登录验证 --会话、会话跟踪技术（cookie，session，jwt令牌）、 filter过滤器、interceptor拦截器相关基础知识_过滤器和拦截器 jwt

1. 会话

1.1 简介

什么是会话？

• 在我们日常生活当中，会话指的就是谈话、交谈。
• 在web开发当中，会话指的就是浏览器与服务器之间的一次连接，我们就称为一次会话。

1.2 会话跟踪技术

会话跟踪：一种维护浏览器状态的方法，服务器需要识别多次请求是否来自于同一浏览器，以便在同一次会话的多次请求间共享数据。

为什么要共享数据呢？
由于HTTP是无状态协议，在后面请求中怎么拿到前一次请求生成的数据呢？此时就需要在一次会话的多次请求之间进行数据共享

1.2.1 分类

会话跟踪技术有两种：

1. Cookie（客户端会话跟踪技术）
   • 数据存储在客户端浏览器当中
2. Session（服务端会话跟踪技术）
   • 数据存储在储在服务端

会话跟踪方案：

1. Cookie（客户端会话跟踪技术）
2. Session（服务端会话跟踪技术）
3. 令牌技术

1.2.2 方案一 cookie

cookie 是客户端会话跟踪技术，它是存储在客户端浏览器的。

• 服务器会 自动 的将 cookie 响应给浏览器。
• 浏览器接收到响应回来的数据之后，会 自动 的将 cookie 存储在浏览器本地。
• 在后续的请求当中，浏览器会 自动 的将 cookie 携带到服务器端。

为什么这一切都是自动化进行的？
是因为 cookie 它是 HTP 协议当中所支持的技术，而各大浏览器厂商都支持了这一标准。

在 HTTP 协议官方给我们提供了一个响应头和请求头：

• 响应头 Set-Cookie ：设置Cookie数据的
• 请求头 Cookie：携带Cookie数据的

优缺点

• 优点：HTTP协议中支持的技术（像Set-Cookie 响应头的解析以及 Cookie 请求头数据的携带，都是浏览器自动进行的，是无需我们手动操作的）
• 缺点：
  • 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
  • 不安全，用户可以自己禁用Cookie
  • Cookie不能跨域

区分跨域的维度：

• 协议
• IP/协议
• 端口

只要上述的三个维度有任何一个维度不同，那就是跨域操作

1.2.3 方案二 session

Session是服务器端会话跟踪技术，所以它是存储在服务器端的。而 Session 的底层其实就是基于我们刚才所介绍的 Cookie 来实现的。
优缺点

• 优点：Session是存储在服务端的，安全
• 缺点：
  • 服务器集群环境下无法直接使用Session
  • 移动端APP(Android、IOS)中无法使用Cookie
  • 用户可以自己禁用Cookie
  • Cookie不能跨域

PS：Session 底层是基于Cookie实现的会话跟踪，如果Cookie不可用，则该方案，也就失效了。

1.2.4 方案三 令牌技术（推荐）

优缺点

• 优点：
  • 支持PC端、移动端
  • 解决集群环境下的认证问题
  • 减轻服务器的存储压力（无需在服务器端存储）
• 缺点：需要自己实现（包括令牌的生成、令牌的传递、令牌的校验）

2. JWT令牌

2.1 简介

JWT全称：JSON Web Token （官网：https://jwt.io/）

• 定义了一种简洁的、自包含的格式，用于在通信双方以json数据格式安全的传输信息。由于数字签名的存在，这些信息是可靠的。

2.2 组成

JWT的组成： （JWT令牌由三个部分组成，三个部分之间使用英文的点来分割）

• 第一部分：Header(头）， 记录令牌类型、签名算法等。 例如：{“alg”:“HS256”,“type”:“JWT”}
• 第二部分：Payload(有效载荷），携带一些自定义信息、默认信息等。 例如：{“id”:“1”,“username”:“Tom”}
• 第三部分：Signature(签名），防止Token被篡改、确保安全性。将header、payload，并加入指定秘钥，通过指定签名算法计算而来。

