Spring Security(一)--Architecture Overview

一直以来我都想写一写 Spring Security 系列的文章,但是整个 Spring Security 体系强大却又繁杂。陆陆续续从最开始的 guides 接触它,到项目中看了一些源码,到最近这个月为了写一写这个系列的文章,阅读了好几遍文档,最终打算尝试一下,写一个较为完整的系列文章。

较为简单或者体量较小的技术,完全可以参考着 demo 直接上手,但系统的学习一门技术则不然。以我的认知,一般的文档大致有两种风格:Architecture First 和 Code First。前者致力于让读者先了解整体的架构,方便我们对自己的认知有一个宏观的把控,而后者以特定的 demo 配合讲解,可以让读者在解决问题的过程中顺便掌握一门技术。关注过我博客或者公众号的朋友会发现,我之前介绍技术的文章,大多数是 Code First,提出一个需求,介绍一个思路,解决一个问题,分析一下源码,大多如此。而学习一个体系的技术,我推荐 Architecture First,正如本文标题所言,这篇文章是我 Spring Security 系列的第一篇,主要是根据 Spring Security 文档选择性 ~~ 翻译 ~~ 整理而成的一个架构概览,配合自己的一些注释方便大家理解。写作本系列文章时,参考版本为 Spring Security 4.2.3.RELEASE。

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1 核心组件

这一节主要介绍一些在 Spring Security 中常见且核心的 Java 类,它们之间的依赖,构建起了整个框架。想要理解整个架构,最起码得对这些类眼熟。

1.1 SecurityContextHolder

SecurityContextHolder 用于存储安全上下文(security context)的信息。当前操作的用户是谁,该用户是否已经被认证,他拥有哪些角色权限… 这些都被保存在 SecurityContextHolder 中。SecurityContextHolder 默认使用 ThreadLocal 策略来存储认证信息。看到 ThreadLocal 也就意味着,这是一种与线程绑定的策略。Spring Security 在用户登录时自动绑定认证信息到当前线程,在用户退出时,自动清除当前线程的认证信息。但这一切的前提,是你在 web 场景下使用 Spring Security,而如果是 Swing 界面,Spring 也提供了支持,SecurityContextHolder 的策略则需要被替换,鉴于我的初衷是基于 web 来介绍 Spring Security,所以这里以及后续,非 web 的相关的内容都一笔带过。

获取当前用户的信息

因为身份信息是与线程绑定的,所以可以在程序的任何地方使用静态方法获取用户信息。一个典型的获取当前登录用户的姓名的例子如下所示:

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Object principal = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication().getPrincipal();

if (principal instanceof UserDetails) {
String username = ((UserDetails)principal).getUsername();
} else {
String username = principal.toString();
}

getAuthentication()返回了认证信息,再次 getPrincipal() 返回了身份信息,UserDetails 便是 Spring 对身份信息封装的一个接口。Authentication 和 UserDetails 的介绍在下面的小节具体讲解,本节重要的内容是介绍 SecurityContextHolder 这个容器。


浅析分布式下的事件驱动机制(PubSub 模式)

上一篇文章《浅析 Spring 中的事件驱动机制》简单介绍了 Spring 对事件的支持。Event 的整个生命周期,从 publisher 发出,经过 applicationContext 容器通知到 EventListener,都是发生在单个 Spring 容器中,而在分布式场景下,有些时候一个事件的产生,可能需要被多个实例响应,本文主要介绍分布式场景下的事件驱动机制,由于使用了 Redis,ActiveMQ,也可以换一个名词来理解:分布式下的发布订阅模式。

JMS 规范

在日常项目开发中,我们或多或少的发现一些包一些类位于 java 或 javax 中,他们主要提供抽象类,接口,提供了一种规范,如 JPA,JSR,JNDI,JTA,JMS,他们是由 java 指定的标准规范,一流企业做标准、二流企业做品牌、三流企业做产品,虽然有点调侃的意味,但也可以见得它的重要意义。而 JMS 就是 java 在消息服务上指定的标准

The Java Message Service (JMS) API is a messaging standard that allows application components based on the Java Platform Enterprise Edition (Java EE) to create, send, receive, and read messages. It enables distributed communication that is loosely coupled, reliable, and asynchronous.

