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day12-Tlias项目

案例-登录认证

在前面的课程中，我们已经实现了部门管理、员工管理的基本功能，但是大家会发现，我们并没有登录，就直接访问到了Tlias智能学习辅助系统的后台。 这是不安全的，所以我们今天的主题就是登录认证。 最终我们要实现的效果就是用户必须登录之后，才可以访问后台系统中的功能。

1. 登录功能

1.1 需求

在登录界面中，我们可以输入用户的用户名以及密码，然后点击 “登录” 按钮就要请求服务器，服务端判断用户输入的用户名或者密码是否正确。如果正确，则返回成功结果，前端跳转至系统首页面。

1.2 接口文档

我们参照接口文档来开发登录功能

• 基本信息

  请求路径：/login
  
  请求方式：POST
  
  接口描述：该接口用于员工登录Tlias智能学习辅助系统，登录完毕后，系统下发JWT令牌。 
  

• 请求参数

  参数格式：application/json

  参数说明：

  名称	类型	是否必须	备注
  username	string	必须	用户名
  password	string	必须	密码

  请求数据样例：

  {
  	"username": "jinyong",
      "password": "123456"
  }
  

• 响应数据

  参数格式：application/json

  参数说明：

  名称	类型	是否必须	默认值	备注	其他信息
  code	number	必须		响应码, 1 成功 ; 0 失败
  msg	string	非必须		提示信息
  data	string	必须		返回的数据 , jwt令牌

  响应数据样例：

  {
    "code": 1,
    "msg": "success",
    "data": "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJuYW1lIjoi6YeR5bq4IiwiaWQiOjEsInVzZXJuYW1lIjoiamlueW9uZyIsImV4cCI6MTY2MjIwNzA0OH0.KkUc_CXJZJ8Dd063eImx4H9Ojfrr6XMJ-yVzaWCVZCo"
  }
  

1.3 思路分析

登录服务端的核心逻辑就是：接收前端请求传递的用户名和密码 ，然后再根据用户名和密码查询用户信息，如果用户信息存在，则说明用户输入的用户名和密码正确。如果查询到的用户不存在，则说明用户输入的用户名和密码错误。

1.4 功能开发

LoginController

@RestController
public class LoginController {

    @Autowired
    private EmpService empService;

    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Emp emp){
        Emp e = empService.login(emp);
	    return  e != null ? Result.success():Result.error("用户名或密码错误");
    }
}

EmpService

public interface EmpService {

    /**
     * 用户登录
     * @param emp
     * @return
     */
    public Emp login(Emp emp);

    //省略其他代码...
}

EmpServiceImpl

@Slf4j
@Service
public class EmpServiceImpl implements EmpService {
    @Autowired
    private EmpMapper empMapper;

    @Override
    public Emp login(Emp emp) {
        //调用dao层功能：登录
        Emp loginEmp = empMapper.getByUsernameAndPassword(emp);

        //返回查询结果给Controller
        return loginEmp;
    }   
    
    //省略其他代码...
}

EmpMapper

@Mapper
public interface EmpMapper {

    @Select("select id, username, password, name, gender, image, job, entrydate, dept_id, create_time, update_time " +
            "from emp " +
            "where username=#{username} and password =#{password}")
    public Emp getByUsernameAndPassword(Emp emp);
    
    //省略其他代码...
}

1.5 测试

功能开发完毕后，我们就可以启动服务，打开postman进行测试了。

发起POST请求，访问：http://localhost:8080/login

postman测试通过了，那接下来，我们就可以结合着前端工程进行联调测试。

先退出系统，进入到登录页面：

在登录页面输入账户密码：

登录成功之后进入到后台管理系统页面：

2. 登录校验

2.1 问题分析

我们已经完成了基础登录功能的开发与测试，在我们登录成功后就可以进入到后台管理系统中进行数据的操作。

但是当我们在浏览器中新的页面上输入地址：http://localhost:9528/#/system/dept，发现没有登录仍然可以进入到后端管理系统页面。

而真正的登录功能应该是：登陆后才能访问后端系统页面，不登陆则跳转登陆页面进行登陆。

为什么会出现这个问题？其实原因很简单，就是因为针对于我们当前所开发的部门管理、员工管理以及文件上传等相关接口来说，我们在服务器端并没有做任何的判断，没有去判断用户是否登录了。所以无论用户是否登录，都可以访问部门管理以及员工管理的相关数据。所以我们目前所开发的登录功能，它只是徒有其表。而我们要想解决这个问题，我们就需要完成一步非常重要的操作：登录校验。