2.2.1 Base64编码

JWT是如何将原始的JSON格式数据，转变为字符串的呢？
其实在生成JWT令牌时，会对JSON格式的数据进行一次编码：进行base64编码

Base64：是一种基于64个可打印的字符来表示二进制数据的编码方式。既然能编码，那也就意味着也能解码。所使用的64个字符分别是A到Z、a到z、 0- 9，一个加号，一个斜杠，加起来就是64个字符。任何数据经过base64编码之后，最终就会通过这64个字符来表示。当然还有一个符号，那就是等号。等号它是一个补位的符号

需要注意的是Base64是编码方式，而不是加密方式。

2.2.2 加密

借助于秘钥，经过特殊的算法处理，把原有的信息数据进行改变，改变之后的内容无法直接使用，这样就可以把信息数据进行保密

2.2.3 数字签名

用来保证数据的正确性，不能被别人篡改。

当你把数据再给我的时候，如果我针对加密后的内容进行解密，解密得到的内容和明文传输的内容不一样，就证明篡改了。

2.3 JWT令牌的生成

1. 引入JWT的依赖

<!-- JWT依赖-->
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>
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2. 生成JWT代码实现：

@Test
public void genJwt(){
    Map<String,Object> claims = new HashMap<>();
    claims.put("id",1);
    claims.put("username","Tom");
    
    String jwt = Jwts.builder()
        .setClaims(claims) //自定义内容(载荷)          
        .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, "itheima") //签名算法        
        .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 24*3600*1000)) //有效期   
        .compact();
    
    System.out.println(jwt);
}
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2.4 令牌的校验

校验JWT令牌(解析生成的令牌)Java代码：

@Test
public void parseJwt(){
    Claims claims = Jwts.parser()
        .setSigningKey("itheima")//指定签名密钥（必须保证和生成令牌时使用相同的签名密钥）  
	    .parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjcyNzI5NzMwfQ.fHi0Ub8npbyt71UqLXDdLyipptLgxBUg_mSuGJtXtBk")
        .getBody();

    System.out.println(claims);
}
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使用JWT令牌时需要注意：

• JWT校验时使用的签名秘钥，必须和生成JWT令牌时使用的秘钥是配套的。
• 如果JWT令牌解析校验时报错，则说明 JWT令牌被篡改 或 失效了，令牌非法。

2.5 JWT令牌工具类

public class JwtUtils {

    private static String signKey = "itheima";//签名密钥
    private static Long expire = 43200000L; //有效时间

    /**
     * 生成JWT令牌
     * @param claims JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     * @return
     */
    public static String generateJwt(Map<String, Object> claims){
        String jwt = Jwts.builder()
                .addClaims(claims)//自定义信息（有效载荷）
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, signKey)//签名算法（头部）
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + expire))//过期时间
                .compact();
        return jwt;
    }

    /**
     * 解析JWT令牌
     * @param jwt JWT令牌
     * @return JWT第二部分负载 payload 中存储的内容
     */
    public static Claims parseJWT(String jwt){
        Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(signKey)//指定签名密钥
                .parseClaimsJws(jwt)//指定令牌Token
                .getBody();
        return claims;
    }
}

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3. 拦截请求的解决方案

统一拦截到所有的请求校验令牌的有效性的两种解决方案

1. Filter过滤器
2. Interceptor拦截器

3.1 filter过滤器

3.1.1 简介

• Filter表示过滤器，是 JavaWeb三大组件(Servlet、Filter、Listener)之一。
• 过滤器可以把对资源的请求拦截下来，从而实现一些特殊的功能
• 过滤器一般完成一些通用的操作，比如：登录校验、统一编码处理、敏感字符处理等。

3.1.2 使用

1. 定义类，实现Filter接口，重写方法 （javax.servlet.Filter）包下
2. 配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。启动类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

@WebFilter(urlPatterns = "/*") //配置过滤器要拦截的请求路径（ /* 表示拦截浏览器的所有请求 ）
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override //初始化方法, 只调用一次
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init 初始化方法执行了");
    }

