Spring Security 接口认证鉴权入门实践指南

目录

• 前言
• SpringBoot 示例
  • SpringBoot pom.xml
  • SpringBoot application.yml
  • SpringBoot IndexController
  • SpringBoot HelloController
• SpringBoot 集成 Spring Security
• Spring Security 使用 HttpBasic 认证
• Spring Security 自定义用户名和密码
  • UserDetails
  • In Memory
  • JDBC
• Spring Security 鉴权
• Spring Security 异常处理器
  • 认证失败异常处理器
  • 鉴权失败异常处理器
• Spring Security 自定义认证
• 结语

前言

Web API 接口服务场景里，用户的认证和鉴权是很常见的需求，Spring Security 据说是这个领域里事实上的标准，实践下来整体涉及上确实有不少可圈可点之处，也在一定程度上印证了小伙们经常提到的 “太复杂了” 的说法也是很有道理的。

本文以一个简单的 SpringBoot Web 应用为例，重点介绍以下内容：

• 演示 Spring Security 接口认证和鉴权的配置方法；
• 以内存和数据库为例，介绍认证和鉴权数据的存储和读取机制；
• 若干模块的自定义实现，包括：认证过滤器、认证或鉴权失败处理器等。

SpringBoot 示例

创建 SpringBoot 示例，用于演示 Spring Security 在 SpringBoot 环境下的应用，简要介绍四部分内容：pom.xml、application.yml、IndexController 和 HelloController。

SpringBoot pom.xml

  ...
  <artifactId>boot-example</artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
    </dependency>
  </dependencies>

boot-example 是用于演示的 SpringBoot 项目子模块（Module）。

注： 依赖项的版本已在项目 pom.xml dependencyManagement 中声明。

SpringBoot application.yml

spring:
  application:
    name: example

server:
  port: 9999

logging:
  level:
    root: info

SpringBoot 应用名称为 example，实例端口为 9999。

SpringBoot IndexController

@RestController
@RequestMapping("/")
public class IndexController {
  @GetMapping
  public String index() {
    return "index";
  }
}

IndexController 实现一个接口：/。

SpringBoot HelloController

@RestController
@RequestMapping("/hello")
public class HelloController {
  @GetMapping("/world")
  public String world() {
    return "hello world";
  }

  @GetMapping("/name")
  public String name() {
    return "hello name";
  }
}

HelloController 实现两个接口：/hello/world 和 /hello/name。

编译启动 SpringBoot 应用，通过浏览器请求接口，请求路径和响应结果：

http://localhost:9999
index

http://localhost:9999/hello/world
hello world

http://localhost:9999/hello/name
hello name

SpringBoot 示例准备完成。

SpringBoot 集成 Spring Security

SpringBoot 集成 Spring Security 仅需要在 pom.xml 中添加相应的依赖：spring-boot-starter-security，如下：

  <dependencies>
    ...

    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
    </dependency>
  </dependencies>

编译启动应用，相对于普通的 SpringBoot 应用，我们可以在命令行终端看到特别的两行日志：

2022-01-09 16:05:57.437  INFO 87581 --- [           main] .s.s.UserDetailsServiceAutoConfiguration :

Using generated security password: 3ef27867-e938-4fa4-b5da-5015f0deab7b

2022-01-09 16:05:57.525  INFO 87581 --- [           main] o.s.s.web.DefaultSecurityFilterChain     : Will secure any request with [org.springframework.security.web.context.request.async.WebAsyncManagerIntegrationFilter@11e355ca, org.springframework.security.web.context.SecurityContextPersistenceFilter@5114b7c7, org.springframework.security.web.header.HeaderWriterFilter@24534cb0, org.springframework.security.web.csrf.CsrfFilter@77c233af, org.springframework.security.web.authentication.logout.LogoutFilter@5853ca50, org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter@6d074b14, org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLoginPageGeneratingFilter@3206174f, org.springframework.security.web.authentication.ui.DefaultLogoutPageGeneratingFilter@70d63e05, org.springframework.security.web.authentication.www.BasicAuthenticationFilter@5115f590, org.springframework.security.web.savedrequest.RequestCacheAwareFilter@767f6ee7, org.springframework.security.web.servletapi.SecurityContextHolderAwareRequestFilter@7b6c6e70, org.springframework.security.web.authentication.AnonymousAuthenticationFilter@e11ecfa, org.springframework.security.web.session.SessionManagementFilter@106d77da, org.springframework.security.web.access.ExceptionTranslationFilter@7b66322e, org.springframework.security.web.access.intercept.FilterSecurityInterceptor@3e5fd2b1]

