spring boot 2 集成JWT实现api接口认证

JSON Web Token（JWT）是目前流行的跨域身份验证解决方案。
官网：https://jwt.io/
本文spring boot 2 集成JWT实现api接口验证。

1、JWT的数据结构

JWT由header（头信息）、payload（有效载荷）和signature（签名）三部分组成的，用“.”链接起来的字符串。
JWT的计算逻辑以下：
（1）signature = HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)
其中私钥secret保存于服务器端，不能泄露出去。
（2）JWT = base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload) + signature

下面截图以官网的例子，简单说明

2、JWT工做机制

客户端使用其凭据成功登陆时，服务器生成JWT并返回给客户端。
当客户端访问受保护的资源时，用户代理使用Bearer模式发送JWT，一般在Authorization header中，以下所示：
Authorization: Bearer <token>
服务器检查Authorization header中的有效JWT ，若是有效，则容许用户访问受保护资源。JWT包含必要的数据，还能够减小查询数据库或缓存信息。

3、spring boot集成JWT实现api接口验证

开发环境：
IntelliJ IDEA 2019.2.2
jdk1.8
Spring Boot 2.1.11

一、建立一个SpringBoot项目，pom.xml引用的依赖包以下

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

        <dependency>
            <groupId>com.auth0</groupId>
            <artifactId>java-jwt</artifactId>
            <version>3.8.3</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.10</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.62</version>
        </dependency>

二、定义一个接口的返回类

package com.example.jwtdemo.entity;


import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;

import java.io.Serializable;

@Data
@NoArgsConstructor
@ToString
public class ResponseData<T> implements Serializable {
    /**
     * 状态码：0-成功，1-失败
     * */
    private int code;

    /**
     * 错误消息，若是成功可为空或SUCCESS
     * */
    private String msg;

    /**
     * 返回结果数据
     * */
    private T data;

    public static ResponseData success() {
        return success(null);
    }

    public static ResponseData success(Object data) {
        ResponseData result = new ResponseData();
        result.setCode(0);
        result.setMsg("SUCCESS");
        result.setData(data);
        return result;
    }

    public static ResponseData fail(String msg) {
        return fail(msg,null);
    }

    public static ResponseData fail(String msg, Object data) {
        ResponseData result = new ResponseData();
        result.setCode(1);
        result.setMsg(msg);
        result.setData(data);
        return result;
    }
}

三、统一拦截接口返回数据

package com.example.jwtdemo.config;


import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.example.jwtdemo.entity.ResponseData;
import org.springframework.core.MethodParameter;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.http.server.ServerHttpRequest;
import org.springframework.http.server.ServerHttpResponse;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;
import org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ResponseBodyAdvice;

/**
 * 实现ResponseBodyAdvice接口，能够对返回值在输出以前进行修改
 */
@RestControllerAdvice
public class GlobalResponseHandler implements ResponseBodyAdvice<Object> {

    //判断支持的类型
    @Override
    public boolean supports(MethodParameter methodParameter, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass) {
        return true;
    }

    @Override
    public Object beforeBodyWrite(Object o, MethodParameter methodParameter, MediaType mediaType, Class<? extends HttpMessageConverter<?>> aClass, ServerHttpRequest serverHttpRequest, ServerHttpResponse serverHttpResponse) {
        // 判断为null构建ResponseData对象进行返回
        if (o == null) {
            return ResponseData.success();
        }
        // 判断是ResponseData子类或其自己就返回Object o自己，由于有多是接口返回时建立了ResponseData,这里避免再次封装
        if (o instanceof ResponseData) {
            return (ResponseData<Object>) o;
        }
        // String特殊处理，不然会抛异常
        if (o instanceof String) {
            return JSON.toJSON(ResponseData.success(o)).toString();
        }
        return ResponseData.success(o);
    }
}

四、统一异常处理

package com.example.jwtdemo.exception;

import com.example.jwtdemo.entity.ResponseData;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ResponseData exceptionHandler(Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return ResponseData.fail(e.getMessage());
    }
}

五、建立一个JWT工具类

package com.example.jwtdemo.common;

import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import com.auth0.jwt.JWT;

import java.util.Date;

public class JwtUtils {
    public static final String TOKEN_HEADER = "Authorization";
    public static final String TOKEN_PREFIX = "Bearer ";
    // 过时时间，这里设为5分钟
    private static final long EXPIRE_TIME = 5 * 60 * 1000;
    // 密钥
    private static final String SECRET = "jwtsecretdemo";

