项目 cgday08
第8章 微服务网关和Jwt令牌
学习目标
掌握微服务网关的系统搭建
了解什么是微服务网关以及它的作用
掌握系统中心微服务的搭建
掌握用户密码加密存储bcrypt
了解JWT鉴权的介绍
掌握JWT的鉴权的使用
使用Jwt令牌来存储用户登录信息,在微服务网关中识别登录信息(用户的身份)
掌握网关使用JWT进行校验
掌握网关限流
1 微服务网关
1.1 微服务网关的概述
不同的微服务一般会有不同的网络地址,而外部客户端可能需要调用多个服务的接口才能完成一个业务需求,如果让客户端直接与各个微服务通信,会有以下的问题:
- 客户端会多次请求不同的微服务,增加了客户端的复杂性
- 存在跨域请求,在一定场景下处理相对复杂
- 认证复杂,每个服务都需要独立认证
- 难以重构,随着项目的迭代,可能需要重新划分微服务。例如,可能将多个服务合并成一个或者将一个服务拆分成多个。如果客户端直接与微服务通信,那么重构将会很难实施
- 某些微服务可能使用了防火墙 / 浏览器不友好的协议,直接访问会有一定的困难
以上这些问题可以借助网关解决。
网关是介于客户端和服务器端之间的中间层,所有的外部请求都会先经过 网关这一层。也就是说,API 的实现方面更多的考虑业务逻辑,而安全、性能、监控可以交由 网关来做,这样既提高业务灵活性又不缺安全性,典型的架构图如图所示:
优点如下:
- 安全 ,只有网关系统对外进行暴露,微服务可以隐藏在内网,通过防火墙保护。
- 易于监控。可以在网关收集监控数据并将其推送到外部系统进行分析。
- 易于认证。可以在网关上进行认证,然后再将请求转发到后端的微服务,而无须在每个微服务中进行认证。
- 减少了客户端与各个微服务之间的交互次数
- 易于统一授权。
总结:微服务网关就是一个系统,通过暴露该微服务网关系统,方便我们进行相关的鉴权,安全控制,日志统一处理,易于监控的相关功能。
1.2 微服务网关技术
实现微服务网关的技术有很多,
- nginx Nginx (tengine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器,同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务
- zuul ,Zuul 是 Netflix 出品的一个基于 JVM 路由和服务端的负载均衡器。
- spring-cloud-gateway, 是spring 出品的 基于spring 的网关项目,集成断路器,路径重写,性能比Zuul好。
我们使用gateway这个网关技术,无缝衔接到基于spring cloud的微服务开发中来。
gateway官网:
https://spring.io/projects/spring-cloud-gateway
2 网关系统使用
2.1 需求分析
由于我们开发的系统 有包括前台系统和后台系统,后台的系统 给管理员使用。那么也需要调用各种微服务,所以我们针对 系统管理搭建一个网关系统。分析如下:
2.2 搭建后台网关系统
2.2.1 搭建分析
由上可知道,由于 需要有多个网关,所以为了管理方便。我们新建一个项目,打包方式为pom,在里面建立各种网关系统模块即可。如图所示:
2.2.2 工程搭建
(1)引入依赖
修改changgou-gateway工程,打包方式为pom
pom.xml如下:
<?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"><parent><artifactId>changgou-parent</artifactId><groupId>com.changgou</groupId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><artifactId>changgou-gateway</artifactId><packaging>pom</packaging><modules><module>changgou-gateway-web</module></modules><!--网关依赖--><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-hystrix</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId></dependency></dependencies></project>
在changgou-gateway工程中,创建 changgou-gateway-web工程,该网关主要用于对后台微服务进行一个调用操作,将多个微服务串联到一起。
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"><parent><artifactId>changgou-gateway</artifactId><groupId>com.changgou</groupId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><artifactId>changgou-gateway-web</artifactId><description>普通web请求网关</description>
</project>
(2)引导类
在changgou-gateway-web中创建一个引导类com.changgou.GatewayWebApplication,代码如下:
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class GatewayWebApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(GatewayWebApplication.class,args);}
}
(3)application.yml配置
在changgou-gateway-web的resources下创建application.yml,代码如下:
spring:application:name: gateway-web
server:port: 8001
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
management:endpoint:gateway:enabled: trueweb:exposure:include: true
2.3 跨域配置
有时候,我们需要对所有微服务跨域请求进行处理,则可以在gateway中进行跨域支持。修改application.yml,添加如下代码:
spring:cloud:gateway:globalcors:cors-configurations:'[/**]': # 匹配所有请求allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域allowedMethods: # 支持的方法- GET- POST- PUT- DELETE
最终文件如下:
spring:cloud:gateway:globalcors:cors-configurations:'[/**]': # 匹配所有请求allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域allowedMethods: # 支持的方法- GET- POST- PUT- DELETEapplication:name: gateway-web
server:port: 8001
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
management:endpoint:gateway:enabled: trueweb:exposure:include: true
2.4 网关过滤配置
路由过滤器允许以某种方式修改传入的HTTP请求或传出的HTTP响应。 路径过滤器的范围限定为特定路径。 Spring Cloud Gateway包含许多内置的GatewayFilter工厂。如上图,根据请求路径路由到不同微服务去,这块可以使用Gateway的路由过滤功能实现。
过滤器 有 20 多个 实现 类, 包括 头部 过滤器、 路径 类 过滤器、 Hystrix 过滤器 和 变更 请求 URL 的 过滤器, 还有 参数 和 状态 码 等 其他 类型 的 过滤器。
内置的过滤器工厂有22个实现类,包括 头部过滤器、路径过滤器、Hystrix 过滤器 、请求URL 变更过滤器,还有参数和状态码等其他类型的过滤器。根据过滤器工厂的用途来划分,可以分为以下几种:Header、Parameter、Path、Body、Status、Session、Redirect、Retry、RateLimiter和Hystrix。
2.4.1 Host 路由
比如用户请求cloud.itheima.com的时候,可以将请求路由给http://localhost:18081服务处理,如下配置:
上图配置如下:
routes:- id: changgou_goods_routeuri: http://localhost:18081predicates:- Host=cloud.itheima.com**
测试请求http://cloud.itheima.com:8001/brand
,效果如下:
注意:此时要想让cloud.itheima.com访问本地计算机,要配置C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
文件,映射配置如下:
127.0.0.1 cloud.itheima.com
2.4.2 路径匹配过滤配置
我们还可以根据请求路径实现对应的路由过滤操作,例如请求中以/brand/
路径开始的请求,都直接交给http://localhost:180801
服务处理,如下配置:
上图配置如下:
routes:- id: changgou_goods_routeuri: http://localhost:18081predicates:- Path=/brand**
测试请求http://localhost:8001/brand
,效果如下:
2.4.3 PrefixPath 过滤配置
用户每次请求路径的时候,我们可以给真实请求加一个统一前缀,例如用户请求http://localhost:8001
的时候我们让它请求真实地址http://localhost:8001/brand
,如下配置:
上图配置如下:
routes:- id: changgou_goods_routeuri: http://localhost:18081predicates:#- Host=cloud.itheima.com**- Path=/**filters:- PrefixPath=/brand
测试请求http://localhost:8001/
效果如下:
2.4.4 StripPrefix 过滤配置
很多时候也会有这么一种请求,用户请求路径是/api/brand
,而真实路径是/brand
,这时候我们需要去掉/api
才是真实路径,此时可以使用SttripPrefix功能来实现路径的过滤操作,如下配置:
上图配置如下:
routes:- id: changgou_goods_routeuri: http://localhost:18081predicates:#- Host=cloud.itheima.com**- Path=/**filters:#- PrefixPath=/brand- StripPrefix=1
测试请求http://localhost:8001/api/brand
,效果如下:
2.4.5 LoadBalancerClient 路由过滤器(客户端负载均衡)
上面的路由配置每次都会将请求给指定的URL
处理,但如果在以后生产环境,并发量较大的时候,我们需要根据服务的名称判断来做负载均衡操作,可以使用LoadBalancerClientFilter
来实现负载均衡调用。LoadBalancerClientFilter