表示 Spring Security 已在 SpringBoot 应用中生效。默认情况下，Spring Security 自动化地帮助我们完成以下三件事件：

1. 开启 FormLogin 登录认证模式；

   我们使用浏览器请求接口 /：

   http://localhost:9999/
   

   会发现请求会被重定向至页面 /login：

   http://localhost:9999/login
   

   提示使用用户名和密码登录：

   

2. 生成用于登录的用户名和密码；

   用户名为 user，密码会输出到应用的启动日志：

   Using generated security password: 3ef27867-e938-4fa4-b5da-5015f0deab7b
   

   每一次应用启动，密码都会重新随机生成。

3. 注册用于认证和鉴权的过滤器；

   Spring Security 本质就是通过 过滤器 或 过滤器（链） 实现的，每一个接口请求都会按顺序经过这些过滤器的“过滤”，每个过滤器承担的各自的职责，组合起来共同完成认证和鉴权。
   
   根据配置的不同，注册的过滤器也会有所不同，默认情况下，加载的过滤器列表可以参考启动日志：

   WebAsyncManagerIntegrationFilter
   SecurityContextPersistenceFilter
   HeaderWriterFilter
   CsrfFilter
   LogoutFilter
   UsernamePasswordAuthenticationFilter
   DefaultLoginPageGeneratingFilter
   DefaultLogoutPageGeneratingFilter
   BasicAuthenticationFilter
   RequestCacheAwareFilter
   SecurityContextHolderAwareRequestFilter
   AnonymousAuthenticationFilter
   SessionManagementFilter
   ExceptionTranslationFilter
   FilterSecurityInterceptor
   

使用 Spring Security 默认为我们生成的用户名和密码进行登录（Sign in），成功之后会自动重定向至 / ：

index

之后我们就可以通过浏览器正常请求 /hello/world 和 /hello/name。

默认情况下，Spring Security 仅支持基于 FormLogin 方式的认证，只能使用固定的用户名和随机生成的密码，且不支持鉴权。如果想要使用更丰富的安全特性：

• 其他认证方式，如：HttpBasic
• 自定义用户名和密码
• 鉴权
  
  则需要我们自定义配置 Spring Security。自定义配置可以通过两种方式实现：
• Java Configuration：使用 Java 代码的方式配置
• Security NameSpace Configuration：使用 XML 文件的方式配置

本文以 Java Configuration 的方式为例进行介绍，需要我们提供一个继承自 WebSecurityConfigurerAdapter 配置类，然后通过重写若干方法进而实现自定义配置。

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
  @Override
  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {

  }
}

SecurityConfig 使用 @Configuration 注解（配置类），继承自 WebSecurityConfigurerAdapter，本文通过重写 configure 方法实现自定义配置。

需要注意：WebSecurityConfigurerAdapter 中有多个名称为 configure 的重载方法，这里使用的是参数类型为 HttpSecurity 的方法。

注： Spring Security 默认自动化配置参考 Spring Boot Auto Configuration。

Spring Security 使用 HttpBasic 认证

  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            .authorizeHttpRequests(authorize ->
                    authorize
                            .anyRequest()
                            .authenticated())
            .httpBasic();
  }

http.authorizeHttpRequests()

用以指定哪些请求需要什么样的认证或授权，这里使用 anyRequest() 和 authenticated() 表示所有的请求均需要认证。

http.authorizeHttpRequests()

表示我们使用 HttpBasic 认证。

编译启动应用，会发现终端仍会输出密码：

Using generated security password: e2c77467-8c46-4fe1-ab32-eb87558b8c0e

因为，我们仅仅改变的是认证方式。

为方便演示，我们使用 CURL 直接请求接口：

curl http://localhost:9999

{
	"timestamp": "2022-01-10T02:47:20.820+00:00",
	"status": 401,
	"error": "Unauthorized",
	"path": "/"
}