    @Override //拦截到请求之后调用, 调用多次
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Demo 拦截到了请求...放行前逻辑");
        //放行
        chain.doFilter(request,response);
    }

    @Override //销毁方法, 只调用一次
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy 销毁方法执行了");
    }
}
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3.1.3 执行流程

1. 放行前逻辑
2. 放行：filterChain.doFilter（请求对象,响应对象）
3. 放行后逻辑 放行返回后执行的逻辑

@WebFilter(urlPatterns = "/*") 
public class DemoFilter implements Filter {
    
    @Override //初始化方法, 只调用一次
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        System.out.println("init 初始化方法执行了");
    }
    
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        
        System.out.println("DemoFilter   放行前逻辑.....");

        //放行请求
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);

        System.out.println("DemoFilter   放行后逻辑.....");
        
    }

    @Override //销毁方法, 只调用一次
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy 销毁方法执行了");
    }
}
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3.1.4 拦截路径

3.1.5 过滤器链

过滤器链指的是在一个web应用程序当中，可以配置多个过滤器，多个过滤器就形成了一个过滤器链。

而这个链上的过滤器在执行的时候会一个一个的执行，会先执行第一个Filter，放行之后再来执行第二个Filter，如果执行到了最后一个过滤器放行之后，才会访问对应的web资源。

访问完web资源之后，按照我们刚才所介绍的过滤器的执行流程，还会回到过滤器当中来执行过滤器放行后的逻辑，而在执行放行后的逻辑的时候，顺序是反着的。

先要执行过滤器2放行之后的逻辑，再来执行过滤器1放行之后的逻辑，最后在给浏览器响应数据。

以注解方式配置的Filter过滤器，它的执行优先级是按时过滤器类名的自动排序确定的，类名排名越靠前，优先级越高。

3.1.6 统一登陆校验

代码实现：

@Slf4j
@WebFilter(urlPatterns = "/*") //拦截所有请求
public class LoginCheckFilter implements Filter {

    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        //前置：强制转换为http协议的请求对象、响应对象 （转换原因：要使用子类中特有方法）
        HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
        HttpServletResponse response = (HttpServletResponse) servletResponse;

        //1.获取请求url
        String url = request.getRequestURL().toString();
        log.info("请求路径：{}", url); //请求路径：http://localhost:8080/login


        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行
        if(url.contains("/login")){
            chain.doFilter(request, response);//放行请求
            return;//结束当前方法的执行
        }


        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);


        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");

            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return;
        }


        //6.放行
        chain.doFilter(request, response);

    }
}
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在上述过滤器的功能实现中，我们使用到了一个第三方json处理的工具包fastjson。我们要想使用，需要引入如下依赖：
将字符串转为json格式

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.76</version>
</dependency>
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3.2 拦截器Interceptor

3.2.1 简介

什么是拦截器？

• 是一种动态拦截方法调用的机制，类似于过滤器。
• 拦截器是Spring框架中提供的，用来动态拦截控制器方法的执行。

3.2.2 使用步骤

分为两步：

1. 自定义拦截器：**实现HandlerInterceptor接口，并重写其所有方法

//自定义拦截器
@Component
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //目标资源方法执行前执行。 返回true：放行    返回false：不放行
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        
        return true; //true表示放行
    }

    //目标资源方法执行后执行
    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("postHandle ... ");
    }

    //视图渲染完毕后执行，最后执行
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        System.out.println("afterCompletion .... ");
    }
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2. 注册配置拦截器**：实现WebMvcConfigurer接口，并重写addInterceptors方法

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //自定义的拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
       //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor).addPathPatterns("/**");//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
    }
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3.2.3 执行流程

过滤器和拦截器同时存在的执行流程：

• 开启LoginCheckInterceptor拦截器

@Component
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        
        return true; //true表示放行
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
        System.out.println("postHandle ... ");
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        System.out.println("afterCompletion .... ");
    }
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@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")//拦截所有请求
                .excludePathPatterns("/login");//不拦截登录请求
    }
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• 开启DemoFilter过滤器