会作用在url以lb开头的路由,然后利用loadBalancer
来获取服务实例,构造目标requestUrl
,设置到GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR
属性中,供NettyRoutingFilter
使用。
修改application.yml配置文件,代码如下:
上图配置如下:
routes:- id: changgou_goods_route#uri: http://localhost:18081uri: lb://goodspredicates:#- Host=cloud.itheima.com**- Path=/**filters:#- PrefixPath=/brand- StripPrefix=1
测试请求路径http://localhost:8001/api/brand
2.5 网关限流
网关可以做很多的事情,比如,限流,当我们的系统 被频繁的请求的时候,就有可能将系统压垮,所以为了解决这个问题,需要在每一个微服务中做限流操作,但是如果有了网关,那么就可以在网关系统做限流,因为所有的请求都需要先通过网关系统才能路由到微服务中。
2.5.1 思路分析
2.5.2 令牌桶算法
令牌桶算法是比较常见的限流算法之一,大概描述如下:
1)所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理;
2)根据限流大小,设置按照一定的速率往桶里添加令牌;
3)桶设置最大的放置令牌限制,当桶满时、新添加的令牌就被丢弃或者拒绝;
4)请求达到后首先要获取令牌桶中的令牌,拿着令牌才可以进行其他的业务逻辑,处理完业务逻辑之后,将令牌直接删除;
5)令牌桶有最低限额,当桶中的令牌达到最低限额的时候,请求处理完之后将不会删除令牌,以此保证足够的限流
如下图:
这个算法的实现,有很多技术,Guaua是其中之一,redis客户端也有其实现。
2.5.3 使用令牌桶进行请求次数限流
spring cloud gateway 默认使用redis的RateLimter限流算法来实现。所以我们要使用首先需要引入redis的依赖
(1)引入redis依赖
在changgou-gateway的pom.xml中引入redis的依赖
<!--redis-->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId><version>2.1.3.RELEASE</version>
</dependency>
(2)定义KeyResolver
在Applicatioin引导类中添加如下代码,KeyResolver用于计算某一个类型的限流的KEY也就是说,可以通过KeyResolver来指定限流的Key。
我们可以根据IP来限流,比如每个IP每秒钟只能请求一次,在GatewayWebApplication定义key的获取,获取客户端IP,将IP作为key,如下代码:
/**** IP限流* @return*/
@Bean(name="ipKeyResolver")
public KeyResolver userKeyResolver() {return new KeyResolver() {@Overridepublic Mono<String> resolve(ServerWebExchange exchange) {//获取远程客户端IPString hostName = exchange.getRequest().getRemoteAddress().getAddress().getHostAddress();System.out.println("hostName:"+hostName);return Mono.just(hostName);}};
}
(3)修改application.yml中配置项,指定限制流量的配置以及REDIS的配置,如图
修改如下图:
配置代码如下:
spring:cloud:gateway:globalcors:corsConfigurations:'[/**]': # 匹配所有请求allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域allowedMethods: # 支持的方法- GET- POST- PUT- DELETEroutes:- id: changgou_goods_routeuri: lb://goodspredicates:- Path=/api/brand**filters:- StripPrefix=1- name: RequestRateLimiter #请求数限流 名字不能随便写 ,使用默认的facatoryargs:key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"redis-rate-limiter.replenishRate: 1redis-rate-limiter.burstCapacity: 1application:name: gateway-web#Redis配置redis:host: 192.168.211.132port: 6379server:port: 8001
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
management:endpoint:gateway:enabled: trueweb:exposure:include: true
解释:
redis-rate-limiter.replenishRate
是您希望允许用户每秒执行多少请求,而不会丢弃任何请求。这是令牌桶填充的速率
redis-rate-limiter.burstCapacity
是指令牌桶的容量,允许在一秒钟内完成的最大请求数,将此值设置为零将阻止所有请求。
key-resolver: “#{@ipKeyResolver}” 用于通过SPEL表达式来指定使用哪一个KeyResolver.