会提示我们 Unauthorized，即：没有认证。

我们按照 HttpBasic 要求添加请求头部参数 Authorization，它的值：

Basic Base64(user:e2c77467-8c46-4fe1-ab32-eb87558b8c0e)

即：

Basic dXNlcjplMmM3NzQ2Ny04YzQ2LTRmZTEtYWIzMi1lYjg3NTU4YjhjMGU=

再次请求接口：

curl -H "Authorization: Basic dXNlcjplMmM3NzQ2Ny04YzQ2LTRmZTEtYWIzMi1lYjg3NTU4YjhjMGU=" http://localhost:9999

index

认证成功，接口正常响应。

Spring Security 自定义用户名和密码

使用默认用户名和随机密码的方式不够灵活，大部分场景都需要我们支持多个用户，且分别为他们设置相应的密码，这就涉及到两个问题：

• 用户名和密码如何读取（查询）
• 用户名和密码如何存储（增加/删除/修改）

对于 读取，Spring Security 设计了 UserDetailsService 接口：

public interface UserDetailsService {
    UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException;
}

loadUserByUsername

实现按照用户名（username）从某个存储介质中加载相对应的用户信息（UserDetails）。

username

用户名，客户端发送请求时写入的用于用户名。

UserDetails

用户信息，包括用户名、密码、权限等相关信息。

注意：用户信息不只用户名和用户密码。

对于 存储，Spring Security 设计了 UserDetailsManager 接口：

public interface UserDetailsManager extends UserDetailsService {
    void createUser(UserDetails user);

    void updateUser(UserDetails user);

    void deleteUser(String username);

    void changePassword(String oldPassword, String newPassword);

    boolean userExists(String username);
}

createUser

创建用户信息

updateUser

修改用户信息

deleteUser

删除用户信息

changePassword

修改当前用户的密码

userExists

检查用户是否存在

注意：UserDetailsManager 继承自 UserDetailsService。

也就是说，我们可以通过提供一个已实现接口 UserDetailsManager* 的类，并重写其中的若干方法，基于某种存储介质，定义用户名、密码等信息的存储和读取逻辑；然后将这个类的实例以 Bean 的形式注入 Spring Security，就可以实现用户名和密码的自定义。

实际上，Spring Security 仅关心如何 读取，存储 可以由业务系统自行实现；相当于，只实现接口 UserDetailsService 即可。

Spring Security 已经为我们预置了两种常见的存储介质实现：

• InMemoryUserDetailsManager，基于内存的实现
• JdbcUserDetailsManager，基于数据库的实现

InMemoryUserDetailsManager 和 JdbcUserDetailsManager 均实现接口 UserDetailsManager，本质就是对于 UserDetails 的 CRUD。我们先介绍 UserDetails，然后再分别介绍基于内存和数据库的实现。

UserDetails

UserDetails 是用户信息的抽象接口：

public interface UserDetails extends Serializable {
    Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();

    String getPassword();

    String getUsername();

    boolean isAccountNonExpired();

    boolean isAccountNonLocked();

    boolean isCredentialsNonExpired();

    boolean isEnabled();

}

getUsername

获取用户名。

getPassword

获取密码。

getAuthorities

获取权限，可以简单理解为角色名称（字符串），用于实现接口基于角色的授权访问，详情见后文。

其他

获取用户是否可用，或用户/密码是否过期或锁定。

Spring Security 提供了一个 UserDetails 的实现类 User，用于用户信息的实例表示。另外，User 提供 Builder 模式的对象构建方式。

UserDetails user = User.builder()
    .username("user")
    .password("{bcrypt}$2a$10$GRLdNijSQMUvl/au9ofL.eDwmoohzzS7.rmNSJZ.0FxO/BTk76klW")
    .roles("USER")
    .build();

username

设置用户名称。

password

设置密码，Spring Security 不建议使用明文字符串存储密码，密码格式：

{id}encodedPassword

其中，id 为加密算法标识，encodedPassword 为密码加密后的字符串。这里以加密算法 bcrypt 为例，详细内容可参考 Password Storage。

roles

设置角色，支持多个。

UserDetails 实例创建完成之后，就可以使用 UserDetailsManager 的具体实现进行存储和读取。

In Memory

InMemoryUserDetailsManager 是 Spring Security 为我们提供的基于内存实现的 UserDetailsManager 。

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
  ...