JMS(JAVA Message Service,java 消息服务)API 是一个消息服务的标准或者说是规范,允许应用程序组件基于 JavaEE 平台创建、发送、接收和读取消息。它使分布式通信耦合度更低,消息服务更加可靠以及异步性。

消息中间件有非常多的实现,如 ActiveMQ,RabbitMQ,RocketMQ,而他们同一遵循的接口规范,便是 JMS。在下文中即将出现的 ConnectionFactory,Destination,Connection,Session,MessageListener,Topic,Queue 等等名词,都是 JMS 核心的接口,由于本文的初衷并不是讲解 MQ&JMS,所以这些机制暂且跳过。

定义分布式事件需求

在上一个项目中,我们对接了外网的 http 接口,而安全性的保障则是交给 OAuth2 来完成,作为 OAuth2 的客户端,我们需要获取服务端返回的 token,而 token 接口的获取次数每个月是有限制的,于是我们选择使用 Redis 来保存,定时刷新。由于每次发起请求时都要携带 token,为了更高的性能减少一次 redis io,我们在 TokenService 中使用了本地变量缓存 token。于是形成如下的 token 获取机制:

token 获取流程

这个图并不复杂,只是为了方便描述需求:首先去本地变量中加载 token,若 token==null,则去 Redis 加载,若 Redis 未命中(token 过期了),则最终调用外部的 http 接口获取实时的 token,同时存入 redis 中和本地变量中。

这个需求设计到这样一个问题:大多数情况下是单个实例中发现 redis 中的 token 为空,而它需要同时获取最新 token,并通知其他的实例也去加载最新的 token,这个时候事件广播就可以派上用场了。

由于 token 缓存在了 Redis 中,我们首先介绍 Redis 的发布订阅机制。


上一个电商项目的反思

从去年实习到今年转正,陆陆续续接触了大概四个项目。有电商类,互联网保险类,也经历过管理系统。幸运的是,这些项目都是从零开始,避免了让我去维护不堪入目的老旧系统。而这么多项目中令我印象最深刻的,就要属上一个电商项目了。这也是我接触到的真正意义的第一个微服务项目,到今天回首去看曾经的这个项目,有很多突破性地尝试,同时不可避免地也踩入了一些坑点,毕竟摸着石头过河。今天想聊聊我对上一个电商项目的反思。

项目简介

准确的说是一个第三方的电商项目,商品来源是由主流电商的 http 接口提供(目前接入了京东,苏宁),打造我们自己的商城体系。使用的技术包括 springboot,jpa,rpc 框架使用的是 motan,数据库使用的是 oracle,基本都还算是主流的技术。


浅析 Spring 中的事件驱动机制

今天来简单地聊聊事件驱动,其实写这篇文章挺令我挺苦恼的,因为事件驱动这个名词,我没有找到很好的定性解释,担心自己的表述有误,而说到事件驱动可能立刻联想到如此众多的概念:观察者模式,发布订阅模式,消息队列 MQ,消息驱动,事件,EventSourcing… 为了不产生歧义,笔者把自己所了解的这些模棱两可的概念都列了出来,再开始今天的分享。