@WebFilter(urlPatterns = "/*") 
public class DemoFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("DemoFilter   放行前逻辑.....");

        //放行请求
        filterChain.doFilter(servletRequest,servletResponse);

        System.out.println("DemoFilter   放行后逻辑.....");
    }
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3.2.4 过滤器filter和拦截器interceptor的区别

• 接口规范不同：过滤器需要实现Filter接口，而拦截器需要实现HandlerInterceptor接口。
• 拦截范围不同：过滤器Filter会拦截所有的资源，而Interceptor只会拦截Spring环境中的资源。

3.2.5 拦截路径

3.2.6统一登录校验

• 登录校验拦截器

//自定义拦截器
@Component //当前拦截器对象由Spring创建和管理
@Slf4j
public class LoginCheckInterceptor implements HandlerInterceptor {
    //前置方式
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("preHandle .... ");
        //1.获取请求url
        //2.判断请求url中是否包含login，如果包含，说明是登录操作，放行

        //3.获取请求头中的令牌（token）
        String token = request.getHeader("token");
        log.info("从请求头中获取的令牌：{}",token);

        //4.判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
        if(!StringUtils.hasLength(token)){
            log.info("Token不存在");

            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头（告知浏览器：响应的数据类型为json、响应的数据编码表为utf-8）
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return false;//不放行
        }

        //5.解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
        try {
            JwtUtils.parseJWT(token);
        }catch (Exception e){
            log.info("令牌解析失败!");

            //创建响应结果对象
            Result responseResult = Result.error("NOT_LOGIN");
            //把Result对象转换为JSON格式字符串 (fastjson是阿里巴巴提供的用于实现对象和json的转换工具类)
            String json = JSONObject.toJSONString(responseResult);
            //设置响应头
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            //响应
            response.getWriter().write(json);

            return false;
        }

        //6.放行
        return true;
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• 注册配置拦截器

@Configuration  
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {
    //拦截器对象
    @Autowired
    private LoginCheckInterceptor loginCheckInterceptor;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
       //注册自定义拦截器对象
        registry.addInterceptor(loginCheckInterceptor)
                .addPathPatterns("/**")
                .excludePathPatterns("/login");
    }
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4. 异常处理

4.1 问题

当我们没有做任何的异常处理时，我们三层架构处理异常的方案：

• Mapper接口在操作数据库的时候出错了，此时异常会往上抛(谁调用Mapper就抛给谁)，会抛给service。
• service 中也存在异常了，会抛给controller。
• 而在controller当中，我们也没有做任何的异常处理，所以最终异常会再往上抛。最终抛给框架之后，框架就会返回一个JSON格式的数据，里面封装的就是错误的信息，但是框架返回的JSON格式的数据并不符合我们的开发规范。

4.2 解决方案

• 方案一：在所有Controller的所有方法中进行try…catch处理
  • 缺点：代码臃肿（不推荐）
• 方案二：全局异常处理器
  • 好处：简单、优雅（推荐）

4.3 全局异常处理器

• 定义全局异常处理器非常简单，就是定义一个类，在类上加上一个注解@RestControllerAdvice，加上这个注解就代表我们定义了一个全局异常处理器。
• 在全局异常处理器当中，需要定义一个方法来捕获异常，在这个方法上需要加上注解@ExceptionHandler。通过@ExceptionHandler注解当中的value属性来指定我们要捕获的是哪一类型的异常。

@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    //处理异常
    @ExceptionHandler(Exception.class) //指定能够处理的异常类型
    public Result ex(Exception e){
        e.printStackTrace();//打印堆栈中的异常信息

        //捕获到异常之后，响应一个标准的Result
        return Result.error("对不起,操作失败,请联系管理员");
    }
}
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• @RestControllerAdvice //表示当前类为全局异常处理器
• @ExceptionHandler //指定可以捕获哪种类型的异常进行处理