從MVC到先後端分離

一. MVC 概述

1. 理解 MVC前端

  MVC是一種經典的設計模式,全名爲Model-View-Controller,即模型-視圖-控制器。其中,模型是用於封裝數據的載體,例如,在Java中通常經過一個簡單的POJO(Plain Ordinary Java Object)來表示,其本質是一個普通的java Bean,包含一系列的成員變量及其getter/setter方法。對於視圖而言,它更加偏重於展示,也就是說,視圖決定了界面到底長什麼樣子,在Java中可經過JSP來充當視圖,或者經過純HTML的方式進行展示,然後者纔是目前的主流。模型和視圖須要經過控制器來進行粘合,例如,用戶發送一個HTTP請求,此時該請求首先會進入控制器,而後控制器去獲取數據並將其封裝爲模型,最後將模型傳遞到視圖中進行展示。綜上所述,MVC的交互過程以下圖所示。java

         

2. MVC 模式的優勢與不足web

  MVC模式早在上個世紀70年代就誕生了,直到今天它依然存在,可見生命力至關之強。MVC模式最先應用於Smalltalk語言中,最後在其它許多開發語言中都獲得了很好的應用。隨着包括Struts、Spring MVC在內的MVC框架的出現,MVC模式真正落地,並使得開發更加高效、代碼耦合度儘可能減少、應用程序各部分的職責更加清晰。spring

 

  既然MVC模式這麼好,難道它就沒有不足的地方嗎?我認爲MVC至少有如下三點不足:express

每次請求必須通過「控制器->模型->視圖」這個流程,用戶才能看到最終的展示的界面,這個過程彷佛有些複雜;編程

實際上視圖是依賴於模型的,換句話說,若是沒有模型,視圖也沒法呈現出最終的效果;json

渲染視圖的過程是在服務端來完成的,最終呈現給瀏覽器的是帶有模型的視圖頁面,性能沒法獲得很好的優化。後端

  爲了使數據展示過程更加直接,而且提供更好的用戶體驗,咱們有必要對MVC模式進行改進。不妨這樣來嘗試:首先從瀏覽器發送AJAX請求,而後服務端接受該請求並返回JSON數據返回給瀏覽器,最後在瀏覽器中進行界面渲染。改進後的MVC模式以下圖所示:設計模式

            

也就是說,咱們輸入的是AJAX請求,輸出的是JSON數據,市面上有這樣的技術來實現這個功能嗎?答案是REST。api

REST全稱是Representational State Transfer(表述性狀態轉移),它是Roy Fielding博士在2000年寫的一篇關於軟件架構風格的論文,此文一出,威震四方!國內外許多知名互聯網公司紛紛開始採用這種輕量級的Web服務,你們習慣將其稱爲RESTful Web Services,或簡稱REST服務。]若是將瀏覽器這一端視爲前端,而服務器那一端視爲後端的話,能夠將以上改進後的MVC模式簡化爲如下先後端分離模式,以下圖所示:

                

  可見,採用REST分格的架構可使得前端關注界面展示,後端關注業務邏輯,分工明確,職責清晰。那麼,如何使用REST架構將應用程序進行先後端分離呢?咱們接下來繼續探討,首先咱們須要認識REST。

二. 認識 REST

  REST本質上是使用URL來訪問資源的一種方式。衆所周知,URL(Uniform Resoure Locator:統一資源定位器)就是咱們日常使用的請求地址了,其中包括兩部分:請求方式與請求路徑,比較常見的請求方式是GET與POST,但在REST中又提出了幾種其它類型的請求方式,彙總起來有六種:GET、POST、PUT、DELETE、HEAD、OPTIONS。尤爲是前四種,正好與CRUD(Create-Retrieve-Update-Delete,增刪改查)四種操做相對應,例如,GET(查)、POST(增)、PUT(改)、DELETE(刪),這正是REST與CRUD的殊途同歸之妙!須要強調的是,REST是面向資源(ROA)的,這裏提到的資源,實際上就是咱們常說的領域對象,在系統設計過程當中,咱們常常經過領域對象來進行數據建模。

