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全面解析Spring Security 內(nèi)置 Filter

更新時(shí)間：2020年07月06日 15:28:40 作者：碼農(nóng)小胖哥

這篇文章主要介紹了Spring Security 內(nèi)置 Filter的相關(guān)知識(shí)，本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下

1. 前言

上一文我們使用 Spring Security 實(shí)現(xiàn)了各種登錄聚合的場(chǎng)面。其中我們是通過(guò)在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前一個(gè)自定義的過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)的。我怎么知道自定義過(guò)濾器要加在 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前。我在這個(gè)系列開(kāi)篇說(shuō)了Spring Security 權(quán)限控制的一個(gè)核心關(guān)鍵就是過(guò)濾器鏈，這些過(guò)濾器如下圖進(jìn)行過(guò)濾傳遞，甚至比這個(gè)更復(fù)雜！這只是一個(gè)最小單元。

Spring Security 內(nèi)置了一些過(guò)濾器，他們各有各的本事。如果你掌握了這些過(guò)濾器，很多實(shí)際開(kāi)發(fā)中的需求和問(wèn)題都很容易解決。今天我們來(lái)見(jiàn)識(shí)一下這些內(nèi)置的過(guò)濾器。

2. 內(nèi)置過(guò)濾器初始化

在 Spring Security 初始化核心過(guò)濾器時(shí) HttpSecurity 會(huì)通過(guò)將 Spring Security 內(nèi)置的一些過(guò)濾器以 FilterComparator 提供的規(guī)則進(jìn)行比較按照比較結(jié)果進(jìn)行排序注冊(cè)。

2.1 排序規(guī)則

FilterComparator 維護(hù)了一個(gè)順序的注冊(cè)表 filterToOrder 。

FilterComparator() {
 		Step order = new Step(INITIAL_ORDER, ORDER_STEP);
 		put(ChannelProcessingFilter.class, order.next());
 		put(ConcurrentSessionFilter.class, order.next());
 		put(WebAsyncManagerIntegrationFilter.class, order.next());
 		put(SecurityContextPersistenceFilter.class, order.next());
 		put(HeaderWriterFilter.class, order.next());
 		put(CorsFilter.class, order.next());
 		put(CsrfFilter.class, order.next());
 		put(LogoutFilter.class, order.next());
 		filterToOrder.put(
 			"org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter",
 				order.next());
 		filterToOrder.put(
 				"org.springframework.security.saml2.provider.service.servlet.filter.Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter",
 				order.next());
 		put(X509AuthenticationFilter.class, order.next());
 		put(AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter.class, order.next());
 		filterToOrder.put("org.springframework.security.cas.web.CasAuthenticationFilter",
 				order.next());
 		filterToOrder.put(
 			"org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2LoginAuthenticationFilter",
 				order.next());
 		filterToOrder.put(
 				"org.springframework.security.saml2.provider.service.servlet.filter.Saml2WebSsoAuthenticationFilter",
 				order.next());
 		put(UsernamePasswordAuthenticationFilter.class, order.next());
 		put(ConcurrentSessionFilter.class, order.next());
 		filterToOrder.put(
 				"org.springframework.security.openid.OpenIDAuthenticationFilter", order.next());
 		put(DefaultLoginPageGeneratingFilter.class, order.next());
 		put(DefaultLogoutPageGeneratingFilter.class, order.next());
 		put(ConcurrentSessionFilter.class, order.next());
 		put(DigestAuthenticationFilter.class, order.next());
 		filterToOrder.put(
 				"org.springframework.security.oauth2.server.resource.web.BearerTokenAuthenticationFilter", order.next());
 		put(BasicAuthenticationFilter.class, order.next());
 		put(RequestCacheAwareFilter.class, order.next());
 		put(SecurityContextHolderAwareRequestFilter.class, order.next());
 		put(JaasApiIntegrationFilter.class, order.next());
 		put(RememberMeAuthenticationFilter.class, order.next());
 		put(AnonymousAuthenticationFilter.class, order.next());
 		filterToOrder.put(
 			"org.springframework.security.oauth2.client.web.OAuth2AuthorizationCodeGrantFilter",
 				order.next());
 		put(SessionManagementFilter.class, order.next());
 		put(ExceptionTranslationFilter.class, order.next());
 		put(FilterSecurityInterceptor.class, order.next());
 		put(SwitchUserFilter.class, order.next());
 	}