如上配置:
表示 一秒内,允许 一个请求通过,令牌桶的填充速率也是一秒钟添加一个令牌。
最大突发状况 也只允许 一秒内有一次请求,可以根据业务来调整 。
多次请求会发生如下情况
3 用户登录
项目中有2个重要角色,分别为管理员和用户,下面几章我们将实现购物下单和支付,用户如果没登录是没法下单和支付的,所以我们这里需要实现一个登录功能。
3.1 表结构介绍
changgou_user表如下:
用户信息表tb_user
CREATE TABLE `tb_user` (`username` varchar(50) NOT NULL COMMENT '用户名',`password` varchar(100) NOT NULL COMMENT '密码,加密存储',`phone` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT '注册手机号',`email` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '注册邮箱',`created` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',`updated` datetime NOT NULL COMMENT '修改时间',`source_type` varchar(1) DEFAULT NULL COMMENT '会员来源:1:PC,2:H5,3:Android,4:IOS',`nick_name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '昵称',`name` varchar(50) DEFAULT NULL COMMENT '真实姓名',`status` varchar(1) DEFAULT NULL COMMENT '使用状态(1正常 0非正常)',`head_pic` varchar(150) DEFAULT NULL COMMENT '头像地址',`qq` varchar(20) DEFAULT NULL COMMENT 'QQ号码',`is_mobile_check` varchar(1) DEFAULT '0' COMMENT '手机是否验证 (0否 1是)',`is_email_check` varchar(1) DEFAULT '0' COMMENT '邮箱是否检测(0否 1是)',`sex` varchar(1) DEFAULT '1' COMMENT '性别,1男,0女',`user_level` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '会员等级',`points` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '积分',`experience_value` int(11) DEFAULT NULL COMMENT '经验值',`birthday` datetime DEFAULT NULL COMMENT '出生年月日',`last_login_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '最后登录时间',PRIMARY KEY (`username`),UNIQUE KEY `username` (`username`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';
3.2 用户微服务创建
创建工程之前,先使用代码生成器生成对应的业务代码。
(1)公共API创建
在changgou-service-api中创建changgou-service-user-api,并将pojo拷贝到工程中,如下图:
在changgou-service中创建changgou-service-user微服务,并引入生成的业务逻辑代码,如下图:
(2)依赖
在changgou-service-user的pom.xml引入如下依赖:
<?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"><parent><artifactId>changgou-service</artifactId><groupId>com.changgou</groupId><version>1.0-SNAPSHOT</version></parent><modelVersion>4.0.0</modelVersion><artifactId>changgou-service-user</artifactId><!--依赖--><dependencies><dependency><groupId>com.changgou</groupId><artifactId>changgou-service-user-api</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></dependency><dependency><groupId>com.changgou</groupId><artifactId>changgou-core-controller</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version></dependency></dependencies>
</project>
(3)启动类创建
在changgou-service-user微服务中创建启动类com.changgou.UserApplication,代码如下:
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@MapperScan("com.changgou.user.dao")
public class UserApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(UserApplication.class,args);}
}
(4)application.yml配置
在changgou-service-user的resources中创建application.yml配置,代码如下:
server:port: 18089
spring:application:name: userdatasource:driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://192.168.211.132:3306/changgou_user?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTCusername: rootpassword: 123456
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
