在Spring Security中，通过Authentication来封装用户的验证请求信息，Authentication可以是需要验证和已验证的用户请求信息封装。接下来，博主介绍Authentication接口及其实现类。

Authentication

Authentication接口源码（Authentication接口继承Principal接口，Principal接口表示主体的抽象概念，可用于表示任何实体）：

package org.springframework.security.core;import java.io.Serializable;
import java.security.Principal;
import java.util.Collection;import org.springframework.security.authentication.AuthenticationManager;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;public interface Authentication extends Principal, Serializable {/*** 由AuthenticationManager（用于验证Authentication请求）设置，用于指示已授予主体的权限* 除非已由受信任的AuthenticationManager设置，否则实现类不应依赖此值作为有效值* 实现应确保对返回的集合数组的修改不会影响Authentication对象的状态，或使用不可修改的实例* 返回：授予主体的权限，如果令牌尚未经过身份验证，则为空集合*/Collection<? extends GrantedAuthority> getAuthorities();/*** 证明主体的凭据* 通常是一个密码，但可以是与AuthenticationManager相关的任何内容* 调用者应填充凭据*/Object getCredentials();/*** 存储有关身份验证请求的其他详细信息* 可能是IP地址、证书序列号等*/Object getDetails();/*** 被认证的主体的身份* 在使用用户名和密码的身份验证请求情况下，这将是用户名* 调用者应填充身份验证请求的主体* AuthenticationManager实现通常会返回一个包含更丰富信息的Authentication作为应用程序使用的主体* 大多数身份验证提供程序将创建一个UserDetails对象作为主体*/Object getPrincipal();/*** 用于向AbstractSecurityInterceptor指示它是否应该向AuthenticationManager提供身份验证令牌* 通常，AuthenticationManager将在身份验证成功后返回一个不可变的身份验证令牌* 在这种情况下，该令牌的此方法可以安全地返回true* 返回true将提高性能，因为不再需要为每个请求调用AuthenticationManager* 出于安全原因，这个接口的实现应该非常小心地从这个方法返回true* 除非它们是不可变的，或者有某种方式确保属性自最初创建以来没有被更改*/boolean isAuthenticated();/*** 实现应始终允许使用false参数调用此方法* 可以使用它来指定不应信任的身份验证令牌*/void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException;
}

Authentication接口及其实现类如下图所示：

AbstractAuthenticationToken

它是Authentication接口的基类，使用此类的实现应该是不可变的（模板模式）。

public abstract class AbstractAuthenticationToken implements Authentication,CredentialsContainer {// 权限列表    private final Collection<GrantedAuthority> authorities;// 存储有关身份验证请求的其他详细信息，可能是IP地址、证书序列号等private Object details;// 是否已验证，默认为falseprivate boolean authenticated = false;/*** 使用提供的权限列表创建一个身份验证令牌*/public AbstractAuthenticationToken(Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {// 权限列表为null，会将authorities属性设置为AuthorityUtils.NO_AUTHORITIES// List<GrantedAuthority> NO_AUTHORITIES = Collections.emptyList()// Collections.emptyList()会返回一个空列表，并且不可变if (authorities == null) {this.authorities = AuthorityUtils.NO_AUTHORITIES;return;}for (GrantedAuthority a : authorities) {// 权限列表中存在权限为null，抛出异常if (a == null) {throw new IllegalArgumentException("Authorities collection cannot contain any null elements");}}ArrayList<GrantedAuthority> temp = new ArrayList<>(authorities.size());temp.addAll(authorities);// 不可修改的权限列表this.authorities = Collections.unmodifiableList(temp);}// 返回主体的权限列表public Collection<GrantedAuthority> getAuthorities() {return authorities;}// 返回主体的名称public String getName() {// 如果主体是UserDetails实例，返回实例的用户名if (this.getPrincipal() instanceof UserDetails) {return ((UserDetails) this.getPrincipal()).getUsername();}// 如果主体是AuthenticatedPrincipal实例，返回实例的名称if (this.getPrincipal() instanceof AuthenticatedPrincipal) {return ((AuthenticatedPrincipal) this.getPrincipal()).getName();}// 如果主体是Principal实例，返回实例的名称if (this.getPrincipal() instanceof Principal) {return ((Principal) this.getPrincipal()).getName();}// 如果主体为null，则返回""，否则返回实例的toString()return (this.getPrincipal() == null) ? "" : this.getPrincipal().toString();}// 返回主体是否已验证public boolean isAuthenticated() {return authenticated;}// 设置authenticated属性public void setAuthenticated(boolean authenticated) {this.authenticated = authenticated;}// 返回存储有关身份验证请求的其他详细信息public Object getDetails() {return details;}// 设置details属性public void setDetails(Object details) {this.details = details;}/*** 检查credentials、principal和details属性* 对任何CredentialsContainer实例调用eraseCredentials方法*/public void eraseCredentials() {eraseSecret(getCredentials());eraseSecret(getPrincipal());eraseSecret(details);}// 判断参数是否instanceof  CredentialsContainer// 如果是，则调用参数的eraseCredentials方法private void eraseSecret(Object secret) {if (secret instanceof CredentialsContainer) {((CredentialsContainer) secret).eraseCredentials();}}...
}

