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Java中JWT(JSON?Web?Token)的運(yùn)用具體案例

 更新時(shí)間：2024年11月12日 09:36:59   作者：華農(nóng)第一蒟蒻  
這篇文章主要介紹了Java中JWT(JSON?Web?Token)的運(yùn)用具體案例,JWT（JSON?Web?Token）是一種開放標(biāo)準(zhǔn),用于在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中安全地傳遞信息,文中通過代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

JWT（JSON Web Token）是一種開放標(biāo)準(zhǔn)（RFC 7519），用于在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境間以緊湊的方式安全地傳遞信息。JWT可以被用作身份驗(yàn)證和信息交換的手段，特別適合用于前后端分離的應(yīng)用程序。

1. JWT的結(jié)構(gòu)

JWT由三部分組成：

  • Header（頭部）: 通常包含令牌的類型（JWT）和所使用的簽名算法（如HMAC SHA256或RSA）。

  • Payload（負(fù)載）: 包含聲明（claims），即要傳遞的數(shù)據(jù)。其中可以包含注冊(cè)聲明（如 iss、exp、sub 等）和自定義聲明。

  • Signature（簽名）: 用于驗(yàn)證消息的完整性和發(fā)送者的身份。通過將編碼后的header和payload與一個(gè)密鑰結(jié)合，利用指定的算法生成。

JWT的格式如下：

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

2. JWT的優(yōu)點(diǎn)

  • 無狀態(tài): 不需要在服務(wù)器存儲(chǔ)會(huì)話信息，減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。
  • 跨域: 可以在不同的域之間進(jìn)行身份驗(yàn)證。
  • 自包含: 含有用戶身份信息，避免頻繁查詢數(shù)據(jù)庫。

3. JWT的流轉(zhuǎn)過程

  • 用戶通過登錄接口發(fā)送用戶名和密碼。
  • 服務(wù)器驗(yàn)證用戶信息，如果成功，則生成JWT并返回給用戶。
  • 用戶在后續(xù)請(qǐng)求中帶上JWT，通常放在HTTP請(qǐng)求的Authorization頭中。
  • 服務(wù)器解析JWT，驗(yàn)證其有效性，允許或拒絕請(qǐng)求。

4.具體案例

好的，讓我們更詳細(xì)地探討如何在Java Spring Boot應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)JWT身份驗(yàn)證，包括每一步的代碼和說明。

一、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)

Spring Boot項(xiàng)目結(jié)構(gòu)如下：

src
├── main
│   ├── java
│   │   └── com
│   │       └── example
│   │           └── jwt
│   │               ├── JwtApplication.java
│   │               ├── config
│   │               │   └── SecurityConfig.java
│   │               ├── controller
│   │               │   └── AuthController.java
│   │               ├── model
│   │               │   └── User.java
│   │               ├── service
│   │               │   └── JwtUtil.java
│   │               └── filter
│   │                   └── JwtRequestFilter.java
│   └── resources
│       └── application.properties
└── test

二、依賴配置

在pom.xml中添加必要的依賴：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
        <artifactId>jjwt</artifactId>
        <version>0.9.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

三、用戶模型

創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶模型：

package com.example.jwt.model;

public class User {
    private String username;
    private String password;

    // Constructors, getters, and setters
    //也可以使用Lombok
    public User(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    public String getUsername() {
        return username;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }
}

四、JWT工具類

創(chuàng)建JWT工具類，負(fù)責(zé)生成和解析JWT：

package com.example.jwt.service;

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
*Jwt工具類
*/
@Component//加入Spring容器
public class JwtUtil {

    private String secret = "your_secret_key"; // 強(qiáng)密碼
    private long expiration = 60 * 60 * 1000; // 1小時(shí)

	//這個(gè)方法用于生成 JWT。它接受用戶名作為參數(shù)。
    public String generateToken(String username) {
        Map<String, Object> claims = new HashMap<>();
        return createToken(claims, username);
    }
	//私有方法，用于實(shí)際生成 JWT
    private String createToken(Map<String, Object> claims, String subject) {
        return Jwts.builder()//開始構(gòu)建 JWT 的構(gòu)建器
                .setClaims(claims)//設(shè)置 JWT 中的聲明
                .setSubject(subject)//設(shè)置主題（通常是用戶名）
                .setIssuedAt(new Date(System.currentTimeMillis()))//設(shè)置 JWT 的簽發(fā)時(shí)間
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expiration))//設(shè)置 JWT 的過期時(shí)間
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret)//使用指定的算法（HS256）和密鑰對(duì) JWT 進(jìn)行簽名
                .compact();//生成最終的 JWT 字符串
    }
	//用于驗(yàn)證給定的 JWT 是否有效。
    public Boolean validateToken(String token, String username) {
        final String extractedUsername = extractUsername(token);//提取 JWT 中的用戶名
        return (extractedUsername.equals(username) && !isTokenExpired(token));//檢查提取的用戶名與提供的用戶名是否匹配，并且檢查 JWT 是否未過期
    }
	//從 JWT 中提取用戶名
    public String extractUsername(String token) {
        return extractAllClaims(token).getSubject();
    }
	//解析 JWT 并返回所有聲明
    private Claims extractAllClaims(String token) {
        return Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();
    }//使用密鑰解析 JWT 獲取其主體部分（聲明）
    