  REST是一個無狀態的架構模式,由於在任什麼時候候均可以由客戶端發出請求到服務端,最終返回本身想要的數據,當前請求不會受到上次請求的影響。也就是說,服務端將內部資源發佈REST服務,客戶端經過URL來定位這些資源並經過HTTP協議來訪問它們。下面咱們舉幾個例子對REST請求進行簡單描述:            

  可見,請求路徑相同但請求方式不一樣,所表明的業務操做也不一樣,例如,/advertiser/1這個請求,帶有GET、PUT、DELETE三種不一樣的請求方式,對應三種不一樣的業務操做。

  雖然REST看起來仍是很簡單的,實際上咱們每每須要提供一個REST框架,讓其實現先後端分離架構,讓開發人員將精力集中在業務上,而並不是那些具體的技術細節。下面咱們將使用Java技術來實現這個REST框架,總體框架會基於Spring進行開發。

三. 實現REST框架

一、統一響應結構

  使用REST框架實現先後端分離架構,咱們須要首先肯定返回的JSON響應結構是統一的,也就是說,每一個REST請求將返回相同結構的JSON響應結構。不妨定義一個相對通用的JSON響應結構,其中包含兩部分:元數據與返回值,其中,元數據表示操做是否成功與返回值消息等,返回值對應服務端方法所返回的數據。該JSON響應結構以下:

{
       "meta": {
           "success": true,
           "message": "ok"
       },
       "data": ...
   }

爲了在框架中映射以上JSON響應結構,咱們須要編寫一個Response類與其對應:

 

/**
* Title: 統一響應結構 
* Description:使用REST框架實現先後端分離架構,咱們須要首先肯定返回的JSON響應結構是統一的,
* 也就是說,每一個REST請求將返回相同結構的JSON響應結構。不妨定義一個相對通用的JSON響應結構,其
* 中包含兩部分:元數據與返回值,其中,元數據表示操做是否成功與返回值消息等,返回值對應服務端方法所返回的數據。
* { "meta": { "success": true, "message": "ok" }, "data": ... }
* 
* @author rico
* @created 2017年7月4日 下午5:06:00
*/
public class Response {

   private static final String OK = "ok";
   private static final String ERROR = "error";

   private Meta meta;     // 元數據
   private Object data;   // 響應內容

   public Response success() {
       this.meta = new Meta(true, OK);
       return this;
   }

   public Response success(Object data) {
       this.meta = new Meta(true, OK);
       this.data = data;
       return this;
   }

   public Response failure() {
       this.meta = new Meta(false, ERROR);
       return this;
   }

   public Response failure(String message) {
       this.meta = new Meta(false, message);
       return this;
   }

   public Meta getMeta() {
       return meta;
   }

   public Object getData() {
       return data;
   }

   /**
    * Title: 請求元數據
    * @author rico
    * @created 2017年7月4日 下午5:08:12
    */
   public class Meta {

       private boolean success;
       private String message;

       public Meta(boolean success) {
           this.success = success;
       }

       public Meta(boolean success, String message) {
           this.success = success;
           this.message = message;
       }

       public boolean isSuccess() {
           return success;
       }

       public String getMessage() {
           return message;
       }
   }
}

 

以上Response類包括兩類通用返回值消息:ok 與 error,還包括兩個經常使用的操做方法:success( )與failure( ),經過一個內部類來展示元數據結構,咱們在下文中屢次會使用該Response類。

