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都前后端分离了,咱就别做页面跳转了!统统 JSON 交互

@[toc] 这是本系列的第四篇,有小伙伴找不到之前文章,松哥给大家列一个索引出来:

  1. 挖一个大坑,Spring Security 开搞!
  2. 松哥手把手带你入门 Spring Security,别再问密码怎么解密了
  3. 手把手教你定制 Spring Security 中的表单登录

前两天有个小伙伴在微信上问松哥,这前后端分离开发后,认证这一块到底是使用传统的 session 还是使用像 JWT 这样的 token 来解决呢?

这确实代表了两种不同的方向。

传统的通过 session 来记录用户认证信息的方式我们可以理解为这是一种有状态登录,而 JWT 则代表了一种无状态登录。可能有小伙伴对这个概念还不太熟悉,我这里就先来科普一下有状态登录和无状态登录。

1. 无状态登录

1.1 什么是有状态

有状态服务,即服务端需要记录每次会话的客户端信息,从而识别客户端身份,根据用户身份进行请求的处理,典型的设计如 Tomcat 中的 Session。例如登录:用户登录后,我们把用户的信息保存在服务端 session 中,并且给用户一个 cookie 值,记录对应的 session,然后下次请求,用户携带 cookie 值来(这一步有浏览器自动完成),我们就能识别到对应 session,从而找到用户的信息。这种方式目前来看最方便,但是也有一些缺陷,如下:

  • 服务端保存大量数据,增加服务端压力
  • 服务端保存用户状态,不支持集群化部署

1.2 什么是无状态

微服务集群中的每个服务,对外提供的都使用 RESTful 风格的接口。而 RESTful 风格的一个最重要的规范就是:服务的无状态性,即:

  • 服务端不保存任何客户端请求者信息
  • 客户端的每次请求必须具备自描述信息,通过这些信息识别客户端身份

那么这种无状态性有哪些好处呢?

  • 客户端请求不依赖服务端的信息,多次请求不需要必须访问到同一台服务器
  • 服务端的集群和状态对客户端透明
  • 服务端可以任意的迁移和伸缩(可以方便的进行集群化部署)
  • 减小服务端存储压力

1.3 如何实现无状态

无状态登录的流程:

  • 首先客户端发送账户名/密码到服务端进行认证
  • 认证通过后,服务端将用户信息加密并且编码成一个 token,返回给客户端
  • 以后客户端每次发送请求,都需要携带认证的 token
  • 服务端对客户端发送来的 token 进行解密,判断是否有效,并且获取用户登录信息

1.4 各自优缺点

使用 session 最大的优点在于方便。你不用做过多的处理,一切都是默认的即可。松哥本系列前面几篇文章我们也都是基于 session 来讲的。

但是使用 session 有另外一个致命的问题就是如果你的前端是 Android、iOS、小程序等,这些 App 天然的就没有 cookie,如果非要用 session,就需要这些工程师在各自的设备上做适配,一般是模拟 cookie,从这个角度来说,在移动 App 遍地开花的今天,我们单纯的依赖 session 来做安全管理,似乎也不是特别理想。

这个时候 JWT 这样的无状态登录就展示出自己的优势了,这些登录方式所依赖的 token 你可以通过普通参数传递,也可以通过请求头传递,怎么样都行,具有很强的灵活性。

不过话说回来,如果你的前后端分离只是网页+服务端,其实没必要上无状态登录,基于 session 来做就可以了,省事又方便。

好了,说了这么多,本文我还是先来和大家说说基于 session 的认证,关于 JWT 的登录以后我会和大家细说,如果小伙伴们等不及,也可以先看看松哥之前发的关于 JWT 的教程:Spring Security 结合 Jwt 实现无状态登录

2. 登录交互

上篇文章中,松哥和大家捋了常见的登录参数配置问题,对于登录成功和登录失败,我们还遗留了一个回调函数没有讲,这篇文章就来和大家细聊一下。

2.1 前后端分离的数据交互

在前后端分离这样的开发架构下,前后端的交互都是通过 JSON 来进行,无论登录成功还是失败,都不会有什么服务端跳转或者客户端跳转之类。

登录成功了,服务端就返回一段登录成功的提示 JSON 给前端,前端收到之后,该跳转该展示,由前端自己决定,就和后端没有关系了。

登录失败了,服务端就返回一段登录失败的提示 JSON 给前端,前端收到之后,该跳转该展示,由前端自己决定,也和后端没有关系了。

首先把这样的思路确定了,基于这样的思路,我们来看一下登录配置。

2.2 登录成功

之前我们配置登录成功的处理是通过如下两个方法来配置的:

  • defaultSuccessUrl
  • successForwardUrl

这两个都是配置跳转地址的,适用于前后端不分的开发。除了这两个方法之外,还有一个必杀技,那就是 successHandler。

successHandler 的功能十分强大,甚至已经囊括了 defaultSuccessUrl 和 successForwardUrl 的功能。我们来看一下:

.successHandler((req, resp, authentication) -> {
    Object principal = authentication.getPrincipal();
    resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
    PrintWriter out = resp.getWriter();
    out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(principal));
    out.flush();
    out.close();
})
复制代码

successHandler 方法的参数是一个 AuthenticationSuccessHandler 对象,这个对象中我们要实现的方法是 onAuthenticationSuccess。

onAuthenticationSuccess 方法有三个参数,分别是:

  • HttpServletRequest
  • HttpServletResponse
  • Authentication

有了前两个参数,我们就可以在这里随心所欲的返回数据了。利用 HttpServletRequest 我们可以做服务端跳转,利用 HttpServletResponse 我们可以做客户端跳转,当然,也可以返回 JSON 数据。

第三个 Authentication 参数则保存了我们刚刚登录成功的用户信息。

配置完成后,我们再去登录,就可以看到登录成功的用户信息通过 JSON 返回到前端了,如下:

当然用户的密码已经被擦除掉了。擦除密码的问题,松哥之前和大家分享过,大家可以参考这篇文章:手把手带你捋一遍 Spring Security 登录流程

2.3 登录失败

登录失败也有一个类似的回调,如下:

.failureHandler((req, resp, e) -> {
    resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
    PrintWriter out = resp.getWriter();
    out.write(e.getMessage());
    out.flush();
    out.close();
})
复制代码

失败的回调也是三个参数,前两个就不用说了,第三个是一个 Exception,对于登录失败,会有不同的原因,Exception 中则保存了登录失败的原因,我们可以将之通过 JSON 返回到前端。

当然大家也看到,在微人事中,我还挨个去识别了一下异常的类型,根据不同的异常类型,我们可以给用户一个更加明确的提示:

resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
PrintWriter out = resp.getWriter();
RespBean respBean = RespBean.error(e.getMessage());
if (e instanceof LockedException) {
    respBean.setMsg("账户被锁定,请联系管理员!");
} else if (e instanceof CredentialsExpiredException) {
    respBean.setMsg("密码过期,请联系管理员!");
} else if (e instanceof AccountExpiredException) {
    respBean.setMsg("账户过期,请联系管理员!");
} else if (e instanceof DisabledException) {
    respBean.setMsg("账户被禁用,请联系管理员!");
} else if (e instanceof BadCredentialsException) {
    respBean.setMsg("用户名或者密码输入错误,请重新输入!");
}
out.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(respBean));
out.flush();
out.close();
复制代码

这里有一个需要注意的点。

我们知道,当用户登录时,用户名或者密码输入错误,我们一般只给一个模糊的提示,即用户名或者密码输入错误,请重新输入,而不会给一个明确的诸如“用户名输入错误”或“密码输入错误”这样精确的提示,但是对于很多不懂行的新手小伙伴,他可能就会给一个明确的错误提示,这会给系统带来风险。

但是使用了 Spring Security 这样的安全管理框架之后,即使你是一个新手,也不会犯这样的错误。

在 Spring Security 中,用户名查找失败对应的异常是:

  • UsernameNotFoundException

密码匹配失败对应的异常是:

  • BadCredentialsException

但是我们在登录失败的回调中,却总是看不到 UsernameNotFoundException 异常,无论用户名还是密码输入错误,抛出的异常都是 BadCredentialsException。

这是为什么呢?松哥在之前的文章手把手带你捋一遍 Spring Security 登录流程中介绍过,在登录中有一个关键的步骤,就是去加载用户数据,我们再来把这个方法拎出来看一下(部分):

public Authentication authenticate(Authentication authentication)
		throws AuthenticationException {
	try {
		user = retrieveUser(username,
				(UsernamePasswordAuthenticationToken) authentication);
	}
	catch (UsernameNotFoundException notFound) {
		logger.debug("User '" + username + "' not found");
		if (hideUserNotFoundExceptions) {
			throw new BadCredentialsException(messages.getMessage(
					"AbstractUserDetailsAuthenticationProvider.badCredentials",
					"Bad credentials"));
		}
		else {
			throw notFound;
		}
	}
}
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从这段代码中,我们看出,在查找用户时,如果抛出了 UsernameNotFoundException,这个异常会被捕获,捕获之后,如果 hideUserNotFoundExceptions 属性的值为 true,就抛出一个 BadCredentialsException。相当于将 UsernameNotFoundException 异常隐藏了,而默认情况下,hideUserNotFoundExceptions 的值就为 true。

