subject身份信息获取用户信息绑定到Request（即设置通用数据）、验证码验证、在线用户信息的保存等等，因为其本质就是一个Filter；所以Filter能做的它就能做。

对于Filter的介绍请参考《Servlet规范》中的Filter部分：

1、扩展OncePerRequestFilter

OncePerRequestFilter保证一次请求只调用一次doFilterInternal，即如内部的forward不会再多执行一次doFilterInternal： 

public class MyOncePerRequestFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("=========once per request filter");
        chain.doFilter(request, response);
    }
} 

然后再shiro.ini配置文件中：

[main]
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
#[filters]
#myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
[urls]
/**=myFilter1 

Filter可以在[main]或[filters]部分注册，然后在[urls]部分配置url与filter的映射关系即可。

2、扩展AdviceFilter

AdviceFilter提供了AOP的功能，其实现和SpringMVC中的Interceptor思想一样：具体可参考我的SpringMVC教程中的处理器拦截器部分：

public class MyAdviceFilter extends AdviceFilter {
    @Override
    protected boolean preHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("====预处理/前置处理");
        return true;//返回false将中断后续拦截器链的执行
    }
    @Override
    protected void postHandle(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("====后处理/后置返回处理");
    }
    @Override
    public void afterCompletion(ServletRequest request, ServletResponse response, Exception exception) throws Exception {
        System.out.println("====完成处理/后置最终处理");
    }
} 

preHandle：进行请求的预处理，然后根据返回值决定是否继续处理（true：继续过滤器链）；可以通过它实现权限控制；

postHandle：执行完拦截器链之后正常返回后执行；

afterCompletion：不管最后有没有异常，afterCompletion都会执行，完成如清理资源功能。

然后在shiro.ini中进行如下配置： 

[filters]
myFilter1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyOncePerRequestFilter
myFilter2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyAdviceFilter
[urls]
/**=myFilter1,myFilter2 

该过滤器的具体使用可参考我的SpringMVC教程中的处理器拦截器部分。

3、PathMatchingFilter

PathMatchingFilter继承了AdviceFilter，提供了url模式过滤的功能，如果需要对指定的请求进行处理，可以扩展PathMatchingFilter： 

public class MyPathMatchingFilter extends PathMatchingFilter {
    @Override
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
       System.out.println("url matches,config is " + Arrays.toString((String[])mappedValue));
       return true;
    }
} 

preHandle：会进行url模式与请求url进行匹配，如果匹配会调用onPreHandle；如果没有配置url模式/没有url模式匹配，默认直接返回true；

onPreHandle：如果url模式与请求url匹配，那么会执行onPreHandle，并把该拦截器配置的参数传入。默认什么不处理直接返回true。

然后在shiro.ini中进行如下配置：

[filters]
myFilter3=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyPathMatchingFilter
[urls]
/**= myFilter3[config] 

/**就是注册给PathMatchingFilter的url模式，config就是拦截器的配置参数，多个之间逗号分隔，onPreHandle使用mappedValue接收参数值。

4、扩展AccessControlFilter

AccessControlFilter继承了PathMatchingFilter，并扩展了了两个方法：

public boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
    return isAccessAllowed(request, response, mappedValue)
     || onAccessDenied(request, response, mappedValue);
} 

isAccessAllowed：即是否允许访问，返回true表示允许；

onAccessDenied：表示访问拒绝时是否自己处理，如果返回true表示自己不处理且继续拦截器链执行，返回false表示自己已经处理了（比如重定向到另一个页面）。

public class MyAccessControlFilter extends AccessControlFilter {
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        System.out.println("access allowed");
        return true;
    }
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        System.out.println("访问拒绝也不自己处理，继续拦截器链的执行");
        return true;
    }
} 

然后在shiro.ini中进行如下配置：

[filters]
myFilter4=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.MyAccessControlFilter
[urls]
/**=myFilter4

5、基于表单登录拦截器 

之前我们已经使用过Shiro内置的基于表单登录的拦截器了，此处自己做一个类似的基于表单登录的拦截器。

public class FormLoginFilter extends PathMatchingFilter {
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    private String successUrl = "/";
    @Override
    protected boolean onPreHandle(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        if(SecurityUtils.getSubject().isAuthenticated()) {
            return true;//已经登录过
        }
        HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
        if(isLoginRequest(req)) {
            if("post".equalsIgnoreCase(req.getMethod())) {//form表单提交
                boolean loginSuccess = login(req); //登录
                if(loginSuccess) {
                    return redirectToSuccessUrl(req, resp);
                }
            }
            return true;//继续过滤器链
        } else {//保存当前地址并重定向到登录界面
            saveRequestAndRedirectToLogin(req, resp);
            return false;
        }
    }
    private boolean redirectToSuccessUrl(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.redirectToSavedRequest(req, resp, successUrl);
        return false;
    }
    private void saveRequestAndRedirectToLogin(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws IOException {
        WebUtils.saveRequest(req);
        WebUtils.issueRedirect(req, resp, loginUrl);
    }