  實現該REST框架須要考慮許多問題,首當其衝的就是先後數據流轉問題,即HTTP消息與Java對象之間的轉化問題。

二、先後臺數據流轉 
   
  先後臺數據流轉問題具體指的是什麼?不妨經過一些例子進行說明。好比,經過瀏覽器發送了一個普通的HTTP請求,該請求攜帶了一個JSON格式的參數,在服務端須要將該JSON參數轉換爲普通的Java對象;再好比,在服務端獲取了數據,此時該數據是一個普通的Java對象,而後須要將這個Java對象轉換爲JSON字符串,並將其返回到瀏覽器中進行渲染,這個過程就涉及HTTP消息與Java對象之間的轉化問題。

  實際上,Spring MVC已經爲咱們提供了這類轉化特性,只需在Controller的方法參數中使用@RequestBody註解定義須要轉化的參數便可;相似地,若須要對Controller的方法返回值進行轉化,則須要在該返回值上使用@ResponseBody註解來定義,如如下代碼片斷:

@RequestMapping("/users")
public class UserController {

   private UserService userService;

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(UserController.class);

   public UserService getUserService() {
       return userService;
   }

   @Resource(name = "userService")
   public void setUserService(UserService userService) {
       this.userService = userService;
   }

   @RequestMapping(value = "/user", method = RequestMethod.PUT, produces = "application/json", 
           consumes = "application/json")
   @ResponseBody     // 將 Java 對象轉化爲特定的HTTP消息
   public User addUser(@RequestBody User user) {  // 將接收到的HTTP消息轉化爲Java對象
       userService.addUser(user);
       log.debug("添加用戶 :" + user);
       return user;
   }
}

固然,@ResponseBody註解也能夠定義在類上,這樣全部的方法都繼承了該特性。因爲常常會使用到@ResponseBody註解,因此Spring提供了一個名爲@RestController的註解來取代以上的@Controller註解,這樣咱們就能夠省略返回值前面的@ResponseBody註解了,但參數前面的@RequestBody註解是沒法省略的。實際上,看看Spring中對應@RestController註解的源碼即可知曉:

 

@Target({ElementType.TYPE})  
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Documented  
@Controller  
@ResponseBody  
public @interface RestController {  

   String value() default "";  
}

可見,@RestController註解已經被@Controller與@ResponseBody註解定義過了,Spring框架會識別這類註解。須要注意的是,該特性在Spring 4.0中才引入。所以,咱們可將以上代碼進行以下改寫:

 

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

   private UserService userService;

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(UserController.class);

   public UserService getUserService() {
       return userService;
   }

   @Resource(name = "userService")
   public void setUserService(UserService userService) {
       this.userService = userService;
   }

   @RequestMapping(value = "/user", method = RequestMethod.PUT, produces = "application/json", 
           consumes = "application/json")
   public User addUser(@RequestBody User user) {  // 將接收到的HTTP消息轉化爲Java對象
       userService.addUser(user);
       log.debug("添加用戶 :" + user);
       return user;
   }
}

除了使用註解來定義消息轉化行爲之外,咱們還須要添加Jackson包進行支持,Maven依賴以下:

 

<!-- JSON: jackson -->
<dependency>
   <groupId>org.codehaus.jackson</groupId>
   <artifactId>jackson-core-asl</artifactId>
   <version>1.9.12</version>
</dependency>
<dependency>
   <groupId>org.codehaus.jackson</groupId>
   <artifactId>jackson-mapper-lgpl</artifactId>
   <version>1.9.12</version>
</dependency>

在Spring配置文件中添加如下配置便可:

 

<!-- 該配置會自動註冊RequestMappingHandlerMapping與RequestMappingHandlerAdapter兩個Bean,
   這是SpringMVC爲@Controllers分發請求所必需的,並提供了數據綁定支持、@NumberFormatannotation支持、
   @DateTimeFormat支持、@Valid支持、讀寫XML的支持和讀寫JSON的支持等功能。 -->
   <mvc:annotation-driven />

