Shiro与Spring Cloud Stream的集成实践

在微服务架构日益盛行的今天，Shiro作为一个功能强大且轻量级的Java安全框架，其认证、授权和会话管理功能在单体应用中表现尤为出色。然而，当我们将Shiro集成到基于Spring Cloud Stream的微服务架构中时，就需要考虑如何在分布式环境下保持其安全性和灵活性。本文将详细介绍Shiro与Spring Cloud Stream的集成步骤，并探讨如何在微服务架构中有效使用Shiro。

一、背景与需求

假设我们有一个基于Spring Cloud的微服务架构系统，其中包含多个服务，每个服务都负责不同的业务逻辑。为了保障系统的安全性，我们需要实现统一的认证和授权机制。Shiro因其配置简单、功能强大，成为了一个理想的选择。然而，Shiro原生并不直接支持分布式会话管理，这在微服务架构中是一个需要解决的问题。

二、技术选型与架构设计

1. 技术选型

• Spring Boot：作为微服务的基础框架，提供快速开发和部署的能力。
• Spring Cloud Stream：用于构建高度可扩展的事件驱动微服务应用，支持多种消息中间件。
• Shiro：用于实现认证、授权和会话管理。
• Redis：用于存储分布式会话，解决Shiro在微服务中的会话共享问题。

2. 架构设计

• 认证中心：负责处理所有服务的认证请求，验证用户身份并生成令牌。
• 服务层：各个微服务通过Shiro和Redis进行会话共享，根据令牌进行授权。
• Redis：作为分布式会话存储，确保Shiro会话在微服务间共享。

三、集成步骤

1. 引入依赖

首先，在Spring Boot项目的pom.xml文件中引入Shiro和Redis的依赖。这里以Maven为例：

<dependencies>
    <!-- Shiro Spring Boot Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>
        <artifactId>shiro-spring-boot-web-starter</artifactId>
        <version>1.7.0</version>
    </dependency>
    <!-- Redis Starter -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 其他依赖... -->
</dependencies>

2. 配置Shiro和Redis

在application.yml或application.properties文件中配置Shiro和Redis的相关参数：

shiro:
  sessionManager:
    sessionIdUrlRewritingEnabled: false
    sessionDAO: redis
  redis:
    host: localhost
    port: 6379
    password: 
    timeout: 2000

# Shiro其他配置...
shiro:
  success-url: /index
  login-url: /login
  unauthorized-url: /unauthorized
  filter-chain-definition-map:
    /login: anon
    /logout: logout
    /**: authc

3. 自定义Realm

创建一个自定义的Realm类，用于从数据库中查询用户信息并进行认证和授权：

public class MyRealm extends AuthorizingRealm {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        String username = (String) principals.getPrimaryPrincipal();
        User user = userService.findByUsername(username);
        SimpleAuthorizationInfo info = new SimpleAuthorizationInfo();
        for (Role role : user.getRoles()) {
            info.addRole(role.getName());
            for (Permission permission : role.getPermissions()) {
                info.addStringPermission(permission.getName());
            }
        }
        return info;
    }

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken) token;
        String username = upToken.getUsername();
        User user = userService.findByUsername(username);
        if (user == null) {
            throw new UnknownAccountException("用户不存在");
        }
        return new SimpleAuthenticationInfo(username, user.getPassword(), getName());
    }
}

4. 配置Shiro会话管理

由于Shiro默认使用内存会话管理，在微服务架构中需要改为Redis会话管理。可以通过实现自定义的SessionDAO或使用Shiro的Redis插件来实现。

@Bean
public RedisSessionDAO redisSessionDAO(RedisTemplate<Serializable, Object> redisTemplate) {
    RedisSessionDAO redisSessionDAO = new RedisSessionDAO();
    redisSessionDAO.setRedisManager(new RedisManager().setHost("localhost").setPort(6379));
    redisSessionDAO.setSessionKeyPrefix("shiro:session:");
    redisSessionDAO.setExpire(1800000); // 设置会话过期时间
    return redisSessionDAO;
}

@Bean
public DefaultWebSessionManager sessionManager(RedisSessionDAO redisSessionDAO) {
    DefaultWebSessionManager sessionManager = new DefaultWebSessionManager();
    sessionManager.setSessionDAO(redisSessionDAO);
    return sessionManager;
}

5. 编写登录和注销控制器

创建登录和注销的控制器，处理用户的登录和注销请求：

@Controller
public class LoginController {

    @GetMapping("/login")
    public String loginPage() {
        return "login";
    }

    @PostMapping("/login")
    public String login(String username, String password, boolean rememberMe, Model model) {
        Subject currentUser = SecurityUtils.getSubject();
        UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password, rememberMe);
        try {
            currentUser.login(token);
            return "redirect:/index";
        } catch (AuthenticationException e) {
            model.addAttribute("error", "登录失败");
            return "login";
        }
    }

    @GetMapping("/logout")
    public String logout() {
        SecurityUtils.getSubject().logout();
        return "redirect:/login";
    }
}

6. 整合Spring Cloud Stream

在微服务架构中，Shiro的认证和授权信息可以通过Spring Cloud Stream进行传递。例如，可以在用户登录成功后，通过消息中间件发送一个包含用户信息的消息，其他服务订阅该消息以获取用户信息并进行相应的授权检查。

四、测试与部署

完成上述配置后，需要对整个系统进行测试，确保Shiro的认证和授权功能在微服务架构中正常工作。测试内容包括但不限于：

• 用户登录和注销功能
• 权限控制功能
• 分布式会话共享功能

测试通过后，可以将系统部署到生产环境，并持续监控其运行状态和性能。

五、总结与展望

通过本文的介绍，我们详细了解了Shiro与Spring Cloud Stream的集成过程，并探讨了如何在微服务架构中有效使用Shiro进行认证和授权。Shiro作为一个轻量级的Java安全框架，在微服务架构中仍然具有广泛的应用前景。然而，需要注意的是，Shiro原生并不直接支持分布式会话管理，需要通过额外的配置和插件来实现。未来，随着微服务架构的不断发展，我们期待Shiro能够提供更多原生支持分布式特性的功能，以更好地满足微服务架构的需求。

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