UserDetails：Spring Security使用UserDetails接口来抽象用户（Spring Security：用户UserDetails源码与Debug分析）。
AuthenticatedPrincipal：一旦Authentication请求已通过AuthenticationManager.authenticate(Authentication)方法成功验证，则表示经过身份验证的Principal（实体）。实现者通常提供他们自己的Principal表示，其中通常包含描述Principal实体的信息，例如名字、地址、电子邮件、电话以及ID等，此接口允许实现者公开其自定义的特定属性以通用方式表示Principal。
Principal：该接口表示主体的抽象概念，可用于表示任何实体，是java.security包下的接口，并非由Spring Security提供。

UsernamePasswordAuthenticationToken

它是一种Authentication实现，继承AbstractAuthenticationToken抽象类，旨在简单地表示用户名和密码。principal和credentials属性应设置为通过其toString方法提供相应属性的Object，最简单的就是String类型。

public class UsernamePasswordAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;private final Object principal;private Object credentials;/*** 任何希望创建UsernamePasswordAuthenticationToken实例的代码都可以安全地使用此构造函数* 因为isAuthenticated()将返回false*/public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials) {super(null);this.principal = principal;this.credentials = credentials;setAuthenticated(false);}/*** 此构造函数只能由满足生成可信（即isAuthenticated() = true ）身份验证令牌的AuthenticationManager或AuthenticationProvider实现使用*/public UsernamePasswordAuthenticationToken(Object principal, Object credentials,Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {super(authorities);this.principal = principal;this.credentials = credentials;super.setAuthenticated(true); // 必须使用super来设置}// 返回凭证（如密码）public Object getCredentials() {return this.credentials;}// 返回实体（如用户名）public Object getPrincipal() {return this.principal;}// 设置isAuthenticated属性，只能设置为falsepublic void setAuthenticated(boolean isAuthenticated) throws IllegalArgumentException {// 无法将此令牌设置为受信任的令牌// 需要使用有GrantedAuthority列表参数的构造函数if (isAuthenticated) {throw new IllegalArgumentException("Cannot set this token to trusted - use constructor which takes a GrantedAuthority list instead");}super.setAuthenticated(false);}// 重写eraseCredentials方法// 将凭证直接设置为null@Overridepublic void eraseCredentials() {super.eraseCredentials();credentials = null;}
}

TestingAuthenticationToken类是设计用于单元测试，对应的身份验证提供程序是TestingAuthenticationProvider，这里就不过多介绍它了。

RememberMeAuthenticationToken

它是一种Authentication实现，继承AbstractAuthenticationToken抽象类，表示需要记住的Authentication，需要记住的Authentication必须提供完全有效的Authentication ，包括适用的GrantedAuthority。

public class RememberMeAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;// 主体private final Object principal;// 识别此对象是否由授权客户生成的key的hashCodeprivate final int keyHash;/*** 构造函数* 参数：* key – 识别此对象是否由授权客户生成* principal – 主体（通常是UserDetails）* authorities — 授予主体的权限*/public RememberMeAuthenticationToken(String key, Object principal,Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {super(authorities);if ((key == null) || ("".equals(key)) || (principal == null)|| "".equals(principal)) {throw new IllegalArgumentException("Cannot pass null or empty values to constructor");}this.keyHash = key.hashCode();this.principal = principal;setAuthenticated(true);}/*** 帮助Jackson反序列化的私人构造函数* 参数：* keyHash – 上面给定key的hashCode* principal – 主体（通常是UserDetails）* authorities — 授予主体的权限*/private RememberMeAuthenticationToken(Integer keyHash, Object principal, Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {super(authorities);this.keyHash = keyHash;this.principal = principal;setAuthenticated(true);}/*** 总是返回一个空String*/@Overridepublic Object getCredentials() {return "";}// 返回keyHash public int getKeyHash() {return this.keyHash;}// 返回主体@Overridepublic Object getPrincipal() {return this.principal;}
}