feign:hystrix:enabled: true
3.3 登录
登录的时候,需要进行密码校验,这里采用了BCryptPasswordEncoder进行加密,需要将资料中的BCrypt导入到common工程中,其中BCrypt.checkpw(“明文”,“密文”)用于对比密码是否一致。
修改changgou-service-user的com.changgou.user.controller.UserController添加登录方法,代码如下:
/**** 用户登录*/
@RequestMapping(value = "/login")
public Result login(String username,String password){//查询用户信息User user = userService.selectByPrimaryKey(username);if(user!=null && BCrypt.checkpw(password,user.getPassword())){return new Result(true,StatusCode.OK,"登录成功!",user);}return new Result(false,StatusCode.LOGINERROR,"账号或者密码错误!");
}
注意:这里密码进行了加密。
使用Postman测试如下:
3.4 网关关联
在我们平时工作中,并不会直接将微服务暴露出去,一般都会使用网关对接,实现对微服务的一个保护作用,如上图,当用户访问/api/user/
的时候我们再根据用户请求调用用户微服务的指定方法。当然,除了/api/user/
还有/api/address/
、/api/areas/
、/api/cities/
、/api/provinces/
都需要由user微服务处理,修改网关工程changgou-gateway-web
的application.yml配置文件,如下代码:
上图代码如下:
spring:cloud:gateway:globalcors:corsConfigurations:'[/**]': # 匹配所有请求allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域allowedMethods: # 支持的方法- GET- POST- PUT- DELETEroutes:- id: changgou_goods_routeuri: lb://goodspredicates:- Path=/api/goods/**filters:- StripPrefix=1- name: RequestRateLimiter #请求数限流 名字不能随便写 ,使用默认的facatoryargs:key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"redis-rate-limiter.replenishRate: 1redis-rate-limiter.burstCapacity: 1#用户微服务- id: changgou_user_routeuri: lb://userpredicates:- Path=/api/user/**,/api/address/**,/api/areas/**,/api/cities/**,/api/provinces/**filters:- StripPrefix=1application:name: gateway-web#Redis配置redis:host: 192.168.211.132port: 6379server:port: 8001
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
management:endpoint:gateway:enabled: trueweb:exposure:include: true
使用Postman访问http://localhost:8001/api/user/login?username=changgou&password=changgou
,效果如下:
4 JWT讲解
4.1 需求分析
我们之前已经搭建过了网关,使用网关在网关系统中比较适合进行权限校验。
那么我们可以采用JWT的方式来实现鉴权校验。
4.2 什么是JWT
JSON Web Token(JWT)是一个非常轻巧的规范。这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。
4.3 JWT的构成
一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名。
头部(Header)
头部用于描述关于该JWT的最基本的信息,例如其类型以及签名所用的算法等。这也可以被表示成一个JSON对象。
{"typ":"JWT","alg":"HS256"}
在头部指明了签名算法是HS256算法。 我们进行BASE64编码http://base64.xpcha.com/,编码后的字符串如下:
eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9
小知识:Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64,所以每6个比特为一个单元,对应某个可打印字符。三个字节有24个比特,对应于4个Base64单元,即3个字节需要用4个可打印字符来表示。JDK 中提供了非常方便的 BASE64Encoder 和 BASE64Decoder,用它们可以非常方便的完成基于 BASE64 的编码和解码
载荷(playload)
载荷就是存放有效信息的地方。这个名字像是特指飞机上承载的货品,这些有效信息包含三个部分
(1)标准中注册的声明(建议但不强制使用)
iss: jwt签发者
sub: jwt所面向的用户
aud: 接收jwt的一方
exp: jwt的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间
nbf: 定义在什么时间之前,该jwt都是不可用的.
iat: jwt的签发时间
jti: jwt的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
(2)公共的声明
公共的声明可以添加任何的信息,一般添加用户的相关信息或其他业务需要的必要信息.但不建议添加敏感信息,因为该部分在客户端可解密.
(3)私有的声明
私有声明是提供者和消费者所共同定义的声明,一般不建议存放敏感信息,因为base64是对称解密的,意味着该部分信息可以归类为明文信息。
这个指的就是自定义的claim。比如下面面结构举例中的admin和name都属于自定的claim。这些claim跟JWT标准规定的claim区别在于:JWT规定的claim,JWT的接收方在拿到JWT之后,都知道怎么对这些标准的claim进行验证(还不知道是否能够验证);而private claims不会验证,除非明确告诉接收方要对这些claim进行验证以及规则才行。