經過以上過程,咱們已經完成了一個基於SpringMVC的REST框架,只不過該框架還很是單薄,還缺少不少關鍵性特性,尤爲是異常處理。

三、處理異常行爲

  在Spring MVC中,咱們可使用AOP技術,編寫一個全局的異常處理切面類,用它來統一處理全部的異常行爲,在Spring 3.2中才開始提供。使用很簡單,只需定義一個類,並經過@ControllerAdvice註解將其標註便可,同時須要使用@ResponseBody註解表示返回值可序列化爲JSON字符串。代碼以下:

/**        
* Title: 全局異常處理切面    
* Description: 利用 @ControllerAdvice + @ExceptionHandler 組合處理Controller層RuntimeException異常
* @author rico       
* @created 2017年7月4日 下午4:29:07    
*/      
@ControllerAdvice   // 控制器加強
@ResponseBody
public class ExceptionAspect {

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(ExceptionAspect.class);

   /**
    * 400 - Bad Request
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
   @ExceptionHandler(HttpMessageNotReadableException.class)
   public Response handleHttpMessageNotReadableException(
           HttpMessageNotReadableException e) {
       log.error("could_not_read_json...", e);
       return new Response().failure("could_not_read_json");
   }

   /**
    * 400 - Bad Request
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)
   @ExceptionHandler({MethodArgumentNotValidException.class})
   public Response handleValidationException(MethodArgumentNotValidException e) {
       log.error("parameter_validation_exception...", e);
       return new Response().failure("parameter_validation_exception");
   }

   /**
    * 405 - Method Not Allowed。HttpRequestMethodNotSupportedException
    * 是ServletException的子類,須要Servlet API支持
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.METHOD_NOT_ALLOWED)
   @ExceptionHandler(HttpRequestMethodNotSupportedException.class)
   public Response handleHttpRequestMethodNotSupportedException(
           HttpRequestMethodNotSupportedException e) {
       log.error("request_method_not_supported...", e);
       return new Response().failure("request_method_not_supported");
   }

   /**
    * 415 - Unsupported Media Type。HttpMediaTypeNotSupportedException
    * 是ServletException的子類,須要Servlet API支持
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.UNSUPPORTED_MEDIA_TYPE)
   @ExceptionHandler({ HttpMediaTypeNotSupportedException.class })
   public Response handleHttpMediaTypeNotSupportedException(Exception e) {
       log.error("content_type_not_supported...", e);
       return new Response().failure("content_type_not_supported");
   }

   /**
    * 500 - Internal Server Error
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
   @ExceptionHandler(TokenException.class)
   public Response handleTokenException(Exception e) {
       log.error("Token is invaild...", e);
       return new Response().failure("Token is invaild");
   }

   /**
    * 500 - Internal Server Error
    */
   @ResponseStatus(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR)
   @ExceptionHandler(Exception.class)
   public Response handleException(Exception e) {
       log.error("Internal Server Error...", e);
       return new Response().failure("Internal Server Error");
   }
}

可見,在ExceptionAdvice類中包含一系列的異常處理方法,每一個方法都經過@ResponseStatus註解定義了響應狀態碼,此外還經過@ExceptionHandler註解指定了具體須要攔截的異常類。以上過程只是包含了一部分的異常狀況,若需處理其它異常,可添加方法具體的方法。須要注意的是,在運行時從上往下依次調用每一個異常處理方法,匹配當前異常類型是否與@ExceptionHandler註解所定義的異常相匹配,若匹配,則執行該方法,同時忽略後續全部的異常處理方法,最終會返回經JSON序列化後的Response對象。

四、支持參數驗證

  咱們回到上文所提到的示例,這裏處理一個普通的PUT請求,代碼以下:

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

   private UserService userService;

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(UserController.class);

   public UserService getUserService() {
       return userService;
   }

   @Resource(name = "userService")
   public void setUserService(UserService userService) {
       this.userService = userService;
   }

   @RequestMapping(value = "/user", method = RequestMethod.PUT, produces = "application/json", 
           consumes = "application/json")
   public User addUser(@RequestBody User user) {  // 將接收到的HTTP消息轉化爲Java對象
       userService.addUser(user);
       log.debug("添加用戶 :" + user);
       return user;
   }

