SpringBoot从入门到精通（三十四）如何集成JWT实现Token验证

2022-02-12 19:40:30

近年来，随着前后端分离、微服务等架构的兴起，传统的cookie+session身份验证模式已经逐渐被基于Token的身份验证模式取代。接下来介绍如何在Spring Boot项目中集成JWT实现Token验证。

一、JWT入门

1.什么是JWT

JWT (Json web token)是为了在网络应用环境间传递声明而执行的一种基于JSON的开放标准（(RFC 7519)。它定义了一种紧凑的，自包含的方式，用于通信双方之间以JSON对象的形式安全传递信息。JWT使用HMAC算法或者是RSA的公私秘钥的数字签名技术，所以这些信息是可被验证和信任的。


JWT官网： https://jwt.io/

JWT(Java版)的github地址:https://github.com/jwtk/jjwt


2.JWT的结构

在使用 JWT 前，需要先了解它的组成结构。它是由以下三段信息构成的：

  • Header 头部(包含签名和/或加密算法的类型)
  • Payload 载荷 (存放有效信息)
  • Signature 签名/签证

将这三段信息文本用‘.’连接一起就构成完整的JWT字符串，也是就我们需要的Token。如下所示：

eyJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ0aW1lU3RhbXAiOjE2MzkwNDc1NTMxNjksInVzZXJSb2xlIjoiUk9MRV9BRE1JTiIsInVzZXJJZCI6ImFkbWluIn0.UFQLvaiQ1AThx9Fa4SRqNg-b9HPJ9y1TlgQB4-F3pi0

JWT的数据结构还是比较复杂的，Header，Payload，Signature中包含了很多信息，建议大家最好是能够了解。

3.JWT的请求流程

JWT的请求流程也特别简单，首先使用账号登录获取Token，然后后面的各种请求，都带上这个Token即可。具体流程如下：

1. 客户端发起登录请求，传入账号密码；

2. 服务端使用私钥创建一个Token；

3. 服务器返回Token给客户端；

4. 客户端向服务端发送请求，在请求头中该Token；

5. 服务器验证该Token；

6. 返回结果。

SpringBoot从入门到精通（三十四）如何集成JWT实现Token验证


二、Spring Boot 如何集成JWT

JWT提供了基于Java组件：java-jwt帮助我们在Spring Boot项目中快速集成JWT，接下来进行SpringBoot和JWT的集成。

1.引入JWT依赖

创建普通的Spring Boot项目，修改项目中的pom.xml文件，引入JWT等依赖。示例代码如下：

<dependency>
    <groupId>com.auth0</groupId>
    <artifactId>java-jwt</artifactId>
    <version>3.10.3</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

2.创建&验证Token

创建通用的处理类TokenUtil，负责创建和验证Token。示例代码如下：

@Component
public class TokenUtil {
    @Value("${token.secretKey}")
    private String secretKey;

    /**
     * 加密token.
     */
    public String getToken(String userId, String userRole) {
        //这个是放到负载payLoad 里面,魔法值可以使用常量类进行封装.
        String token = JWT
                .create()
                .withClaim("userId" ,userId)
                .withClaim("userRole", userRole)
                .withClaim("timeStamp", System.currentTimeMillis())
                .sign(Algorithm.HMAC256(secretKey));
        return token;
    }

    /**
     * 解析token.
     * {
     * "userId": "weizhong",
     * "userRole": "ROLE_ADMIN",
     * "timeStamp": "134143214"
     * }
     */
    public Map<String, String> parseToken(String token) {
        HashMap<String, String> map = new HashMap<String, String>();
        DecodedJWT decodedjwt = JWT.require(Algorithm.HMAC256(secretKey))
                .build().verify(token);
        Claim userId = decodedjwt.getClaim("userId");
        Claim userRole = decodedjwt.getClaim("userRole");
        Claim timeStamp = decodedjwt.getClaim("timeStamp");
        map.put("userId", userId.asString());
        map.put("userRole", userRole.asString());
        map.put("timeStamp", timeStamp.asLong().toString());
        return map;
    }
}

3.创建拦截器，验证Token

创建一个拦截器AuthHandlerInterceptor，负责拦截所有Http请求，验证Token是否有效。示例代码如下：

@Slf4j
@Component
public class AuthHandlerInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired
    TokenUtil tokenUtil;

    @Value("${token.refreshTime}")
    private Long refreshTime;
    @Value("${token.expiresTime}")
    private Long expiresTime;
    /**
     * 权限认证的拦截操作.
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest httpServletRequest, HttpServletResponse httpServletResponse, Object object) throws Exception {
        log.info("=======进入拦截器========");
        // 如果不是映射到方法直接通过,可以访问资源.
        if (!(object instanceof HandlerMethod)) {
            return true;
        }
        //为空就返回错误
        String token = httpServletRequest.getHeader("token");
        if (null == token || "".equals(token.trim())) {
            return false;
        }
        log.info("==============token:" + token);
        Map<String, String> map = tokenUtil.parseToken(token);
        String userId = map.get("userId");
        String userRole = map.get("userRole");
        long timeOfUse = System.currentTimeMillis() - Long.parseLong(map.get("timeStamp"));
        //1.判断 token 是否过期
        if (timeOfUse < refreshTime) {
            log.info("token验证成功");
            return true;
        }
        //超过token刷新时间，刷新 token
        else if (timeOfUse >= refreshTime && timeOfUse < expiresTime) {
            httpServletResponse.setHeader("token",tokenUtil.getToken(userId,userRole));
            log.info("token刷新成功");
            return true;
        }
        //token过期就返回 token 无效.
        else {
            throw new TokenAuthExpiredException();
        }
    }
}

拦截器创建之后，需要将拦截器注册到Spring Boot中。这和其他的拦截器注册是一样的。示例代码如下：

@Configuration
public class AuthWebMvcConfigurer implements WebMvcConfigurer {

    @Autowired
    AuthHandlerInterceptor authHandlerInterceptor;

    /**
     * 给除了 /login 的接口都配置拦截器,拦截转向到 authHandlerInterceptor
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(authHandlerInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns("/login");
    }
}


4.创建控制器

创建TokenTestController控制器，处理HTTP请求。示例代码如下：

@RestController
public class TokenTestController {
    @Autowired
    TokenUtil tokenUtil;

    @PostMapping("/login")
    public String login(@RequestBody LoginUser user){
        // 先验证用户的账号密码,账号密码验证通过之后，生成Token
        String role = "ROLE_ADMIN";
        String token = tokenUtil.getToken(user.username,role);
        return token;
    }

    @PostMapping("/testToken")
    public String testToken(HttpServletRequest request){
        String token = request.getHeader("token");
        tokenUtil.parseToken(token);
        return "请求成功";
    }
}


5.测试验证

集成JWT成功之后，接下来验证Token是否成功，启动项目。在Postman中调用相关接口，验证功能是否正常。

首先，调用http://localhost:8080/testToken，获取token

SpringBoot从入门到精通（三十四）如何集成JWT实现Token验证


然后，调用http://localhost:8080/testToken 验证token是否有效。

SpringBoot从入门到精通（三十四）如何集成JWT实现Token验证


最后

以上，我们就把Spring Boot集成JWT实现Token验证介绍完了。身份验证是Web开发中非常基础的功能，后面还会介绍授权及权限管理等内容。

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