定义一个payload:
{"sub":"1234567890","name":"John Doe","admin":true}
然后将其进行base64加密,得到Jwt的第二部分。
eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYWRtaW4iOnRydWV9
签证(signature)
jwt的第三部分是一个签证信息,这个签证信息由三部分组成:
header (base64后的)
payload (base64后的)
secret
这个部分需要base64加密后的header和base64加密后的payload使用.连接组成的字符串,然后通过header中声明的加密方式进行加盐secret组合加密,然后就构成了jwt的第三部分。
TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
将这三部分用.连接成一个完整的字符串,构成了最终的jwt:
eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiYW RtaW4iOnRydWV9.TJVA95OrM7E2cBab30RMHrHDcEfxjoYZgeFONFh7HgQ
注意:secret是保存在服务器端的,jwt的签发生成也是在服务器端的,secret就是用来进行jwt的签发和jwt的验证,所以,它就是你服务端的私钥,在任何场景都不应该流露出去。一旦客户端得知这个secret, 那就意味着客户端是可以自我签发jwt了。
4.4 JJWT的介绍和使用
JJWT是一个提供端到端的JWT创建和验证的Java库。永远免费和开源(Apache License,版本2.0),JJWT很容易使用和理解。它被设计成一个以建筑为中心的流畅界面,隐藏了它的大部分复杂性。
官方文档:
https://github.com/jwtk/jjwt
4.4.1 创建TOKEN
(1)依赖引入
在changgou-parent项目中的pom.xml中添加依赖:
<!--鉴权-->
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt</artifactId><version>0.9.0</version>
</dependency>
(2)创建测试
在changgou-common的/test/java下创建测试类,并设置测试方法
public class JwtTest {/***** 创建Jwt令牌*/@Testpublic void testCreateJwt(){JwtBuilder builder= Jwts.builder().setId("888") //设置唯一编号.setSubject("小白") //设置主题 可以是JSON数据.setIssuedAt(new Date()) //设置签发日期.signWith(SignatureAlgorithm.HS256,"itcast");//设置签名 使用HS256算法,并设置SecretKey(字符串)//构建 并返回一个字符串System.out.println( builder.compact() );}
}
运行打印结果:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjIyODd9.RBLpZ79USMplQyfJCZFD2muHV_KLks7M1ZsjTu6Aez4
再次运行,会发现每次运行的结果是不一样的,因为我们的载荷中包含了时间。
4.4.2 TOKEN解析
我们刚才已经创建了token ,在web应用中这个操作是由服务端进行然后发给客户端,客户端在下次向服务端发送请求时需要携带这个token(这就好像是拿着一张门票一样),那服务端接到这个token 应该解析出token中的信息(例如用户id),根据这些信息查询数据库返回相应的结果。
/**** 解析Jwt令牌数据*/
@Test
public void testParseJwt(){String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjIyODd9.RBLpZ79USMplQyfJCZFD2muHV_KLks7M1ZsjTu6Aez4";Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();System.out.println(claims);
}
运行打印效果:
{jti=888, sub=小白, iat=1562062287}
试着将token或签名秘钥篡改一下,会发现运行时就会报错,所以解析token也就是验证token.
4.4.3 设置过期时间
有很多时候,我们并不希望签发的token是永久生效的,所以我们可以为token添加一个过期时间。
4.4.3.1 token过期设置
解释:
.setExpiration(date)//用于设置过期时间 ,参数为Date类型数据
运行,打印效果如下:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjI5MjUsImV4cCI6MTU2MjA2MjkyNX0._vs4METaPkCza52LuN0-2NGGWIIO7v51xt40DHY1U1Q
4.4.3.2 解析TOKEN
/**** 解析Jwt令牌数据*/
@Test
public void testParseJwt(){String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjI5MjUsImV4cCI6MTU2MjA2MjkyNX0._vs4METaPkCza52LuN0-2NGGWIIO7v51xt40DHY1U1Q";Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();System.out.println(claims);
}
打印效果:
当前时间超过过期时间,则会报错。
4.4.4 自定义claims
我们刚才的例子只是存储了id和subject两个信息,如果你想存储更多的信息(例如角色)可以定义自定义claims。
创建测试类,并设置测试方法:
创建token:
运行打印效果:
eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjMyOTIsImFkZHJlc3MiOiLmt7HlnLPpu5Hpqazorq3nu4PokKXnqIvluo_lkZjkuK3lv4MiLCJuYW1lIjoi546L5LqUIiwiYWdlIjoyN30.ZSbHt5qrxz0F1Ma9rVHHAIy4jMCBGIHoNaaPQXxV_dk
解析TOKEN:
/**** 解析Jwt令牌数据*/
@Test