    /**
     * 生成签名,5分钟后后过时
     *
     * @param name 名称
     * @param secret 密码
     * @return 加密后的token
     */
    public static String sign(String name) {
        Date date = new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRE_TIME);
        Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(SECRET); //使用HS256算法
        String token = JWT.create() //建立令牌实例
                .withClaim("name", name) //指定自定义声明，保存一些信息
                //.withSubject(name) //信息直接放在这里也行
                .withExpiresAt(date) //过时时间
                .sign(algorithm); //签名
        return token;
    }

    /**
     * 校验token是否正确
     *
     * @param token 令牌
     * @param secret 密钥
     * @return 是否正确
     */
    public static boolean verify(String token) {
        try{
            String name = getName(token);
            Algorithm algorithm = Algorithm.HMAC256(SECRET);
            JWTVerifier verifier = JWT.require(algorithm)
                    .withClaim("name", name)
                    //.withSubject(name)
                    .build();
            DecodedJWT jwt = verifier.verify(token);
            return true;
        } catch (Exception e){
            return false;
        }
    }

    /**
     * 得到token中的信息
     *
     * @return token中包含的名称
     */
    public static String getName(String token) {
        try {
            DecodedJWT jwt = JWT.decode(token);
            return jwt.getClaim("name").asString();
        }catch(Exception e){
            return null;
        }
    }
}

六、新建两个自定义注解：一个须要认证、另外一个不须要认证

package com.example.jwtdemo.config;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LoginToken {
    boolean required() default true;
}

package com.example.jwtdemo.config;

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface PassToken {
    boolean required() default true;
}

七、新建拦截器并验证token

package com.example.jwtdemo.config;

import com.example.jwtdemo.common.JwtUtils;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.lang.reflect.Method;

public class AuthenticationInterceptor implements HandlerInterceptor {

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 若是不是映射到方法直接经过
        if(!(handler instanceof HandlerMethod)){
            return true;
        }
        HandlerMethod handlerMethod=(HandlerMethod)handler;
        Method method=handlerMethod.getMethod();
        //检查是否有passtoken注释，有则跳过认证
        if (method.isAnnotationPresent(PassToken.class)) {
            PassToken passToken = method.getAnnotation(PassToken.class);
            if (passToken.required()) {
                return true;
            }
        }
        //检查有没有须要用户权限的注解
        if (method.isAnnotationPresent(LoginToken.class)) {
            LoginToken loginToken = method.getAnnotation(LoginToken.class);
            if (loginToken.required()) {
                // 执行认证
                String tokenHeader = request.getHeader(JwtUtils.TOKEN_HEADER);// 从 http 请求头中取出 token
                if(tokenHeader == null){
                    throw new RuntimeException("没有token");
                }
                String token = tokenHeader.replace(JwtUtils.TOKEN_PREFIX, "");
                if (token == null) {
                    throw new RuntimeException("没有token");
                }
                boolean b = JwtUtils.verify(token);
                if (b == false) {
                    throw new RuntimeException("token不存在或已失效，请从新获取token");
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {

    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {

    }
}

八、配置拦截器

package com.example.jwtdemo.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(authenticationInterceptor())
                .addPathPatterns("/**");
    }
    @Bean
    public AuthenticationInterceptor authenticationInterceptor() {
        return new AuthenticationInterceptor();
    }
}

九、新建一个测试的控制器

package com.example.jwtdemo.controller;

import com.example.jwtdemo.common.JwtUtils;
import com.example.jwtdemo.config.LoginToken;
import com.example.jwtdemo.config.PassToken;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
public class DemoController {
    @PassToken
    @PostMapping("getToken")
    public String getToken(@RequestParam String userName, @RequestParam String password){
        if(userName.equals("admin") && password.equals("123456")){
            String token = JwtUtils.sign("admin");
            return token;
        }
        return "用户名或密码错误";
    }

    @LoginToken
    @GetMapping("getData")
    public String getData() {
        return "获取数据...";
    }

}

十、Postman测试

（1）直接GET请求：http://localhost:8080/getData，返回以下

 （2）请求：http://localhost:8080/getData，在token中随便输入字符串，返回以下

 （3）POST请求http://localhost:8080/getToken，并设置用户名和密码参数，返回

 （4）请求：http://localhost:8080/getData，在token中输入上面token字符串，返回以下