  @Bean
  public UserDetailsManager users() {
    UserDetails user = User.builder()
            .username("userA")
            .password("{bcrypt}$2a$10$CrPsv1X3hM" +
                    ".giwVZyNsrKuaRvpJZyGQycJg78xT7Dm68K4DWN/lxS")
            .roles("USER")
            .build();

    InMemoryUserDetailsManager manager = new InMemoryUserDetailsManager();
    manager.createUser(user);

    return manager;
  }
}

1. 创建用户信息实例 user，用户名为 userA，密码为 123456（使用 Bcrypt 算法加密）；认证并需要角色参与，但 roles 必须被设置，这里指定为 USER；
2. 创建 InMemoryUserDetailsManager 实例 manager；
3. 使用 createUser 方法 将 user 存储至 manager；相当于把用户信息存储至内存介质中；
4. 返回 manager；

使用 @Bean 将 InMemoryUserDetailsManager 实例注入 Spring Security。

创建 InMemoryUserDetailsManager 实例之后，并不是必须立即调用 createUser 添加用户信息，也可以在业务系统的其它地方获取已注入的 InMemoryUserDetailsManager 动态存储 UserDetails 实例。

编译启动应用，使用我们自己创建的用户名和密码（userA/123456）访问接口：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999

index

基于内存介质自定义的用户名和密码已生效，接口正常响应。

JDBC

JdbcUserDetailsManager 是 Spring Security 为我们提供的基于数据库实现的 UserDetailsManager，相较于 InMemoryUserDetailsManager 使用略复杂，需要我们创建数据表，并准备好数据库连接需要的数据源（DataSource）, JdbcUserDetailsManager 实例的创建依赖于数据源。

JdbcUserDetailsManager 可以与业务系统共用一个数据库数据源实例，本文不讨论数据源的相关配置。

以 MySQL 为例，创建数据表语句：

create table users(
    username varchar(50) not null primary key,
    password varchar(500) not null,
    enabled boolean not null
);

create table authorities (
    username varchar(50) not null,
    authority varchar(50) not null,
    constraint fk_authorities_users foreign key(username) references users(username)
);

create unique index ix_auth_username on authorities (username,authority);

其他数据库语句可参考 User Schema。

JdbcUserDetailsManager 实例的创建与注入，除

• 获取已注入的数据源实例 dataSource；
• 创建实例时需要传入数据源实例 dataSource；

之外，整体流程与 InMemoryUserDetailsManager 类似，不再赘述。

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
  ......

  @Autowired
  private DataSource dataSource;

  @Bean
  public UserDetailsManager users() {
    UserDetails user = User.builder()
            .username("user")
            .password("{bcrypt}$2a$10$CrPsv1X3hM" +
                    ".giwVZyNsrKuaRvpJZyGQycJg78xT7Dm68K4DWN/lxS")
            .roles("USER")
            .build();

    JdbcUserDetailsManager manager = new JdbcUserDetailsManager(dataSource);
    manager.createUser(user);

    return manager;
  }
}

在业务系统中获取已注入的 JdbcUserDetailsManager 实例，可以动态存储 UserDetails 实例。

编译启动应用，使用我们自己创建的用户名和密码（userA/123456）访问接口：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999

index

基于数据库介质自定义的用户名和密码已生效，接口正常响应。

Spring Security 鉴权

Spring Security 可以提供基于角色的权限控制：

• 不同的用户可以属于不同的角色
• 不同的角色可以访问不同的接口

假设，存在两个角色 USER（普通用户） 和 ADMIN（管理员），

角色 USER 可以访问接口 /hello/name，

角色 ADMIN 可以访问接口 /hello/world，

所有用户认证后可以访问接口 /。

我们需要按上述需求重新设置 HttpSecurity：

  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            .authorizeHttpRequests(authorize ->
                    authorize
                            .mvcMatchers("/hello/name").hasRole("USER")
                            .mvcMatchers("/hello/world").hasRole("ADMIN")
                            .anyRequest().authenticated())
            .httpBasic();
  }

mvcMatchers("/hello/name").hasRole("USER")