public void testParseJwt(){String compactJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJqdGkiOiI4ODgiLCJzdWIiOiLlsI_nmb0iLCJpYXQiOjE1NjIwNjMyOTIsImFkZHJlc3MiOiLmt7HlnLPpu5Hpqazorq3nu4PokKXnqIvluo_lkZjkuK3lv4MiLCJuYW1lIjoi546L5LqUIiwiYWdlIjoyN30.ZSbHt5qrxz0F1Ma9rVHHAIy4jMCBGIHoNaaPQXxV_dk";Claims claims = Jwts.parser().setSigningKey("itcast").parseClaimsJws(compactJwt).getBody();System.out.println(claims);
}
运行效果:
4.5 鉴权处理
4.5.1 思路分析
1.用户通过访问微服务网关调用微服务,同时携带头文件信息
2.在微服务网关这里进行拦截,拦截后获取用户要访问的路径
3.识别用户访问的路径是否需要登录,如果需要,识别用户的身份是否能访问该路径[这里可以基于数据库设计一套权限]
4.如果需要权限访问,用户已经登录,则放行
5.如果需要权限访问,且用户未登录,则提示用户需要登录
6.用户通过网关访问用户微服务,进行登录验证
7.验证通过后,用户微服务会颁发一个令牌给网关,网关会将用户信息封装到头文件中,并响应用户
8.用户下次访问,携带头文件中的令牌信息即可识别是否登录
4.5.2用户登录签发TOKEN
(1)生成令牌工具类
在changgou-common中创建类entity.JwtUtil,主要辅助生成Jwt令牌信息,代码如下:
public class JwtUtil {//有效期为public static final Long JWT_TTL = 3600000L;// 60 * 60 *1000 一个小时//Jwt令牌信息public static final String JWT_KEY = "itcast";public static String createJWT(String id, String subject, Long ttlMillis) {//指定算法SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;//当前系统时间long nowMillis = System.currentTimeMillis();//令牌签发时间Date now = new Date(nowMillis);//如果令牌有效期为null,则默认设置有效期1小时if(ttlMillis==null){ttlMillis=JwtUtil.JWT_TTL;}//令牌过期时间设置long expMillis = nowMillis + ttlMillis;Date expDate = new Date(expMillis);//生成秘钥SecretKey secretKey = generalKey();//封装Jwt令牌信息JwtBuilder builder = Jwts.builder().setId(id) //唯一的ID.setSubject(subject) // 主题 可以是JSON数据.setIssuer("admin") // 签发者.setIssuedAt(now) // 签发时间.signWith(signatureAlgorithm, secretKey) // 签名算法以及密匙.setExpiration(expDate); // 设置过期时间return builder.compact();}/*** 生成加密 secretKey* @return*/public static SecretKey generalKey() {byte[] encodedKey = Base64.getEncoder().encode(JwtUtil.JWT_KEY.getBytes());SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");return key;}/*** 解析令牌数据* @param jwt* @return* @throws Exception*/public static Claims parseJWT(String jwt) throws Exception {SecretKey secretKey = generalKey();return Jwts.parser().setSigningKey(secretKey).parseClaimsJws(jwt).getBody();}
}
(2) 用户登录成功 则 签发TOKEN,修改登录的方法:
代码如下:
/**** 用户登录*/
@RequestMapping(value = "/login")
public Result login(String username,String password){//查询用户信息User user = userService.findById(username);if(user!=null && BCrypt.checkpw(password,user.getPassword())){//设置令牌信息Map<String,Object> info = new HashMap<String,Object>();info.put("role","USER");info.put("success","SUCCESS");info.put("username",username);//生成令牌String jwt = JwtUtil.createJWT(UUID.randomUUID().toString(), JSON.toJSONString(info),null);return new Result(true,StatusCode.OK,"登录成功!",jwt);}return new Result(false,StatusCode.LOGINERROR,"账号或者密码错误!");
}
4.5.3 网关过滤器拦截请求处理
拷贝JwtUtil到changgou-gateway-web中
4.5.4 自定义全局过滤器
创建 过滤器类,如图所示:
AuthorizeFilter代码如下:
@Component