  • 在设计模式中,观察者模式可以算得上是一个非常经典的行为型设计模式,猫叫了,主人醒了,老鼠跑了,这一经典的例子,是事件驱动模型在设计层面的体现。
  • 另一模式,发布订阅模式往往被人们等同于观察者模式,但我的理解是两者唯一区别,是发布订阅模式需要有一个调度中心,而观察者模式不需要,例如观察者的列表可以直接由被观察者维护。不过两者即使被混用,互相替代,通常不影响表达。
  • MQ,中间件级别的消息队列(e.g. ActiveMQ,RabbitMQ),可以认为是发布订阅模式的一个具体体现。事件驱动 -> 发布订阅 ->MQ,从抽象到具体。
  • java 和 spring 中都拥有 Event 的抽象,分别代表了语言级别和三方框架级别对事件的支持。
  • EventSourcing 这个概念就要关联到领域驱动设计,DDD 对事件驱动也是非常地青睐,领域对象的状态完全是由事件驱动来控制,由其衍生出了 CQRS 架构,具体实现框架有 AxonFramework。
  • Nginx 可以作为高性能的应用服务器(e.g. openResty),以及 Nodejs 事件驱动的特性,这些也是都是事件驱动的体现。

从 Feign 使用注意点到 RESTFUL 接口设计规范

最近项目中大量使用了 Spring Cloud Feign 来对接 http 接口,踩了不少坑,也产生了一些对 RESTFUL 接口设计的想法,特此一篇记录下。

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SpringMVC 的请求参数绑定机制

了解 Feign 历史的朋友会知道,Feign 本身是 Netflix 的产品,Spring Cloud Feign 是在原生 Feign 的基础上进行了封装,引入了大量的 SpringMVC 注解支持,这一方面使得其更容易被广大的 Spring 使用者开箱即用,但也产生了不小的混淆作用。所以在使用 Spring Cloud Feign 之前,笔者先介绍一下 SpringMVC 的一个入参机制。预设一个 RestController,在本地的 8080 端口启动一个应用,用于接收 http 请求。


Re:从零开始的 Spring Session(二)

上一篇文章介绍了一些 Session 和 Cookie 的基础知识,这篇文章开始正式介绍 Spring Session 是如何对传统的 Session 进行改造的。官网这么介绍 Spring Session:

Spring Session provides an API and implementations for managing a user’s session information. It also provides transparent integration with:

  • HttpSession - allows replacing the HttpSession in an application container (i.e. Tomcat) neutral way. Additional features include:
    • Clustered Sessions - Spring Session makes it trivial to support clustered sessions without being tied to an application container specific solution.
    • Multiple Browser Sessions - Spring Session supports managing multiple users’ sessions in a single browser instance (i.e. multiple authenticated accounts similar to Google).
    • RESTful APIs - Spring Session allows providing session ids in headers to work with RESTful APIs
  • WebSocket - provides the ability to keep the HttpSession alive when receiving WebSocket messages

其具体的特性非常之多,具体的内容可以从文档中了解到,笔者做一点自己的总结,Spring Session 的特性包括但不限于以下:

  • 使用 GemFire 来构建 C/S 架构的 httpSession(不关注)
  • 使用第三方仓储来实现集群 session 管理,也就是常说的分布式 session 容器,替换应用容器(如 tomcat 的 session 容器)。仓储的实现,Spring Session 提供了三个实现(redis,mongodb,jdbc),其中 redis 使我们最常用的。程序的实现,使用 AOP 技术,几乎可以做到透明化地替换。(核心)
  • 可以非常方便的扩展 Cookie 和自定义 Session 相关的 Listener,Filter。
  • 可以很方便的与 Spring Security 集成,增加诸如 findSessionsByUserName,rememberMe,限制同一个账号可以同时在线的 Session 数(如设置成 1,即可达到把前一次登录顶掉的效果)等等

介绍完特性,下面开始一步步集成 Spring Session


Re:从零开始的 Spring Session(一)

Session 和 Cookie 这两个概念,在学习 java web 开发之初,大多数人就已经接触过了。最近在研究跨域单点登录的实现时,发现对于 Session 和 Cookie 的了解,并不是很深入,所以打算写两篇文章记录一下自己的理解。在我们的应用集成 Spring Session 之前,先补充一点 Session 和 Cookie 的关键知识。