	//檢查 JWT 是否已過期
    private Boolean isTokenExpired(String token) {
        return extractAllClaims(token).getExpiration().before(new Date());
    }
}

五、JWT請(qǐng)求過濾器

創(chuàng)建JWT請(qǐng)求過濾器，用于攔截請(qǐng)求并驗(yàn)證JWT：

package com.example.jwt.filter;

import com.example.jwt.service.JwtUtil;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;

import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@Component // 將該類標(biāo)記為 Spring 組件，以便自動(dòng)掃描和管理
public class JwtRequestFilter extends OncePerRequestFilter {

    @Autowired // 自動(dòng)注入 JwtUtil 實(shí)例
    private JwtUtil jwtUtil;

    @Autowired // 自動(dòng)注入 UserDetailsService 實(shí)例
    private UserDetailsService userDetailsService;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
            throws ServletException, IOException {
        // 從請(qǐng)求中獲取 Authorization 頭部
        final String authorizationHeader = request.getHeader("Authorization");

        String username = null; // 初始化用戶名
        String jwt = null; // 初始化 JWT 令牌

        // 檢查 Authorization 頭部是否存在且以 "Bearer " 開頭
        if (authorizationHeader != null && authorizationHeader.startsWith("Bearer ")) {
            // 提取 JWT 令牌（去掉 "Bearer " 前綴）
            jwt = authorizationHeader.substring(7);
            // 從 JWT 中提取用戶名
            username = jwtUtil.extractUsername(jwt);
        }

        // 如果用戶名不為空且當(dāng)前 SecurityContext 沒有身份驗(yàn)證信息
        if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
            // 根據(jù)用戶名加載用戶詳細(xì)信息
            UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);
            
            // 驗(yàn)證 JWT 是否有效
            if (jwtUtil.validateToken(jwt, userDetails.getUsername())) {
                // 創(chuàng)建身份驗(yàn)證令牌，并設(shè)置用戶的權(quán)限
                UsernamePasswordAuthenticationToken authenticationToken =
                        new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                
                // 設(shè)置請(qǐng)求的詳細(xì)信息
                authenticationToken.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                
                // 將身份驗(yàn)證信息存入 SecurityContext
                SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authenticationToken);
            }
        }
        
        // 繼續(xù)過濾器鏈
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

六、安全配置

配置Spring Security，以保護(hù)API并使用JWT：

package com.example.jwt.config;

import com.example.jwt.filter.JwtRequestFilter;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.config.annotation.authentication.builders.AuthenticationManagerBuilder;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.config.http.SessionCreationPolicy;
import org.springframework.security.crypto.bcrypt.BCryptPasswordEncoder;
import org.springframework.security.crypto.password.PasswordEncoder;

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {

    @Autowired
    private JwtRequestFilter jwtRequestFilter;

    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().disable()
            .authorizeRequests()
            .antMatchers("/auth/login").permitAll() // 公開登錄接口
            .anyRequest().authenticated() // 其他接口需要認(rèn)證
            .and()
            .sessionManagement().sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS); // 無狀態(tài)會(huì)話

        // 添加JWT過濾器
        http.addFilterBefore(jwtRequestFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }

    @Override
    protected void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
        auth.inMemoryAuthentication()
            .withUser("user").password(passwordEncoder().encode("password")).roles("USER"); // 示例用戶
    }

    @Bean
    public PasswordEncoder passwordEncoder() {
        return new BCryptPasswordEncoder();
    }

    @Bean
    @Override
    public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
        return super.authenticationManagerBean();
    }
}

七、身份驗(yàn)證控制器

創(chuàng)建一個(gè)控制器來處理登錄請(qǐng)求并返回JWT：

package com.example.jwt.controller;

import com.example.jwt.model.User;
import com.example.jwt.service.JwtUtil;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/auth")
public class AuthController {

    @Autowired
    private JwtUtil jwtUtil;

    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    @PostMapping("/login")
    public String login(@RequestBody User user) {
        try {
            authenticationManager.authenticate(
                    new UsernamePasswordAuthenticationToken(user.getUsername(), user.getPassword())
            );
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("Invalid credentials");
        }

        final UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(user.getUsername());
        return jwtUtil.generateToken(userDetails.getUsername());
    }
}

八、測(cè)試JWT

  • 啟動(dòng)Spring Boot應(yīng)用程序。
  • 使用Postman或其他工具測(cè)試登錄接口。

請(qǐng)求示例：

POST /auth/login
Content-Type: application/json

{
    "username": "user",
    "password": "password"
}

響應(yīng)示例：

{
    "token": "eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5c..."
}
  • 使用返回的token訪問受保護(hù)的資源：
GET /protected/resource
Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5c...

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于Java中JWT(JSON Web Token)運(yùn)用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java中JWT的運(yùn)用內(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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