PreAuthenticatedAuthenticationToken

它是一种Authentication实现，继承AbstractAuthenticationToken抽象类，用于预认证身份验证。有些情况下，希望使用Spring Security进行授权，但是在访问应用程序之前，用户已经被某个外部系统可靠地验证过了，将这种情况称为预认证场景，比如CSDN可以使用其他平台的账号进行登陆，如下图所示：

public class PreAuthenticatedAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken {private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;// 主体private final Object principal;// 凭证private final Object credentials;/*** 用于身份验证请求的构造函数* isAuthenticated()将返回false */public PreAuthenticatedAuthenticationToken(Object aPrincipal, Object aCredentials) {super(null);this.principal = aPrincipal;this.credentials = aCredentials;}/*** 用于身份验证响应的构造函数* isAuthenticated()将返回true*/public PreAuthenticatedAuthenticationToken(Object aPrincipal, Object aCredentials,Collection<? extends GrantedAuthority> anAuthorities) {super(anAuthorities);this.principal = aPrincipal;this.credentials = aCredentials;setAuthenticated(true);}/*** 返回凭证*/public Object getCredentials() {return this.credentials;}/*** 返回主体*/public Object getPrincipal() {return this.principal;}
}

AnonymousAuthenticationToken

它是一种Authentication实现，继承AbstractAuthenticationToken抽象类，表示匿名Authentication。

public class AnonymousAuthenticationToken extends AbstractAuthenticationToken implementsSerializable {private static final long serialVersionUID = 1L;// 主体private final Object principal;// 识别此对象是否由授权客户生成的key的hashCode private final int keyHash;/*** 构造函数* 参数：* key – 识别此对象是否由授权客户生成* principal – 主体（通常是UserDetails）* authorities — 授予主体的权限*/public AnonymousAuthenticationToken(String key, Object principal,Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {this(extractKeyHash(key), principal, authorities);}/*** 该构造函数有助于Jackson反序列化* 参数：* keyHash – 提供的Key的hashCode，由上面的构造函数提供* principal – 主体（通常是UserDetails）* authorities — 授予主体的权限*/private AnonymousAuthenticationToken(Integer keyHash, Object principal,Collection<? extends GrantedAuthority> authorities) {super(authorities);if (principal == null || "".equals(principal)) {throw new IllegalArgumentException("principal cannot be null or empty");}Assert.notEmpty(authorities, "authorities cannot be null or empty");this.keyHash = keyHash;this.principal = principal;setAuthenticated(true);}// 返回参数key的hashCodeprivate static Integer extractKeyHash(String key) {Assert.hasLength(key, "key cannot be empty or null");return key.hashCode();}/*** 总是返回一个空String*/@Overridepublic Object getCredentials() {return "";}// 返回keyHashpublic int getKeyHash() {return this.keyHash;}// 返回主体@Overridepublic Object getPrincipal() {return this.principal;}
}

RunAsUserToken

它是一种Authentication实现，继承AbstractAuthenticationToken抽象类，用于支持RunAsManagerImpl的Authentication实现。

RunAsManagerImpl类是RunAsManager接口的基本实现，如果发现ConfigAttribute.getAttribute()以RUN_AS_为前缀，它会生成一个新的RunAsUserToken实例，包含与原始Authentication实例相同的主体、凭证和授予权限列表等。

RunAsManager接口仅为当前安全对象调用创建一个新的临时Authentication实例，此接口允许实现替换，仅适用于当前安全对象调用的Authentication对象。

这是为了建立具有两层对象的系统，一层是面向公众的，并且具有正常的安全方法，授予的权限预计由外部调用者持有。另一层是私有的，只希望由面向公众的层中的对象调用，此私有层中的对象仍然需要安全性（否则它们将是公共方法），需要防止被外部调用者直接调用，并且私有层中的对象被授予的权限从不授予外部调用者。