這些就是所有內(nèi)置的過(guò)濾器。他們是通過(guò)下面的方法獲取自己的序號(hào)：

private Integer getOrder(Class<?> clazz) {
 		while (clazz != null) {
 			Integer result = filterToOrder.get(clazz.getName());
 			if (result != null) {
 				return result;
 			}
 			clazz = clazz.getSuperclass();
 		}
 		return null;
 	}

通過(guò)過(guò)濾器的類全限定名從注冊(cè)表 filterToOrder 中獲取自己的序號(hào)，如果沒(méi)有直接獲取到序號(hào)通過(guò)遞歸獲取父類在注冊(cè)表中的序號(hào)作為自己的序號(hào)，序號(hào)越小優(yōu)先級(jí)越高。上面的過(guò)濾器并非全部會(huì)被初始化。有的需要額外引入一些功能包，有的看 HttpSecurity 的配置情況。在上一篇文章中。我們禁用了 CSRF 功能，就意味著 CsrfFilter 不會(huì)被注冊(cè)。

3. 內(nèi)置過(guò)濾器講解

接下來(lái)我們就對(duì)這些內(nèi)置過(guò)濾器進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。我們將按照默認(rèn)順序進(jìn)行講解。

3.1 ChannelProcessingFilter

ChannelProcessingFilter 通常是用來(lái)過(guò)濾哪些請(qǐng)求必須用 https 協(xié)議，哪些請(qǐng)求必須用 http 協(xié)議，哪些請(qǐng)求隨便用哪個(gè)協(xié)議都行。它主要有兩個(gè)屬性：

ChannelDecisionManager 用來(lái)判斷請(qǐng)求是否符合既定的協(xié)議規(guī)則。它維護(hù)了一個(gè) ChannelProcessor 列表這些ChannelProcessor 是具體用來(lái)執(zhí)行 ANY_CHANNEL 策略（任何通道都可以）, REQUIRES_SECURE_CHANNEL 策略（只能通過(guò)https 通道）, REQUIRES_INSECURE_CHANNEL 策略（只能通過(guò) http 通道）。
FilterInvocationSecurityMetadataSource 用來(lái)存儲(chǔ) url 與對(duì)應(yīng)的ANY_CHANNEL、REQUIRES_SECURE_CHANNEL、REQUIRES_INSECURE_CHANNEL 的映射關(guān)系。

ChannelProcessingFilter 通過(guò) HttpScurity#requiresChannel() 等相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 ChannelSecurityConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.2 ConcurrentSessionFilter

ConcurrentSessionFilter 主要用來(lái)判斷session是否過(guò)期以及更新最新的訪問(wèn)時(shí)間。其流程為：

session 檢測(cè)，如果不存在直接放行去執(zhí)行下一個(gè)過(guò)濾器。存在則進(jìn)行下一步。根據(jù)sessionid從SessionRegistry中獲取SessionInformation，從SessionInformation中獲取session是否過(guò)期；沒(méi)有過(guò)期則更新SessionInformation中的訪問(wèn)日期；
如果過(guò)期，則執(zhí)行doLogout()方法，這個(gè)方法會(huì)將session無(wú)效，并將 SecurityContext 中的Authentication中的權(quán)限置空，同時(shí)在SecurityContenxtHoloder中清除SecurityContext然后查看是否有跳轉(zhuǎn)的 expiredUrl，如果有就跳轉(zhuǎn)，沒(méi)有就輸出提示信息。

ConcurrentSessionFilter 通過(guò)SessionManagementConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.3 WebAsyncManagerIntegrationFilter

WebAsyncManagerIntegrationFilter用于集成SecurityContext到Spring異步執(zhí)行機(jī)制中的WebAsyncManager。用來(lái)處理異步請(qǐng)求的安全上下文。具體邏輯為：

從請(qǐng)求屬性上獲取所綁定的WebAsyncManager，如果尚未綁定，先做綁定。從asyncManager 中獲取 key 為 CALLABLE_INTERCEPTOR_KEY 的安全上下文多線程處理器 SecurityContextCallableProcessingInterceptor, 如果獲取到的為 null，
新建一個(gè) SecurityContextCallableProcessingInterceptor 并綁定 CALLABLE_INTERCEPTOR_KEY 注冊(cè)到 asyncManager 中。