什么是登录校验？

• 所谓登录校验，指的是我们在服务器端接收到浏览器发送过来的请求之后，首先我们要对请求进行校验。先要校验一下用户登录了没有，如果用户已经登录了，就直接执行对应的业务操作就可以了；如果用户没有登录，此时就不允许他执行相关的业务操作，直接给前端响应一个错误的结果，最终跳转到登录页面，要求他登录成功之后，再来访问对应的数据。

了解完什么是登录校验之后，接下来我们分析一下登录校验大概的实现思路。

首先我们在宏观上先有一个认知：

前面在讲解HTTP协议的时候，我们提到HTTP协议是无状态协议。什么又是无状态的协议？

所谓无状态，指的是每一次请求都是独立的，下一次请求并不会携带上一次请求的数据。而浏览器与服务器之间进行交互，基于HTTP协议也就意味着现在我们通过浏览器来访问了登陆这个接口，实现了登陆的操作，接下来我们在执行其他业务操作时，服务器也并不知道这个员工到底登陆了没有。因为HTTP协议是无状态的，两次请求之间是独立的，所以是无法判断这个员工到底登陆了没有。

那应该怎么来实现登录校验的操作呢？具体的实现思路可以分为两部分：

1. 在员工登录成功后，需要将用户登录成功的信息存起来，记录用户已经登录成功的标记。
2. 在浏览器发起请求时，需要在服务端进行统一拦截，拦截后进行登录校验。

想要判断员工是否已经登录，我们需要在员工登录成功之后，存储一个登录成功的标记，接下来在每一个接口方法执行之前，先做一个条件判断，判断一下这个员工到底登录了没有。如果是登录了，就可以执行正常的业务操作，如果没有登录，会直接给前端返回一个错误的信息，前端拿到这个错误信息之后会自动的跳转到登录页面。

我们程序中所开发的查询功能、删除功能、添加功能、修改功能，都需要使用以上套路进行登录校验。此时就会出现：相同代码逻辑，每个功能都需要编写，就会造成代码非常繁琐。

为了简化这块操作，我们可以使用一种技术：统一拦截技术。

通过统一拦截的技术，我们可以来拦截浏览器发送过来的所有的请求，拦截到这个请求之后，就可以通过请求来获取之前所存入的登录标记，在获取到登录标记且标记为登录成功，就说明员工已经登录了。如果已经登录，我们就直接放行(意思就是可以访问正常的业务接口了)。

我们要完成以上操作，会涉及到web开发中的两个技术：

1. 会话技术
2. 统一拦截技术

而统一拦截技术现实方案也有两种：

1. Servlet规范中的Filter过滤器
2. Spring提供的interceptor拦截器

下面我们先学习会话技术，然后再学习统一拦截技术。

2.2 会话技术

介绍了登录校验的大概思路之后，我们先来学习下会话技术。

2.2.1 会话技术介绍

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。

  在用户打开浏览器第一次访问服务器的时候，这个会话就建立了，直到有任何一方断开连接，此时会话就结束了。在一次会话当中，是可以包含多次请求和响应的。

  比如：打开了浏览器来访问web服务器上的资源（浏览器不能关闭、服务器不能断开）

  • 第1次：访问的是登录的接口，完成登录操作
  • 第2次：访问的是部门管理接口，查询所有部门数据
  • 第3次：访问的是员工管理接口，查询员工数据

  只要浏览器和服务器都没有关闭，以上3次请求都属于一次会话当中完成的。

需要注意的是：会话是和浏览器关联的，当有三个浏览器客户端和服务器建立了连接时，就会有三个会话。同一个浏览器在未关闭之前请求了多次服务器，这多次请求是属于同一个会话。比如：1、2、3这三个请求都是属于同一个会话。当我们关闭浏览器之后，这次会话就结束了。而如果我们是直接把web服务器关了，那么所有的会话就都结束了。