   ...
}

其中,User參數包含若干屬性,經過如下類結構可見,它是一個傳統的POJO:

 

public class User implements Serializable{

   private static final long serialVersionUID = 1L;

   private int id;
   private String uname;
   private String passwd;
   private String gentle;
   private String email;
   private String city;

   public User() {
       super();
   }

   // getter/setter

   // toString
}

若是業務上須要確保User對象的uname屬性必填,如何實現呢?若將這類參數驗證的代碼寫死在Controller中,勢必會與正常的業務邏輯攪在一塊兒,致使責任不夠單一,違背於「單一責任原則」。建議將其參數驗證行爲從Controller中剝離出來,放到另外的類中,這裏僅經過@Valid註解來定義uname參數,並經過Bean Validation的參考實現Hibernate Validator的@NotEmpty註解來定義User類中的uname屬性,就像下面這樣:

 

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

   private UserService userService;

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(UserController.class);

   public UserService getUserService() {
       return userService;
   }

   @Resource(name = "userService")
   public void setUserService(UserService userService) {
       this.userService = userService;
   }

   @RequestMapping(value = "/user", method = RequestMethod.PUT, produces = "application/json", 
           consumes = "application/json")
   public User addUser(@RequestBody  @Valid User user) {  // 將接收到的HTTP消息轉化爲Java對象
       userService.addUser(user);
       log.debug("添加用戶 :" + user);
       return user;
   }

   ...
}


public class User implements Serializable{

   private static final long serialVersionUID = 1L;

   private int id;
   @NotEmpty
   private String uname;
   private String passwd;
   private String gentle;
   private String email;
   private String city;

   public User() {
       super();
   }

   // getter/setter

   // toString
}

這裏的@Valid註解其實是Validation Bean規範提供的註解,該規範已由Hibernate Validator框架實現,所以須要添加如下Maven依賴到pom.xml文件中:

 

<dependency>  
   <groupId>org.hibernate</groupId>  
   <artifactId>hibernate-validator</artifactId>  
   <version>${hibernate-validator.version}</version>  
</dependency>

須要注意的是,Hibernate Validator與Hibernate沒有任何依賴關係,惟一有聯繫的只是都屬於JBoss公司的開源項目而已。而後,咱們須要在Spring配置文件中開啓該特性,需添加以下配置:

<bean class="org.springframework.validation.beanvalidation.MethodValidationPostProcessor"/>

  最後,咱們在全局異常處理類中添加對參數驗證異常的處理方法,代碼以下:

@ControllerAdvice  
@ResponseBody  
public class ExceptionAdvice {  

   /** 
    * 400 - Bad Request 
    */  
   @ResponseStatus(HttpStatus.BAD_REQUEST)  
   @ExceptionHandler(ValidationException.class)  
   public Response handleValidationException(ValidationException e) {  
       logger.error("參數驗證失敗", e);  
       return new Response().failure("validation_exception");  
   }  
}

至此,REST框架已集成了Bean Validation特性,咱們可使用各類註解來完成所需的參數驗證行爲了。 
看似該框架能夠在本地成功跑起來,整個架構包含兩個應用,前端應用提供純靜態的HTML頁面,後端應用發佈REST API,前端須要經過AJAX調用後端發佈的REST API,然而AJAX是不支持跨域訪問的,也就是說,先後端兩個應用必須在同一個域名下才能訪問。這是很是嚴重的技術障礙,必定須要找到解決方案。

五、解決跨域問題

  好比,前端應用爲靜態站點且部署在http://web.xxx.com域下,後端應用發佈REST API並部署在http://api.xxx.com域下,如何使前端應用經過AJAX跨域訪問後端應用呢?這須要使用到CORS技術來實現,這也是目前最好的解決方案了。