看到这里大家就明白了为什么无论用户还是密码写错,你收到的都是 BadCredentialsException 异常。

一般来说这个配置是不需要修改的,如果你一定要区别出来 UsernameNotFoundException 和 BadCredentialsException,我这里给大家提供三种思路:

  1. 自己定义 DaoAuthenticationProvider 代替系统默认的,在定义时将 hideUserNotFoundExceptions 属性设置为 false。
  2. 当用户名查找失败时,不抛出 UsernameNotFoundException 异常,而是抛出一个自定义异常,这样自定义异常就不会被隐藏,进而在登录失败的回调中根据自定义异常信息给前端用户一个提示。
  3. 当用户名查找失败时,直接抛出 BadCredentialsException,但是异常信息为 “用户名不存在”。

三种思路仅供小伙伴们参考,除非情况特殊,一般不用修改这一块的默认行为。

官方这样做的好处是什么呢?很明显可以强迫开发者给一个模糊的异常提示,这样即使是不懂行的新手,也不会将系统置于危险之中。

好了,这样配置完成后,无论是登录成功还是失败,后端都将只返回 JSON 给前端了。

3. 未认证处理方案

那未认证又怎么办呢?

有小伙伴说,那还不简单,没有认证就访问数据,直接重定向到登录页面就行了,这没错,系统默认的行为也是这样。

但是在前后端分离中,这个逻辑明显是有问题的,如果用户没有登录就访问一个需要认证后才能访问的页面,这个时候,我们不应该让用户重定向到登录页面,而是给用户一个尚未登录的提示,前端收到提示之后,再自行决定页面跳转。

要解决这个问题,就涉及到 Spring Security 中的一个接口 AuthenticationEntryPoint ,该接口有一个实现类:LoginUrlAuthenticationEntryPoint ,该类中有一个方法 commence,如下:

/**
 * Performs the redirect (or forward) to the login form URL.
 */
public void commence(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
		AuthenticationException authException) {
	String redirectUrl = null;
	if (useForward) {
		if (forceHttps && "http".equals(request.getScheme())) {
			redirectUrl = buildHttpsRedirectUrlForRequest(request);
		}
		if (redirectUrl == null) {
			String loginForm = determineUrlToUseForThisRequest(request, response,
					authException);
			if (logger.isDebugEnabled()) {
				logger.debug("Server side forward to: " + loginForm);
			}
			RequestDispatcher dispatcher = request.getRequestDispatcher(loginForm);
			dispatcher.forward(request, response);
			return;
		}
	}
	else {
		redirectUrl = buildRedirectUrlToLoginPage(request, response, authException);
	}
	redirectStrategy.sendRedirect(request, response, redirectUrl);
}
复制代码

首先我们从这个方法的注释中就可以看出,这个方法是用来决定到底是要重定向还是要 forward,通过 Debug 追踪,我们发现默认情况下 useForward 的值为 false,所以请求走进了重定向。

那么我们解决问题的思路很简单,直接重写这个方法,在方法中返回 JSON 即可,不再做重定向操作,具体配置如下:

.csrf().disable().exceptionHandling()
.authenticationEntryPoint((req, resp, authException) -> {
            resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            PrintWriter out = resp.getWriter();
            out.write("尚未登录,请先登录");
            out.flush();
            out.close();
        }
);
复制代码

在 Spring Security 的配置中加上自定义的 AuthenticationEntryPoint 处理方法,该方法中直接返回相应的 JSON 提示即可。这样,如果用户再去直接访问一个需要认证之后才可以访问的请求,就不会发生重定向操作了,服务端会直接给浏览器一个 JSON 提示,浏览器收到 JSON 之后,该干嘛干嘛。

4. 注销登录

最后我们再来看看注销登录的处理方案。

注销登录我们前面说过,按照前面的配置,注销登录之后,系统自动跳转到登录页面,这也是不合适的,如果是前后端分离项目,注销登录成功后返回 JSON 即可,配置如下:

.and()
.logout()
.logoutUrl("/logout")
.logoutSuccessHandler((req, resp, authentication) -> {
    resp.setContentType("application/json;charset=utf-8");
    PrintWriter out = resp.getWriter();
    out.write("注销成功");
    out.flush();
    out.close();
})
.permitAll()
.and()
复制代码

这样,注销成功之后,前端收到的也是 JSON 了:

好了,本文就和小伙伴们介绍下前后端分离中常见的 JSON 交互问题,小伙伴们如果觉得文章有帮助,记得点一下在看哦。

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