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文章标题：Shiro的与Spring Cloud Sleuth集成
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文章标签: java java高级

Shiro与Spring Cloud Sleuth的集成实践

在微服务架构中，安全性和可追踪性是两个至关重要的方面。Shiro作为一个强大的安全框架，提供了认证、授权、加密和会话管理等功能；而Spring Cloud Sleuth则是Spring Cloud生态系统中的一个组件，用于跟踪服务间的调用，从而帮助开发者理解和分析分布式系统的行为。将Shiro与Spring Cloud Sleuth集成，不仅可以增强系统的安全性，还能提升服务的可追踪性和问题排查能力。

一、背景与目标

随着微服务架构的普及，系统被拆分为多个独立的服务，每个服务都可能由不同的团队负责开发和维护。这种架构虽然带来了灵活性和可扩展性，但也增加了系统调用的复杂性和故障排查的难度。Shiro作为安全框架，负责保护系统免受未授权访问；而Spring Cloud Sleuth则通过生成调用链的跟踪信息，帮助开发者追踪请求在微服务之间的流转情况。将二者集成，可以实现在保证安全性的同时，提高系统的可维护性和故障排查效率。

二、集成方案设计

1. 技术选型
  • Shiro：用于提供认证、授权等安全功能。
  • Spring Cloud Sleuth：用于生成服务间的调用链跟踪信息。
  • Spring Cloud Zuul：作为API网关，用于请求的路由和过滤。
  • Spring Boot：作为微服务的基础框架，提供自动配置和简化部署的功能。
2. 架构设计

系统架构设计如下：

  • Zuul网关：作为系统的入口，负责请求的路由和过滤。在Zuul中集成Shiro和Spring Cloud Sleuth，对所有进入系统的请求进行认证、授权和跟踪。
  • 服务层：包含多个微服务，每个服务都提供特定的业务功能。服务间通过HTTP或gRPC等协议进行通信。
  • Redis：用于存储Shiro的会话信息，实现会话共享。
  • 数据库：存储用户信息和业务数据。
3. 认证授权流程
  1. 请求到达Zuul网关：Zuul网关首先通过Shiro Filter拦截请求，检查请求是否包含有效的会话信息或令牌。
  2. 认证：如果请求未通过认证，Shiro将重定向到登录页面或返回认证失败的响应。如果请求包含有效的会话信息或令牌，Shiro将验证其有效性，并提取用户信息。
  3. 授权：Shiro根据用户信息和请求的URL，判断用户是否有权访问该资源。如果无权访问，将返回授权失败的响应。
  4. 跟踪：在请求通过认证和授权后，Spring Cloud Sleuth将为请求生成唯一的Trace ID和Span ID，并将这些信息添加到请求的头部中。服务间调用时，这些跟踪信息将被传递，以便构建完整的调用链。
  5. 请求转发：Zuul网关将请求转发到相应的微服务，微服务处理请求并返回结果。
  6. 结果返回：微服务将处理结果返回给Zuul网关，Zuul网关再将结果返回给客户端。

三、详细实现

1. 引入依赖

在pom.xml中引入Shiro、Spring Cloud Sleuth、Spring Cloud Zuul等相关的依赖。

<dependencies>
    <!-- Shiro -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.shiro</groupId>
        <artifactId>shiro-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.5.3</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Sleuth -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-sleuth</artifactId>
        <version>你的Spring Cloud版本对应的Sleuth版本</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Cloud Zuul -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-zuul</artifactId>
        <version>你的Spring Cloud版本对应的Zuul版本</version>
    </dependency>

    <!-- 其他依赖 -->
    <!-- ... -->
</dependencies>
2. 配置Shiro和Spring Cloud Sleuth

在application.yml或application.properties中配置Shiro和Spring Cloud Sleuth的相关参数。

# Shiro配置
shiro:
  loginUrl: /login
  successUrl: /
  unauthorizedUrl: /unauthorized

# Spring Cloud Sleuth配置
spring:
  sleuth:
    sampler:
      probability: 1.0 # 设置为1.0表示对所有请求进行追踪

# 其他配置
# ...
3. 创建Shiro Realm

创建自定义的Shiro Realm，用于处理用户认证和授权的逻辑。

@Component
public class UserRealm extends AuthorizingRealm {

    @Autowired
    private UserService userService; // 假设有一个UserService用于处理用户相关的业务逻辑

    @Override
    protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
        // 授权逻辑
        return null; // 这里只是示例，实际开发中需要返回用户的权限信息
    }

    @Override
    protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
        // 认证逻辑
        UsernamePasswordToken upToken = (UsernamePasswordToken) token;
        String username = upToken.getUsername();
        User user = userService.findUserByUsername(username);

        if (user == null) {
            throw new UnknownAccountException("用户不存在");
        }

        return new SimpleAuthenticationInfo(user, user.getPassword(), getName());
    }
}
4. 配置Shiro Filter

在Shiro配置类中配置Shiro Filter，并指定哪些请求需要认证和授权。

@Configuration
public class ShiroConfig {

    @Autowired
    private UserRealm userRealm;

    @Bean
    public ShiroFilterFactoryBean shiroFilterFactoryBean(DefaultWebSecurityManager securityManager) {
        ShiroFilterFactoryBean shiroFilter = new ShiroFilterFactoryBean();
        shiroFilter.setSecurityManager(securityManager);

        Map<String, String> filterChainDefinitionMap = new LinkedHashMap<>();
        filterChainDefinitionMap.put("/login", "anon");
        filterChainDefinitionMap.put("/logout", "logout");
        filterChainDefinitionMap.put("/**", "authc");

        shiroFilter.setFilterChainDefinitionMap(filterChainDefinitionMap);
        return shiroFilter;
    }

    // 其他配置...
}
5. 集成Spring Cloud Sleuth

由于Spring Cloud Sleuth的集成主要是通过添加依赖和配置来完成的，因此在实际代码中不需要进行太多操作。Spring Cloud Sleuth会自动为所有经过Zuul网关的请求生成跟踪信息，并在服务间调用时传递这些信息。

6. 部署与测试

将微服务部署到集群中，并进行全面的测试，以确保Shiro和Spring Cloud Sleuth的集成工作正常。测试内容包括但不限于：

  • 认证测试：确保只有认证成功的用户才能访问受限资源。
  • 授权测试：确保用户只能访问其有权限访问的资源。
  • 跟踪测试：验证调用链跟踪信息是否正确生成和传递。

四、总结

通过将Shiro与Spring Cloud Sleuth集成，我们能够在保证微服务系统安全性的同时，提高系统的可追踪性和故障排查效率。在实际项目中，可以根据具体需求对集成方案进行调整和优化。此外，还可以考虑引入Spring Cloud Security等其他安全组件，以进一步提升系统的安全性。

在集成过程中，我们需要注意以下几点：

  • 确保Shiro和Spring Cloud Sleuth的版本兼容性。
  • 合理配置Shiro的Realm和Filter，以满足不同的认证和授权需求。
  • 充分利用Spring Cloud Sleuth的跟踪信息，提高问题排查的效率。

希望本文能为你在Shiro与Spring Cloud Sleuth集成方面提供一些有价值的参考。如果你对本文有任何疑问或建议，欢迎在码小课网站上留言讨论。

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