  CORS全稱爲Cross Origin Resource Sharing(跨域資源共享),服務端只需添加相關響應頭信息,便可實現客戶端發出AJAX跨域請求。

  CORS技術很是簡單,易於實現,目前絕大多數瀏覽器均已支持該技術(IE8瀏覽器也支持了),服務端可經過任何編程語言來實現,只要能將CORS響應頭寫入response對象中便可。

  下面咱們繼續擴展REST框架,經過CORS技術實現AJAX跨域訪問。首先,咱們須要編寫一個Filter,用於過濾全部的HTTP請求,並將CORS響應頭寫入response對象中,代碼以下:

/**        
* Title: 跨域訪問處理(跨域資源共享)    
* Description: 解決先後端分離架構中的跨域問題
* @author rico       
* @created 2017年7月4日 下午5:00:09    
*/      
public class CorsFilter implements Filter {

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(UserController.class);

   private String allowOrigin;
   private String allowMethods;
   private String allowCredentials;
   private String allowHeaders;
   private String exposeHeaders;

   @Override
   public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
       allowOrigin = filterConfig.getInitParameter("allowOrigin");
       allowMethods = filterConfig.getInitParameter("allowMethods");
       allowCredentials = filterConfig.getInitParameter("allowCredentials");
       allowHeaders = filterConfig.getInitParameter("allowHeaders");
       exposeHeaders = filterConfig.getInitParameter("exposeHeaders");
   }


   /** 
    * @description 經過CORS技術實現AJAX跨域訪問,只要將CORS響應頭寫入response對象中便可
    * @author rico       
    * @created 2017年7月4日 下午5:02:38      
    * @param req
    * @param res
    * @param chain
    * @throws IOException
    * @throws ServletException     
    * @see javax.servlet.Filter#doFilter(javax.servlet.ServletRequest, javax.servlet.ServletResponse, javax.servlet.FilterChain)     
    */  
   @Override
   public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res,
           FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
       HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) req;
       HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) res;
       String currentOrigin = request.getHeader("Origin");
       log.debug("currentOrigin : " + currentOrigin);
       if (StringUtil.isNotEmpty(allowOrigin)) {
           List<String> allowOriginList = Arrays
                   .asList(allowOrigin.split(","));
           log.debug("allowOriginList : " + allowOrigin);
           if (CollectionUtil.isNotEmpty(allowOriginList)) {
               if (allowOriginList.contains(currentOrigin)) {
                   response.setHeader("Access-Control-Allow-Origin",
                           currentOrigin);
               }
           }
       }
       if (StringUtil.isNotEmpty(allowMethods)) {
           response.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", allowMethods);
       }
       if (StringUtil.isNotEmpty(allowCredentials)) {
           response.setHeader("Access-Control-Allow-Credentials",
                   allowCredentials);
       }
       if (StringUtil.isNotEmpty(allowHeaders)) {
           response.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", allowHeaders);
       }
       if (StringUtil.isNotEmpty(exposeHeaders)) {
           response.setHeader("Access-Control-Expose-Headers", exposeHeaders);
       }
       chain.doFilter(req, res);
   }

   @Override
   public void destroy() {
   }
}

以上CorsFilter將從web.xml中讀取相關Filter初始化參數,並將在處理HTTP請求時將這些參數寫入對應的CORS響應頭中,下面大體描述一下這些CORS響應頭的意義:

Access-Control-Allow-Origin:容許訪問的客戶端域名,例如:http://web.xxx.com,若爲*,則表示從任意域都能訪問,即不作任何限制;

Access-Control-Allow-Methods:容許訪問的方法名,多個方法名用逗號分割,例如:GET,POST,PUT,DELETE,OPTIONS;

Access-Control-Allow-Credentials:是否容許請求帶有驗證信息,若要獲取客戶端域下的cookie時,須要將其設置爲true;

Access-Control-Allow-Headers:容許服務端訪問的客戶端請求頭,多個請求頭用逗號分割,例如:Content-Type;