设置角色 USER 可以访问接口 /hello/name。

mvcMatchers("/hello/world").hasRole("ADMIN")

设置角色 ADMIN 可以访问接口 /hello/world。

anyRequest().authenticated()

设置其他接口认证后即可访问。

mvcMatchers 支持使用通配符。

创建属于角色 USER 和 ADMIN 的用户：

用户名：userA，密码：123456，角色：USER

用户名：userB，密码：abcdef，角色：ADMIN

  @Bean
  public UserDetailsManager users() {
    UserDetails userA = User.builder()
            .username("userA")
            .password("{bcrypt}$2a$10$CrPsv1X3hM.giwVZyNsrKuaRvpJZyGQycJg78xT7Dm68K4DWN/lxS")
            .roles("USER")
            .build();

    UserDetails userB = User.builder()
            .username("userB")
            .password("{bcrypt}$2a$10$PES8fUdtRrQ9OxLqf4CofOfcXBLQ3lkY2TSIcs1E9A0z2wECmZigG")
            .roles("ADMIN")
            .build();

    JdbcUserDetailsManager manager = new JdbcUserDetailsManager(dataSource);

    manager.createUser(userA);
    manager.createUser(userB);

    return manager;
  }

对于用户 userA：

使用用户 userA 的用户名和密码访问接口 /：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999

index

认证通过，可正常访问。

使用用户 userA 的用户名和密码访问接口 /hello/name：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999/hello/name

hello name

认证通过，鉴权通过，可正常访问。

使用用户 userA 的用户名和密码访问接口 /hello/world：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999/hello/world

{
	"timestamp": "2022-01-10T13:11:18.032+00:00",
	"status": 403,
	"error": "Forbidden",
	"path": "/hello/world"
}

认证通过，用户 userA 不属于角色 ADMIN，禁止访问。

使用用户 userA 的用户名和密码访问接口 /：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999

index

认证通过，可正常访问。

对于用户 userB：

使用用户 userB 的用户名和密码访问接口 /：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckI6YWJjZGVm" http://localhost:9999

index

认证通过，可正常访问。

使用用户 userB 的用户名和密码访问接口 /hello/world：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckI6YWJjZGVm" http://localhost:9999/hello/world

hello world

认证通过，鉴权通过，可正常访问。

使用用户 userB 的用户名和密码访问接口 /hello/name：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckI6YWJjZGVm" http://localhost:9999/hello/name

{
	"timestamp": "2022-01-10T13:18:29.461+00:00",
	"status": 403,
	"error": "Forbidden",
	"path": "/hello/name"
}

认证通过，用户 userB 不属于角色 USER，禁止访问。

这里可能会有一点奇怪，一般情况下我们会认为 管理员 应该拥有 普通用户 的全部权限，即普通用户 可以访问接口 /hello/name，那么 管理员 应该也是可以访问接口 /hello/name 的。如何实现呢？

方式一，设置用户 userB 同时拥有角色 USER 和 ADMIN；

    UserDetails userB = User.builder()
            .username("userB")
            .password("{bcrypt}$2a$10$PES8fUdtRrQ9OxLqf4CofOfcXBLQ3lkY2TSIcs1E9A0z2wECmZigG")
            .roles("USER", "ADMIN")
            .build();

这种方式有点不够“优雅”。

方式二，设置角色 ADMIN 包含 USER；

Spring Security 有一个 Hierarchical Roles 的特性，可以支持角色之间的 包含 操作。

使用这个特性要特别注意两个地方：

1. authorizeRequests

  @Override
  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            .authorizeRequests(authorize ->
                    authorize
                            .mvcMatchers("/hello/name").hasRole("USER")
                            .mvcMatchers("/hello/world").hasRole("ADMIN")
                            .mvcMatchers("/").authenticated())
            .httpBasic();
  }

前文使用的是 HttpSecurity.authorizeHttpRequests 方法，此处需要变更为 HttpSecurity.authorizeRequests 方法。

1. RoleHierarchy

  @Bean
  RoleHierarchy hierarchy() {
    RoleHierarchyImpl hierarchy = new RoleHierarchyImpl();
    hierarchy.setHierarchy("ROLE_ADMIN > ROLE_USER");

    return hierarchy;
  }

使用 RoleHierarchy 以 Bean 的方式定义角色之间的 层级关系；其中，“ROLE_” 是 Spring Security 要求的固定前缀。

编译启动应用，使用用户 userB 的用户名和密码访问接口 /hello/name：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckI6YWJjZGVm" http://localhost:9999/hello/name

hello name

认证通过，鉴权通过，可正常访问。

如果开启 Spring Security 的 debug 日志级别，访问接口时可以看到如下的日志输出：

From the roles [ROLE_ADMIN] one can reach [ROLE_USER, ROLE_ADMIN] in zero or more steps.