由于 http 协议是无状态的协议,为了能够记住请求的状态,于是引入了 Session 和 Cookie 的机制。我们应该有一个很明确的概念,那就是 Session 是存在于服务器端的,在单体式应用中,他是由 tomcat 管理的,存在于 tomcat 的内存中,当我们为了解决分布式场景中的 session 共享问题时,引入了 redis,其共享内存,以及支持 key 自动过期的特性,非常契合 session 的特性,我们在企业开发中最常用的也就是这种模式。但是只要你愿意,也可以选择存储在 JDBC,Mongo 中,这些,spring 都提供了默认的实现,在大多数情况下,我们只需要引入配置即可。而 Cookie 则是存在于客户端,更方便理解的说法,可以说存在于浏览器。Cookie 并不常用,至少在我不长的 web 开发生涯中,并没有什么场景需要我过多的关注 Cookie。http 协议允许从服务器返回 Response 时携带一些 Cookie,并且同一个域下对 Cookie 的数量有所限制,之前说过 Session 的持久化依赖于服务端的策略,而 Cookie 的持久化则是依赖于本地文件。虽然说 Cookie 并不常用,但是有一类特殊的 Cookie 却是我们需要额外关注的,那便是与 Session 相关的 sessionId,他是真正维系客户端和服务端的桥梁。


解析 Spring 中的 ResponseBody 和 RequestBody

spring,restful,前后端分离这些关键词都是大家耳熟能详的关键词了,一般 spring 常常需要与前端、第三方使用 JSON,XML 等形式进行交互,你也一定不会对 @RequestBody 和 @ResponseBody 这两个注解感到陌生。


XML 与 javabean 的转换

XML 可以说是一种被时代淘汰的数据传输格式,毕竟相比较 JSON,其语法,表现形式,以及第三方类库的支持,都要略逊一筹,但最近在对接一些老接口时,主要还是以 XML 为主,而翻阅相关的文档以及博客,没看到很好的文章介绍如何使用 xml 进行数据传输,所以简单写下此文,做一下记录。内心多多少少还是会抵制对接如此老旧的接口,不过生活还是要继续。

Code First

先上一段代码,展示一下如何封装,讲解放到后面

一个典型的对接方提供的 XML 如下:

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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<ORDER>
<ORDER_NO>10086</ORDER_NO>
<TOTAL_PRICE>3.14</TOTAL_PRICE>
<CREATE_TIME>2017-08-26 03:39:30</CREATE_TIME>
<ORDER_ITEMS>
<ORDER_ITEM>
<GOODS_NAME> 德芙 </GOODS_NAME>
<NUM>3</NUM>
</ORDER_ITEM>
<ORDER_ITEM>
<GOODS_NAME> 旺仔 </GOODS_NAME>
<NUM>10</NUM>
</ORDER_ITEM>
</ORDER_ITEMS>
</ORDER>

而我们要对应的实体类,则应当如下:

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@XmlRootElement(name = "ORDER")// <1>
@XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)// <1>
public class Order {

@XmlElement(name = "ORDER_NO")// <1>
private String orderNo;

@XmlElement(name = "TOTAL_PRICE")
private BigDecimal totalPrice;

@XmlElement(name = "CREATE_TIME")
@XmlJavaTypeAdapter(DateAdapter.class) // <2>
private Date createTime;

@XmlElementWrapper(name = "ORDER_ITEMS") // <3>
@XmlElement(name = "ORDER_ITEM")
private List<OrderItem> orderItems;

}
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@XmlAccessorType(XmlAccessType.FIELD)
public class OrderItem {

@XmlElement(name = "GOODS_NAME")
private String goodsName;

@XmlElement(name = "NUM")
private Integer num;

}

我举的这个示例基本包含一般情况下所有可能出现的需求

<1> 常用注解 XmlRootElement,XmlAccessorType,XmlElement

<2> 日期转换的适配器注解

<3> 如何在 XML 中设置集合

在介绍这三点之前,先给出转换的工具类


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