Access-Control-Expose-Headers:容許客戶端訪問的服務端響應頭,多個響應頭用逗號分割。

 須要注意的是,CORS規範中定義Access-Control-Allow-Origin只容許兩種取值,要麼爲*,要麼爲具體的域名,也就是說,不支持同時配置多個域名。爲了解決跨多個域的問題,須要在代碼中作一些處理,這裏將Filter初始化參數做爲一個域名的集合(用逗號分隔),只需從當前請求中獲取Origin請求頭,就知道是從哪一個域中發出的請求,若該請求在以上容許的域名集合中,則將其放入Access-Control-Allow-Origin響應頭,這樣跨多個域的問題就輕鬆解決了。如下是web.xml中配置CorsFilter的方法:

<!-- 經過CORS技術實現AJAX跨域訪問 -->
   <filter>
       <filter-name>corsFilter</filter-name>
       <filter-class>cn.edu.tju.rico.filter.CorsFilter</filter-class>
       <init-param>
           <param-name>allowOrigin</param-name>
           <param-value>http://localhost:8020</param-value>
       </init-param>
       <init-param>
           <param-name>allowMethods</param-name>
           <param-value>GET,POST,PUT,DELETE,OPTIONS</param-value>
       </init-param>
       <init-param>
           <param-name>allowCredentials</param-name>
           <param-value>true</param-value>
       </init-param>
       <init-param>
           <param-name>allowHeaders</param-name>
           <param-value>Content-Type,X-Token</param-value>
       </init-param>
   </filter>
   <filter-mapping>
       <filter-name>corsFilter</filter-name>
       <url-pattern>/*</url-pattern>
   </filter-mapping>

完成以上過程便可實現AJAX跨域功能了,但彷佛還存在另一個問題,因爲REST是無狀態的,後端應用發佈的REST API可在用戶未登陸的狀況下被任意調用,這顯然是不安全的,如何解決這個問題呢?咱們須要爲REST請求提供安全機制。

六、提供安全機制

  解決REST安全調用問題,能夠作得很複雜,也能夠作得特簡單,可按照如下過程提供REST安全機制:

  (1). 當用戶登陸成功後,在服務端生成一個token,並將其放入內存中(可放入JVM或Redis中),同時將該token返回到客戶端;

  (2). 在客戶端中將返回的token寫入cookie中,而且每次請求時都將token隨請求頭一塊兒發送到服務端;

  (3). 提供一個AOP切面,用於攔截全部的Controller方法,在切面中判斷token的有效性;

  (4). 當登出時,只需清理掉cookie中的token便可,服務端token可設置過時時間,使其自行移除。

  首先,咱們須要定義一個用於管理token的接口,包括建立token與檢查token有效性的功能。代碼以下:

/**        
* Title: REST 鑑權   
* Description: 登陸用戶的身份鑑權
* @author rico       
* @created 2017年7月4日 下午4:41:43    
*/      
public interface TokenManager {

   String createToken(String username);  

   boolean checkToken(String token); 

   void deleteToken(String token);
}

而後,咱們可提供一個簡單的TokenManager實現類,將token存儲到JVM內存中。代碼以下:

 

/**        
* Title: TokenManager的默認實現    
* Description: 管理 Token
* @author rico       
* @created 2017年7月4日 下午4:41:32    
*/      
public class DefaultTokenManager implements TokenManager {

   /** 將token存儲到JVM內存(ConcurrentHashMap)中   (@author: rico) */      
   private static Map<String, String> tokenMap = new ConcurrentHashMap<String, String>();

   /** 
    * @description 利用UUID建立Token(用戶登陸時,建立Token)
    * @author rico       
    * @created 2017年7月4日 下午4:46:46      
    * @param username
    * @return     
    * @see cn.edu.tju.rico.authorization.TokenManager#createToken(java.lang.String)     
    */  
   public String createToken(String username) {
       String token = CodecUtil.createUUID();
       tokenMap.put(token, username);
       return token;
   }


