Spring Security 是如何在 Servlet 應用中執行的?

Spring Security 是一個強大的認證和受權框架,它的使用方式也很是簡單,可是要想真正理解它就須要花一時間來學習了,最近在學習 Spring Security 時有一些新的理解,特地記錄下來防止知識忘記的太快,畢竟好記性不如爛筆關,也給即將準備學習 Spring Security 的同志作一個參考。java

因爲我在學習和使用是基於 Servlet Applications 的,因此文中的大部分都與 Servlet 相關,固然 Spring Security 還支持 Reactive Applications 功能上都是同樣,在架構上會有一些差異,有興趣的同窗能夠自行查看官方文檔。mysql

Spring Securty 在 Servlet Applications 中的應用

如下部份內容摘自官方文檔web

Servlet Filter Chain

提到 Servlet Filter Chain 應該都熟悉的吧,它們是一系列由 javax.servlet.Filter 實現類組成的一個鏈,大體圖以下所示:redis

Servlet Filter Chain

上圖中Client發送Http請求,而後請求通過FilterChain,每一個匹配的Filter都有機會處理request和response對象,最終請求會到達servlet(如何filter中沒有特殊處理的狀況下)。spring

Spring Security 的實現簡單來講,就是往Servlet Filter Chain加了一個特殊的過濾器來處理認證或受權請求 。sql

DelegatingFilterProxy

Spring 提供一個javax.servlet.Filter的實現類 DelegatingFilterProxy ,它的主要功能跟它的名稱同樣,經過代理模式委託給一個Spring管理的Bean來完成相應的功能。api

DelegatingFilterProxy

在上圖中,DelegatingFilterProxy 會在 ApplicationContext 中查找 Filter0 並執行Filter0doFilter方法:架構

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {
    // Lazily get Filter that was registered as a Spring Bean
    // For the example in DelegatingFilterProxy delegate is an instance of Bean Filter0
    Filter delegate = getFilterBean(someBeanName);
    // delegate work to the Spring Bean
    delegate.doFilter(request, response);
}

FilterChainProxy

前面說過DelegatingFilterProxy只是一個代理 Filter,並無真正的功能。
在 Spring Security 中還有一個 FilterChainProxy 類,它是 Spring Security 中很是重要的入口(斷點打在這準沒錯),它負責匹配請求、執行 Filter 等功能。
app

FilterChainProxy

你可能發現了上圖中在FilterChainProxy部分還有個 SecurityFilterChain,它是一個接口只有兩個方法:框架

  • matches用於匹配請求
  • getFilters是獲取針對匹配請求的全部的 Filters

SecurityFilterChain 接口:

public interface SecurityFilterChain {

   boolean matches(HttpServletRequest request);

   List<Filter> getFilters();
}

SecurityFilterChain

SecurityFilterChain 裏面包含不少個 Filter ,不一樣的 Filter 完成不一樣的功能,如登錄認證、退出登錄、設置SecurityContext等,在Spring Security 中能夠有多個 SecurityFilterChain 每一個 SecurityFilterChain 負責不一樣的請求地址,如能夠針對/app/api/**/web/api/**設置不一樣的認證規則。

SecurityFilterChain

總結

前面提到了四個重要的概念:

  • Servlet Filter Chain:Serverl過濾器鏈
  • DelegatingFilterProxy:Spring Filter代理類,將功能委託給 FilterChainProxy
  • FilterChainProxy:匹配請求,執行 SecurityFilterChain 中的過濾器
  • SecurityFilterChain:包含一組Filter

總結下來能夠用一張圖表示:

根據上面圖如Client訪問/web/api/login就會匹配到SecurityFilterChain 0並執行其中的 Filters。

匹配過程我看了下FilterChainProxy的源碼,大體流程和我理解的差很少,我把代碼精簡了一下如下:

public class FilterChainProxy extends GenericFilterBean {

	private List<SecurityFilterChain> filterChains;



	@Override
	public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
			FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
	
	
	    ...
        doFilterInternal(request, response, chain);
	   	...
	}

	private void doFilterInternal(ServletRequest request, ServletResponse response,
			FilterChain chain) throws IOException, ServletException {

	
	    ...
	    
		List<Filter> filters = getFilters(fwRequest);

        ...

		VirtualFilterChain vfc = new VirtualFilterChain(fwRequest, chain, filters);
		vfc.doFilter(fwRequest, fwResponse);
	}


	private List<Filter> getFilters(HttpServletRequest request) {
		for (SecurityFilterChain chain : filterChains) {
			if (chain.matches(request)) {
				return chain.getFilters();
			}
		}

		return null;
	}



 
	private static class VirtualFilterChain implements FilterChain {
	
		@Override
		public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response)
				throws IOException, ServletException {
		
		...
	}

 

}
  • 首先在FilterChainProxy的doFilter方法會執行doFilterInternal方法
  • doFilterInternal 方法中調用 getFilters 獲取過濾器列表
private List<Filter> getFilters(HttpServletRequest request) {
		for (SecurityFilterChain chain : filterChains) {
			if (chain.matches(request)) {
				return chain.getFilters();
			}
		}

		return null;
	}
  • 在 getFilters 會調用SecurityFilterChain.matches匹配請求
  • 最後將獲得的filters放在 VirtualFilterChain 中執行

最後

正常學習Spring Securty中,若有不對之處,謝謝指正。之篇文章主要講述了 Spring SecurtyServlet Applications 集成部分,我的在學習的時候以爲 Spring Security 中配置是很是難懂,看了幾遍仍是沒有徹底理解,有不少 Builder、Configurer 轉的頭都暈了。。。,準備準備下一篇文章理一理 Spring Security 的配置。

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