public class AuthorizeFilter implements GlobalFilter, Ordered {//令牌头名字private static final String AUTHORIZE_TOKEN = "Authorization";/**** 全局过滤器* @param exchange* @param chain* @return*/@Overridepublic Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {//获取Request、Response对象ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();ServerHttpResponse response = exchange.getResponse();//获取请求的URIString path = request.getURI().getPath();//如果是登录、goods等开放的微服务[这里的goods部分开放],则直接放行,这里不做完整演示,完整演示需要设计一套权限系统if (path.startsWith("/api/user/login")) {//放行Mono<Void> filter = chain.filter(exchange);return filter;}//获取头文件中的令牌信息String tokent = request.getHeaders().getFirst(AUTHORIZE_TOKEN);//如果头文件中没有,则从请求参数中获取if (StringUtils.isEmpty(tokent)) {tokent = request.getQueryParams().getFirst(AUTHORIZE_TOKEN);}//如果为空,则输出错误代码if (StringUtils.isEmpty(tokent)) {//设置方法不允许被访问,401错误代码response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);return response.setComplete();}//解析令牌数据try {Claims claims = JwtUtil.parseJWT(tokent);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();//解析失败,响应401错误response.setStatusCode(HttpStatus.UNAUTHORIZED);return response.setComplete();}//放行return chain.filter(exchange);}/**** 过滤器执行顺序* @return*/@Overridepublic int getOrder() {return 0;}
}
4.5.5 配置过滤规则
修改网关系统的yml文件:
上述代码如下:
spring:cloud:gateway:globalcors:corsConfigurations:'[/**]': # 匹配所有请求allowedOrigins: "*" #跨域处理 允许所有的域allowedMethods: # 支持的方法- GET- POST- PUT- DELETEroutes:- id: changgou_goods_routeuri: lb://goodspredicates:- Path=/api/album/**,/api/brand/**,/api/cache/**,/api/categoryBrand/**,/api/category/**,/api/para/**,/api/pref/**,/api/sku/**,/api/spec/**,/api/spu/**,/api/stockBack/**,/api/template/**filters:- StripPrefix=1- name: RequestRateLimiter #请求数限流 名字不能随便写 ,使用默认的facatoryargs:key-resolver: "#{@ipKeyResolver}"redis-rate-limiter.replenishRate: 1redis-rate-limiter.burstCapacity: 1#用户微服务- id: changgou_user_routeuri: lb://userpredicates:- Path=/api/user/**,/api/address/**,/api/areas/**,/api/cities/**,/api/provinces/**filters:- StripPrefix=1application:name: gateway-web#Redis配置redis:host: 192.168.211.132port: 6379server:port: 8001
eureka:client:service-url:defaultZone: http://127.0.0.1:7001/eurekainstance:prefer-ip-address: true
management:endpoint:gateway:enabled: trueweb:exposure:include: true
测试访问http://localhost:8001/api/user/login?username=changgou&password=changgou
,效果如下:
测试访问http://localhost:8001/api/user
,效果如下:
参考官方手册:
https://cloud.spring.io/spring-cloud-gateway/spring-cloud-gateway.html#_stripprefix_gatewayfilter_factory
4.6 会话保持
用户每次请求的时候,我们都需要获取令牌数据,方法有多重,可以在每次提交的时候,将数据提交到头文件中,也可以将数据存储到Cookie中,每次从Cookie中校验数据,还可以每次将令牌数据以参数的方式提交到网关,这里面采用Cookie的方式比较容易实现。
4.6.1 登录封装Cookie
修改user微服务,每次登录的时候,添加令牌信息到Cookie中,修改changgou-service-user的com.changgou.user.controller.UserController
的login
方法,代码如下:
4.6.2 过滤器获取令牌数据
每次在网关中通过过滤器获取Cookie中的令牌,然后对令牌数据进行解析,修改微服务网关changgou-gateway-web中的AuthorizeFilter,代码如下:
登录后测试,可以识别用户身份,不登录无法识别。如下访问http://localhost:8001/api/user
会携带令牌数据:
4.6.3 添加Header信息
我们还可以在Gateway的全局过滤器中添加请求头信息,例如可以讲令牌信息添加到请求头中,在微服务中获取头信息,如下代码:
修改微服务网关中的AuthorizeFilter过滤器,在令牌信息校验那块将令牌加入到请求头中,如下代码:
在changgou-service-user微服务的UserController的findAll方法中获取请求头测试,代码如下:
后台输出令牌数据如下:
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