可以看出，Spring Security 可以从角色 ADMIN 推导出用户实际拥有 USER 和 ADMIN 两个角色。

特别说明

Hierarchical Roles 文档中的示例有明显错误：

@Bean
AccessDecisionVoter hierarchyVoter() {
    RoleHierarchy hierarchy = new RoleHierarchyImpl();
    hierarchy.setHierarchy("ROLE_ADMIN > ROLE_STAFF\n" +
            "ROLE_STAFF > ROLE_USER\n" +
            "ROLE_USER > ROLE_GUEST");
    return new RoleHierarcyVoter(hierarchy);
}

接口 RoleHierarchy 中并不存在方法 setHierarchy。前文所述 authorizeRequests 和 RoleHierarchy 结合使用的方法是结合网络搜索和自身实践得出的，仅供参考。

另外，authorizeHttpRequests 和 RoleHierarchy 结合是没有效果的，authorizeRequests 和 authorizeHttpRequests 两者之间的区别可以分别参考 Authorize HttpServletRequests with AuthorizationFilter 和 Authorize HttpServletRequest with FilterSecurityInterceptor。

鉴权的前提需要认证通过；认证不通过的状态码为401，鉴权不通过的状态码为403，两者是不同的。

Spring Security 异常处理器

Spring Security 异常主要分为两种：认证失败异常和鉴权失败异常，发生异常时会分别使用相应的默认异常处理器进行处理，即：认证失败异常处理器和鉴权失败异常处理器。

使用的认证或鉴权实现机制不同，可能使用的默认异常处理器也不相同。

认证失败异常处理器

Spring Security 认证失败异常处理器：

public interface AuthenticationEntryPoint {
  void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException;
}

如前文所述，认证失败时，Spring Security 使用默认的认证失败处理器实现返回：

{
	"timestamp": "2022-01-10T02:47:20.820+00:00",
	"status": 401,
	"error": "Unauthorized",
	"path": "/"
}

如果想要自定义返回内容，则可以通过自定义认证失败处理器实现：

  AuthenticationEntryPoint authenticationEntryPoint() {
    return (request, response, authException) -> response
            .getWriter()
            .print("401");
  }

  @Override
  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            ...
            .httpBasic()
            .authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint());
  }

authenticationEntryPoint() 会创建返回一个自定义的 AuthenticationEntryPoint 实例；其中，使用 HttpServletResponse.getWriter().print() 写入我们想要返回的内容：401。

httpBasic().authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint()) 使用我们自定义的 AuthenticationEntryPoint 替换 HttpBasic 默认的 BasicAuthenticationEntryPoint。

编译启动应用，使用不正确的用户名和密码访问接口 /：

curl -H "Authorization: Basic error" http://localhost:9999

401

认证不通过，使用我们自定义的内容 401 返回。

鉴权失败异常处理器

Spring Security 鉴权失败异常处理器：

public interface AccessDeniedHandler {
  void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException;
}

如前文所述，认证失败时，Spring Security 使用默认的认证失败处理器实现返回：

{
	"timestamp": "2022-01-10T13:18:29.461+00:00",
	"status": 403,
	"error": "Forbidden",
	"path": "/hello/name"
}

如果想要自定义返回内容，则可以通过自定义鉴权失败处理器实现：

  AccessDeniedHandler accessDeniedHandler() {
    return (request, response, accessDeniedException) -> response
            .getWriter()
            .print("403");
  }

  @Override
  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            ...
            .httpBasic()
            .authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint())
            .and()
            .exceptionHandling()
            .accessDeniedHandler(accessDeniedHandler());
  }