   /** 
    * @description Token驗證(用戶登陸驗證)
    * @author rico       
    * @created 2017年7月4日 下午4:46:50      
    * @param token
    * @return     
    * @see cn.edu.tju.rico.authorization.TokenManager#checkToken(java.lang.String)     
    */  
   public boolean checkToken(String token) {
       return !StringUtil.isEmpty(token) && tokenMap.containsKey(token);
   }


   /** 
    * @description Token刪除(用戶登出時,刪除Token)
    * @author rico       
    * @created 2017年7月4日 下午4:46:54      
    * @param token     
    * @see cn.edu.tju.rico.authorization.TokenManager#deleteToken(java.lang.String)     
    */  
   @Override
   public void deleteToken(String token) {
       // TODO Auto-generated method stub
       tokenMap.remove(token);
   }
}

須要注意的是,若是須要作到分佈式集羣,建議基於Redis提供一個實現類,將token存儲到Redis中,並利用Redis與生俱來的特性,作到token的分佈式一致性。 
而後,咱們能夠基於Spring AOP寫一個切面類,用於攔截Controller類的方法,並從請求頭中獲取token,最後對token有效性進行判斷。代碼以下:

/**
* Title:安全檢查切面(是否登陸檢查) 
* Description: 經過驗證Token維持登陸狀態
* 
* @author rico
* @created 2017年7月4日 下午4:32:34
*/
@Component
@Aspect
public class SecurityAspect {

   /** Log4j日誌處理(@author: rico) */
   private static final Logger log = Logger.getLogger(SecurityAspect.class);

   private TokenManager tokenManager;

   @Resource(name = "tokenManager")
   public void setTokenManager(TokenManager tokenManager) {
       this.tokenManager = tokenManager;
   }

   @Around("@annotation(org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping)")
   public Object execute(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
       // 從切點上獲取目標方法
       MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) pjp.getSignature();
       log.debug("methodSignature : " + methodSignature);
       Method method = methodSignature.getMethod();
       log.debug("Method : " + method.getName() + " : "
               + method.isAnnotationPresent(IgnoreSecurity.class));
       // 若目標方法忽略了安全性檢查,則直接調用目標方法
       if (method.isAnnotationPresent(IgnoreSecurity.class)) {
           return pjp.proceed();
       }

       // 從 request header 中獲取當前 token
       String token = WebContextUtil.getRequest().getHeader(
               Constants.DEFAULT_TOKEN_NAME);
       // 檢查 token 有效性
       if (!tokenManager.checkToken(token)) {
           String message = String.format("token [%s] is invalid", token);
           log.debug("message : " + message);
           throw new TokenException(message);
       }
       // 調用目標方法
       return pjp.proceed();
   }
}

  若要使SecurityAspect生效,則須要在SpringMVC配置文件中添加以下Spring 配置:

<!-- 啓用註解掃描,並定義組件查找規則 ,mvc層只負責掃描@Controller、@ControllerAdvice -->
   <!-- base-package 若是多個,用「,」分隔 -->
   <context:component-scan base-package="cn.edu.tju.rico"
       use-default-filters="false">
       <!-- 掃描 @Controller -->
       <context:include-filter type="annotation"
           expression="org.springframework.stereotype.Controller" />
       <!-- 控制器加強,使一個Contoller成爲全局的異常處理類,類中用@ExceptionHandler方法註解的方法能夠處理全部Controller發生的異常 -->
       <context:include-filter type="annotation"
           expression="org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice" />
   </context:component-scan>

   <!-- 支持Controller的AOP代理 -->
   <aop:aspectj-autoproxy />

最後,別忘了在web.xml中添加容許的X-Token響應頭,配置以下:

<init-param>  
   <param-name>allowHeaders</param-name>  
   <param-value>Content-Type,X-Token</param-value>  
</init-param>
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