這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下 SecurityContextCallableProcessingInterceptor 。它實(shí)現(xiàn)了接口 CallableProcessingInterceptor，
當(dāng)它被應(yīng)用于一次異步執(zhí)行時(shí)，beforeConcurrentHandling() 方法會(huì)在調(diào)用者線程執(zhí)行，該方法會(huì)相應(yīng)地從當(dāng)前線程獲取SecurityContext,然后被調(diào)用者線程中執(zhí)行邏輯時(shí)，會(huì)使用這個(gè) SecurityContext，從而實(shí)現(xiàn)安全上下文從調(diào)用者線程到被調(diào)用者線程的傳輸。

WebAsyncManagerIntegrationFilter 通過(guò) WebSecurityConfigurerAdapter#getHttp()方法添加到 HttpSecurity 中成為 DefaultSecurityFilterChain 的一個(gè)鏈節(jié)。

3.4 SecurityContextPersistenceFilter

SecurityContextPersistenceFilter 主要控制 SecurityContext 的在一次請(qǐng)求中的生命周期。請(qǐng)求來(lái)臨時(shí)，創(chuàng)建SecurityContext 安全上下文信息，請(qǐng)求結(jié)束時(shí)清空 SecurityContextHolder。

SecurityContextPersistenceFilter 通過(guò) HttpScurity#securityContext() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 SecurityContextConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.5 HeaderWriterFilter

HeaderWriterFilter 用來(lái)給 http 響應(yīng)添加一些 Header,比如 X-Frame-Options, X-XSS-Protection ，X-Content-Type-Options。

你可以通過(guò) HttpScurity#headers() 來(lái)定制請(qǐng)求Header 。

3.6 CorsFilter

跨域相關(guān)的過(guò)濾器。這是Spring MVC Java配置和XML 命名空間 CORS 配置的替代方法，僅對(duì)依賴于spring-web的應(yīng)用程序有用（不適用于spring-webmvc）或要求在javax.servlet.Filter 級(jí)別進(jìn)行CORS檢查的安全約束鏈接。這個(gè)是目前官方的一些解讀，但是我還是不太清楚實(shí)際機(jī)制。

你可以通過(guò) HttpSecurity#cors() 來(lái)定制。

3.7 CsrfFilter

CsrfFilter 用于防止csrf攻擊，前后端使用json交互需要注意的一個(gè)問(wèn)題。

你可以通過(guò) HttpSecurity.csrf() 來(lái)開(kāi)啟或者關(guān)閉它。在你使用 jwt 等 token 技術(shù)時(shí)，是不需要這個(gè)的。

3.8 LogoutFilter

LogoutFilter 很明顯這是處理注銷的過(guò)濾器。

你可以通過(guò) HttpSecurity.logout() 來(lái)定制注銷邏輯，非常有用。

3.9 OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter

和上面的有所不同，這個(gè)需要依賴 spring-scurity-oauth2 相關(guān)的模塊。該過(guò)濾器是處理 OAuth2 請(qǐng)求首選重定向相關(guān)邏輯的。

3.10 Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter

這個(gè)需要用到 Spring Security SAML 模塊，這是一個(gè)基于 SMAL 的 SSO 單點(diǎn)登錄請(qǐng)求認(rèn)證過(guò)濾器。

關(guān)于SAML

SAML 即安全斷言標(biāo)記語(yǔ)言，英文全稱是 Security Assertion Markup Language。它是一個(gè)基于 XML 的標(biāo)準(zhǔn)，用于在不同的安全域（security domain）之間交換認(rèn)證和授權(quán)數(shù)據(jù)。在 SAML 標(biāo)準(zhǔn)定義了身份提供者 (identity provider) 和服務(wù)提供者 (service provider)，這兩者構(gòu)成了前面所說(shuō)的不同的安全域。 SAML 是 OASIS 組織安全服務(wù)技術(shù)委員會(huì)(Security Services Technical Committee) 的產(chǎn)品。

SAML（Security Assertion Markup Language）是一個(gè) XML 框架，也就是一組協(xié)議，可以用來(lái)傳輸安全聲明。比如，兩臺(tái)遠(yuǎn)程機(jī)器之間要通訊，為了保證安全，我們可以采用加密等措施，也可以采用 SAML 來(lái)傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以 XML 形式，符合 SAML 規(guī)范，這樣我們就可以不要求兩臺(tái)機(jī)器采用什么樣的系統(tǒng)，只要求能理解 SAML 規(guī)范即可，顯然比傳統(tǒng)的方式更好。SAML 規(guī)范是一組 Schema 定義。