    private boolean login(HttpServletRequest req) {
        String username = req.getParameter("username");
        String password = req.getParameter("password");
        try {
            SecurityUtils.getSubject().login(new UsernamePasswordToken(username, password));
        } catch (Exception e) {
            req.setAttribute("shiroLoginFailure", e.getClass());
            return false;
        }
        return true;
    }
    private boolean isLoginRequest(HttpServletRequest req) {
        return pathsMatch(loginUrl, WebUtils.getPathWithinApplication(req));
    }
} 

onPreHandle主要流程：

1、首先判断是否已经登录过了，如果已经登录过了继续拦截器链即可；

2、如果没有登录，看看是否是登录请求，如果是get方法的登录页面请求，则继续拦截器链（到请求页面），否则如果是get方法的其他页面请求则保存当前请求并重定向到登录页面；

3、如果是post方法的登录页面表单提交请求，则收集用户名/密码登录即可，如果失败了保存错误消息到“shiroLoginFailure”并返回到登录页面；

4、如果登录成功了，且之前有保存的请求，则重定向到之前的这个请求，否则到默认的成功页面。

shiro.ini配置

[filters]
formLogin=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.FormLoginFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin
/login.jsp=formLogin 

启动服务器输入http://localhost:8080/chapter8/test.jsp测试时，会自动跳转到登录页面，登录成功后又会跳回到test.jsp页面。

此处可以通过继承AuthenticatingFilter实现，其提供了很多登录相关的基础代码。另外可以参考Shiro内嵌的FormAuthenticationFilter的源码，思路是一样的。

6、任意角色授权拦截器

Shiro提供roles拦截器，其验证用户拥有所有角色，没有提供验证用户拥有任意角色的拦截器。

public class AnyRolesFilter extends AccessControlFilter {
    private String unauthorizedUrl = "/unauthorized.jsp";
    private String loginUrl = "/login.jsp";
    protected boolean isAccessAllowed(ServletRequest request, ServletResponse response, Object mappedValue) throws Exception {
        String[] roles = (String[])mappedValue;
        if(roles == null) {
            return true;//如果没有设置角色参数，默认成功
        }
        for(String role : roles) {
            if(getSubject(request, response).hasRole(role)) {
                return true;
            }
        }
        return false;//跳到onAccessDenied处理
    }

    @Override
    protected boolean onAccessDenied(ServletRequest request, ServletResponse response) throws Exception {
        Subject subject = getSubject(request, response);
        if (subject.getPrincipal() == null) {//表示没有登录，重定向到登录页面
            saveRequest(request);
            WebUtils.issueRedirect(request, response, loginUrl);
        } else {
            if (StringUtils.hasText(unauthorizedUrl)) {//如果有未授权页面跳转过去
                WebUtils.issueRedirect(request, response, unauthorizedUrl);
            } else {//否则返回401未授权状态码
                WebUtils.toHttp(response).sendError(HttpServletResponse.SC_UNAUTHORIZED);
            }
        }
        return false;
    }
}

流程：

1、首先判断用户有没有任意角色，如果没有返回false，将到onAccessDenied进行处理；

2、如果用户没有角色，接着判断用户有没有登录，如果没有登录先重定向到登录；

3、如果用户没有角色且设置了未授权页面（unauthorizedUrl），那么重定向到未授权页面；否则直接返回401未授权错误码。

shiro.ini配置

[filters]
anyRoles=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter8.web.filter.AnyRolesFilter
[urls]
/test.jsp=formLogin,anyRoles[admin,user]
/login.jsp=formLogin 

此处可以继承AuthorizationFilter实现，其提供了授权相关的基础代码。另外可以参考Shiro内嵌的RolesAuthorizationFilter的源码，只是实现hasAllRoles逻辑。

8.4 默认拦截器

Shiro内置了很多默认的拦截器，比如身份验证、授权等相关的。默认拦截器可以参考org.apache.shiro.web.filter.mgt.DefaultFilter中的枚举拦截器：  

另外还提供了一个org.apache.shiro.web.filter.authz.HostFilter，即主机拦截器，比如其提供了属性：authorizedIps：已授权的ip地址，deniedIps：表示拒绝的ip地址；不过目前还没有完全实现，不可用。

这些默认的拦截器会自动注册，可以直接在ini配置文件中通过“拦截器名.属性”设置其属性：

perms.unauthorizedUrl=/unauthorized

另外如果某个拦截器不想使用了可以直接通过如下配置直接禁用：

perms.enabled=false