RunAsManager接口提供了一种以上述方式提升安全性的机制。预计实现将提供相应的具体Authentication和AuthenticationProvider以便可以对替换的Authentication对象进行身份验证。需要实施某种形式的安全性，以确保AuthenticationProvider仅接受由RunAsManager授权的具体实现创建的Authentication对象。

public class RunAsUserToken extends AbstractAuthenticationToken {private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;// 原Authentication对象的类型private final Class<? extends Authentication> originalAuthentication;// 凭证private final Object credentials;// 主体private final Object principal;// 识别此对象是否由授权客户生成的key的hashCode private final int keyHash;// 构造方法public RunAsUserToken(String key, Object principal, Object credentials,Collection<? extends GrantedAuthority> authorities,Class<? extends Authentication> originalAuthentication) {super(authorities);this.keyHash = key.hashCode();this.principal = principal;this.credentials = credentials;this.originalAuthentication = originalAuthentication;setAuthenticated(true);}// 返回凭证@Overridepublic Object getCredentials() {return this.credentials;}// 返回keyHash属性public int getKeyHash() {return this.keyHash;}// 返回原Authentication对象的类型public Class<? extends Authentication> getOriginalAuthentication() {return this.originalAuthentication;}// 返回主体@Overridepublic Object getPrincipal() {return this.principal;}@Overridepublic String toString() {StringBuilder sb = new StringBuilder(super.toString());String className = this.originalAuthentication == null ? null: this.originalAuthentication.getName();sb.append("; Original Class: ").append(className);return sb.toString();}
}

JaasAuthenticationToken

UsernamePasswordAuthenticationToken的扩展，用来携带用户登录的Jaas LoginContext。

public class JaasAuthenticationToken extends UsernamePasswordAuthenticationToken {private static final long serialVersionUID = SpringSecurityCoreVersion.SERIAL_VERSION_UID;// 用户登录的Jaas LoginContextprivate final transient LoginContext loginContext;// 构造函数public JaasAuthenticationToken(Object principal, Object credentials,LoginContext loginContext) {super(principal, credentials);this.loginContext = loginContext;}// 构造函数public JaasAuthenticationToken(Object principal, Object credentials,List<GrantedAuthority> authorities, LoginContext loginContext) {super(principal, credentials, authorities);this.loginContext = loginContext;}// 返回用户登录的Jaas LoginContextpublic LoginContext getLoginContext() {return loginContext;}
}

Debug分析

项目结构图：

pom.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.kaven</groupId><artifactId>security</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.3.6.RELEASE</version></parent><properties><maven.compiler.source>8</maven.compiler.source><maven.compiler.target>8</maven.compiler.target></properties><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>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></dependency></dependencies></project>

application.yml：

spring:security:user:name: kavenpassword: itkaven
logging:level:org:springframework:security: DEBUG

SecurityConfig（Spring Security的配置类，不是必须的，因为会有默认的配置）：

package com.kaven.security.config;import org.springframework.security.config.Customizer;
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;@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {// 任何请求都需要进行验证http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated().and()// 记住身份验证.rememberMe(Customizer.withDefaults())// 基于表单登陆的身份验证方式.formLogin(Customizer.withDefaults());}
}

MessageController（定义接口）：

package com.kaven.security.controller;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
public class MessageController {@GetMapping("/message")public String getMessage() {return "hello spring security";}
}

启动类：

package com.kaven.security;import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;@SpringBootApplication
public class Application {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Application.class);}
}

Debug方式启动应用，访问http://localhost:8080/message。请求会被AnonymousAuthenticationFilter处理，该过滤器会创建Authentication实例。

创建的便是AnonymousAuthenticationToken实例。

创建完AnonymousAuthenticationToken实例之后，请求会继续被其他过滤器处理，这就是Spring Security提供的过滤器链。在访问接口前，Spring Security会检查该请求的客户端是否具有访问该接口的权限。很显然是没有权限的，因此访问被拒绝了。

并且请求会被重定向到登录页，填入用户名和密码（配置文件中定义的）。

登陆请求会被UsernamePasswordAuthenticationFilter处理，该过滤器会创建UsernamePasswordAuthenticationToken实例，该实例将用于验证。

如果该UsernamePasswordAuthenticationToken实例验证成功，将会创建一个新的UsernamePasswordAuthenticationToken实例，表示身份验证成功的令牌。

登陆请求验证成功后，又会进行重定向，重定向到原来想要访问的接口（资源），即/message。

再次重定向的请求又会被过滤器链进行处理，最后会验证通过。

接口便访问成功了。

再来回味一下这段话，就很容易理解Authentication的作用了，在Spring Security中，通过Authentication来封装用户的验证请求信息，Authentication可以是需要验证和已验证的用户请求信息封装。

把Debug分析中的整个流程搞明白，便很容易理解Authentication的作用，不同的Authentication实现用于不同的验证时机与场景。

身份验证令牌Authentication介绍与Debug分析就到这里，如果博主有说错的地方或者大家有不同的见解，欢迎大家评论补充。

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