可以這么說(shuō)，在Web Service 領(lǐng)域，schema 就是規(guī)范，在 Java 領(lǐng)域，API 就是規(guī)范

3.11 X509AuthenticationFilter

X509 認(rèn)證過(guò)濾器。你可以通過(guò) HttpSecurity#X509() 來(lái)啟用和配置相關(guān)功能。

3.12 AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter

AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter 處理處理經(jīng)過(guò)預(yù)先認(rèn)證的身份驗(yàn)證請(qǐng)求的過(guò)濾器的基類，其中認(rèn)證主體已經(jīng)由外部系統(tǒng)進(jìn)行了身份驗(yàn)證。目的只是從傳入請(qǐng)求中提取主體上的必要信息，而不是對(duì)它們進(jìn)行身份驗(yàn)證。

你可以繼承該類進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)并通過(guò) HttpSecurity#addFilter 方法來(lái)添加個(gè)性化的AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter 。

3.13 CasAuthenticationFilter

CAS 單點(diǎn)登錄認(rèn)證過(guò)濾器。依賴 Spring Security CAS 模塊

3.14 OAuth2LoginAuthenticationFilter

這個(gè)需要依賴 spring-scurity-oauth2 相關(guān)的模塊。OAuth2 登錄認(rèn)證過(guò)濾器。處理通過(guò) OAuth2 進(jìn)行認(rèn)證登錄的邏輯。

3.15 Saml2WebSsoAuthenticationFilter

這個(gè)需要用到 Spring Security SAML 模塊，這是一個(gè)基于 SMAL 的 SSO 單點(diǎn)登錄認(rèn)證過(guò)濾器。關(guān)于SAML

3.16 UsernamePasswordAuthenticationFilter

這個(gè)看過(guò)我相關(guān)文章的應(yīng)該不陌生了。處理用戶以及密碼認(rèn)證的核心過(guò)濾器。認(rèn)證請(qǐng)求提交的username和 password，被封裝成token進(jìn)行一系列的認(rèn)證，便是主要通過(guò)這個(gè)過(guò)濾器完成的，在表單認(rèn)證的方法中，這是最最關(guān)鍵的過(guò)濾器。

你可以通過(guò) HttpSecurity#formLogin() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 FormLoginConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。我們?cè)?Spring Security 實(shí)戰(zhàn)干貨：玩轉(zhuǎn)自定義登錄已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)個(gè)性化的配置和魔改。

3.17 ConcurrentSessionFilter

參見(jiàn) 3.2 ConcurrentSessionFilter 。該過(guò)濾器可能會(huì)被多次執(zhí)行。

3.18 OpenIDAuthenticationFilter

基于OpenID 認(rèn)證協(xié)議的認(rèn)證過(guò)濾器。你需要在依賴中依賴額外的相關(guān)模塊才能啟用它。

3.19 DefaultLoginPageGeneratingFilter

生成默認(rèn)的登錄頁(yè)。默認(rèn) /login 。

3.20 DefaultLogoutPageGeneratingFilter

生成默認(rèn)的退出頁(yè)。默認(rèn) /logout 。

3.21 ConcurrentSessionFilter

參見(jiàn) 3.2 ConcurrentSessionFilter 。該過(guò)濾器可能會(huì)被多次執(zhí)行。

3.23 DigestAuthenticationFilter

Digest身份驗(yàn)證是 Web 應(yīng)用程序中流行的可選的身份驗(yàn)證機(jī)制。DigestAuthenticationFilter 能夠處理 HTTP 頭中顯示的摘要式身份驗(yàn)證憑據(jù)。你可以通過(guò) HttpSecurity#addFilter() 來(lái)啟用和配置相關(guān)功能。

3.24 BasicAuthenticationFilter

和Digest身份驗(yàn)證一樣都是Web 應(yīng)用程序中流行的可選的身份驗(yàn)證機(jī)制。 BasicAuthenticationFilter 負(fù)責(zé)處理 HTTP 頭中顯示的基本身份驗(yàn)證憑據(jù)。這個(gè) Spring Security 的 Spring Boot 自動(dòng)配置默認(rèn)是啟用的。