自定义鉴权失败处理器与认证失败处理器过程类似，不再赘述。

编译启动应用，使用用户 userA 的用户名和密码访问接口 /hello/world：

curl -H "Authorization: Basic dXNlckE6MTIzNDU2" http://localhost:9999/hello/world

403

鉴权不通过，使用我们自定义的内容 403 返回。

特别注意

exceptionHandling() 也是有一个 authenticationEntryPoint() 方法的；对于 HttpBasic 而言，使用 exceptionHandling().authenticationEntryPoint() 设置自定义认证失败处理器是不生效的，具体原因需要大家自行研究。

Spring Security 自定义认证

前文介绍两种认证方式：FormLogin 和 HttpBasic，Spring Security 还提供其他若干种认证方式，详情可参考 Authentication Mechanisms。

如果我们想实现自己的认证方式，也是比较简单的。Spring Security 本质就是 过滤器，我们可以实现自己的认证过滤器，然后加入到 Spring Security 中即可。

  Filter preAuthenticatedFilter() {
    return (servletRequest, servletResponse, filterChain) -> {
      ...
      UserDetails user = User
              .builder()
              .username("xxx")
              .password("xxx")
              .roles("USER")
              .build();

      UsernamePasswordAuthenticationToken token =
              new UsernamePasswordAuthenticationToken(
                      user,
                      user.getPassword(),
                      user.getAuthorities());

      SecurityContext context =
              SecurityContextHolder.createEmptyContext();
      context.setAuthentication(token);

      SecurityContextHolder.setContext(context);

      filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
    };
  }

认证过滤器核心实现流程：

1. 利用 Http 请求（servletRequest）中的信息完成自定义认证过程（省略），可能的情况：

   • 检查请求中的用户名和密码是否匹配
   • 检查请求中的 Token 是否有效
   • 其他
     
     如果认证成功，则继续下一步；认证失败，则可以抛出异常，或者跳过后续步骤；

2. 从 Http 请求中提取 username（用户名），使用已注入的 UserDetailsService 实例，加载 UserDetails（用户信息）（省略）；
   
   简单起见，模拟创建一个用户信息实例 user；因为到这一步时，用户已是认证成功的，用户名和密码可以随意设置，实际只有角色是必须的，我们设置已认证用户的角色为 USER。

3. 创建用户认证标识；
   
   Spring Security 内部是依靠 Authentication.isAuthenticated() 来判断用户是否已认证过的，UsernamePasswordAuthenticationToken 是 Authentication 的一种具体实现，需要注意创建实例时使用的构造方法和参数，构造方法内部会调用 Authentication.setAuthenticated(true)。

4. 创建并设置环境上下文 SecurityContext；
   
   环境上下文中保存着用户认证标识：context.setAuthentication(token)。

特别注意

除去抛出异常的情况外，filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse); 是必须保证被执行的。

理解认证过滤器涉及的概念会比较多，详情参考 Servlet Authentication Architecture。

认证过滤器创建完成之后，就可以加入到 Spring Security 中：

  @Override
  protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
    http
            ......
            .addFilterBefore(preAuthenticatedFilter(),
                    ExceptionTranslationFilter.class)
            .exceptionHandling()
            .authenticationEntryPoint(authenticationEntryPoint())
            .accessDeniedHandler(accessDeniedHandler());
  }

Spring Security 根据我们配置的不同，会为我们自动按照一定的次序组装一条 过滤器链，通过这条链上的若干过滤器完成认证鉴权的。我们需要把自定义的认证过滤器加到这个链的合适位置，这是选取的位置是在 ExceptionTranslationFilter 的前面。

过滤器链的顺序可以参考 Security Filters。

ExceptionTranslationFilter 的作用可以参考 Handling Security Exceptions。

特别注意

使用自定义认证过滤器时，自定义认证失败异常处理器和鉴权失败异常处理器的设置方法。

编译启动应用，我们会发现可以在不填入任何认证信息的情况下直接访问接口 / 和 /hello/name，因为模拟用户已认证且角色为 USER；访问接口 /hello/world 时会出现提示 403。

结语

Spring Security 自身包含的内容很多，官方文档也不能很好的讲述清楚每个功能特性的使用方法，很多时候需要我们自己根据文档、示例、源码以及他人的分享，尽可能多的实践，逐步加深理解。