BasicAuthenticationFilter 通過(guò) HttpSecurity#httpBasic() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 HttpBasicConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.25 RequestCacheAwareFilter

用于用戶認(rèn)證成功后，重新恢復(fù)因?yàn)榈卿洷淮驍嗟恼?qǐng)求。當(dāng)匿名訪問(wèn)一個(gè)需要授權(quán)的資源時(shí)。會(huì)跳轉(zhuǎn)到認(rèn)證處理邏輯，此時(shí)請(qǐng)求被緩存。在認(rèn)證邏輯處理完畢后，從緩存中獲取最開(kāi)始的資源請(qǐng)求進(jìn)行再次請(qǐng)求。

RequestCacheAwareFilter 通過(guò) HttpScurity#requestCache() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 RequestCacheConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.26 SecurityContextHolderAwareRequestFilter

用來(lái) 實(shí)現(xiàn)j2ee中 Servlet Api 一些接口方法, 比如 getRemoteUser 方法、isUserInRole 方法，在使用 Spring Security 時(shí)其實(shí)就是通過(guò)這個(gè)過(guò)濾器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

SecurityContextHolderAwareRequestFilter 通過(guò) HttpSecurity.servletApi() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 ServletApiConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.27 JaasApiIntegrationFilter

適用于JAAS （Java 認(rèn)證授權(quán)服務(wù)）。如果 SecurityContextHolder 中擁有的 Authentication 是一個(gè) JaasAuthenticationToken，那么該 JaasApiIntegrationFilter 將使用包含在 JaasAuthenticationToken 中的 Subject 繼續(xù)執(zhí)行 FilterChain。

3.28 RememberMeAuthenticationFilter

處理 記住我 功能的過(guò)濾器。

RememberMeAuthenticationFilter 通過(guò) HttpSecurity.rememberMe() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 RememberMeConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.29 AnonymousAuthenticationFilter

匿名認(rèn)證過(guò)濾器。對(duì)于 Spring Security 來(lái)說(shuō)，所有對(duì)資源的訪問(wèn)都是有 Authentication 的。對(duì)于無(wú)需登錄（UsernamePasswordAuthenticationFilter ）直接可以訪問(wèn)的資源，會(huì)授予其匿名用戶身份。

AnonymousAuthenticationFilter 通過(guò) HttpSecurity.anonymous() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 AnonymousConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.30 SessionManagementFilter

Session 管理器過(guò)濾器，內(nèi)部維護(hù)了一個(gè) SessionAuthenticationStrategy 用于管理 Session 。

SessionManagementFilter 通過(guò) HttpScurity#sessionManagement() 及相關(guān)方法引入其配置對(duì)象 SessionManagementConfigurer 來(lái)進(jìn)行配置。

3.31 ExceptionTranslationFilter

主要來(lái)傳輸異常事件，還記得之前我們見(jiàn)過(guò)的 DefaultAuthenticationEventPublisher 嗎？

3.32 FilterSecurityInterceptor

這個(gè)過(guò)濾器決定了訪問(wèn)特定路徑應(yīng)該具備的權(quán)限，訪問(wèn)的用戶的角色，權(quán)限是什么？訪問(wèn)的路徑需要什么樣的角色和權(quán)限？這些判斷和處理都是由該類進(jìn)行的。如果你要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)權(quán)限控制就必須研究該類。

3.33 SwitchUserFilter

SwitchUserFilter 是用來(lái)做賬戶切換的。默認(rèn)的切換賬號(hào)的url為/login/impersonate，默認(rèn)注銷切換賬號(hào)的url為/logout/impersonate，默認(rèn)的賬號(hào)參數(shù)為username 。

你可以通過(guò)此類實(shí)現(xiàn)自定義的賬戶切換。

4. 總結(jié)

所有內(nèi)置的 31個(gè)過(guò)濾器作用都講解完了，有一些默認(rèn)已經(jīng)啟用。有一些需要引入特定的包并且對(duì) HttpSecurity 進(jìn)行配置才會(huì)生效。而且它們的順序是既定的。只有你了解這些過(guò)濾器你才能基于業(yè)務(wù)深度定制 Spring Security 。

到此這篇關(guān)于全面解析Spring Security 內(nèi)置 Filter的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Security 內(nèi)置 Filter內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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