知道了会话的概念了，接下来我们再来了解下会话跟踪。

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。

服务器会接收很多的请求，但是服务器是需要识别出这些请求是不是同一个浏览器发出来的。比如：1和2这两个请求是不是同一个浏览器发出来的，3和5这两个请求不是同一个浏览器发出来的。如果是同一个浏览器发出来的，就说明是同一个会话。如果是不同的浏览器发出来的，就说明是不同的会话。而识别多次请求是否来自于同一浏览器的过程，我们就称为会话跟踪。

我们使用会话跟踪技术就是要完成在同一个会话中，多个请求之间进行共享数据。

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

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
3. 令牌技术

2.2.2 会话跟踪方案

上面我们介绍了什么是会话，什么是会话跟踪，并且也提到了会话跟踪 3 种常见的技术方案。接下来，我们就来对比一下这 3 种会话跟踪的技术方案，来看一下具体的实现思路，以及它们之间的优缺点。

2.2.2.1 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，我们使用 cookie 来跟踪会话，我们就可以在浏览器第一次发起请求来请求服务器的时候，我们在服务器端来设置一个cookie。

比如第一次请求了登录接口，登录接口执行完成之后，我们就可以设置一个cookie，在 cookie 当中我们就可以来存储用户相关的一些数据信息。比如我可以在 cookie 当中来存储当前登录用户的用户名，用户的ID。

服务器端在给客户端在响应数据的时候，会自动的将 cookie 响应给浏览器，浏览器接收到响应回来的 cookie 之后，会自动的将 cookie 的值存储在浏览器本地。接下来在后续的每一次请求当中，都会将浏览器本地所存储的 cookie 自动地携带到服务端。

接下来在服务端我们就可以获取到 cookie 的值。我们可以去判断一下这个 cookie 的值是否存在，如果不存在这个cookie，就说明客户端之前是没有访问登录接口的；如果存在 cookie 的值，就说明客户端之前已经登录完成了。这样我们就可以基于 cookie 在同一次会话的不同请求之间来共享数据。

我刚才在介绍流程的时候，用了 3 个自动：

• 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

代码测试

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {

    //设置Cookie
    @GetMapping("/c1")
    public Result cookie1(HttpServletResponse response){
        response.addCookie(new Cookie("login_username","itheima")); //设置Cookie/响应Cookie
        return Result.success();
    }
	
    //获取Cookie
    @GetMapping("/c2")
    public Result cookie2(HttpServletRequest request){
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        for (Cookie cookie : cookies) {
            if(cookie.getName().equals("login_username")){
                System.out.println("login_username: "+cookie.getValue()); //输出name为login_username的cookie
            }
        }
        return Result.success();
    }
}    

A. 访问c1接口，设置Cookie，http://localhost:8080/c1

我们可以看到，设置的cookie，通过响应头Set-Cookie响应给浏览器，并且浏览器会将Cookie，存储在浏览器端。

B. 访问c2接口 http://localhost:8080/c2，此时浏览器会自动的将Cookie携带到服务端，是通过请求头Cookie，携带的。

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

禁用Cookie方法：

跨域介绍：

• 现在的项目，大部分都是前后端分离的，前后端最终也会分开部署，前端部署在服务器 192.168.150.200 上，端口 80，后端部署在 192.168.150.100上，端口 8080
• 我们打开浏览器直接访问前端工程，访问url：http://192.168.150.200/login.html
• 然后在该页面发起请求到服务端，而服务端所在地址不再是localhost，而是服务器的IP地址192.168.150.100，假设访问接口地址为：http://192.168.150.100:8080/login
• 那此时就存在跨域操作了，因为我们是在 http://192.168.150.200/login.html 这个页面上访问了http://192.168.150.100:8080/login 接口
• 此时如果服务器设置了一个Cookie，这个Cookie是不能使用的，因为Cookie无法跨域

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

举例：

​ http://192.168.150.200/login.html ----------> https://192.168.150.200/login [协议不同，跨域]

​ http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.100/login [IP不同，跨域]

​ http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.200:8080/login [端口不同，跨域]

​ http://192.168.150.200/login.html ----------> http://192.168.150.200/login [不跨域]

2.2.2.2 方案二 - Session

前面介绍的时候，我们提到Session，它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。

• 获取Session

  

  如果我们现在要基于 Session 来进行会话跟踪，浏览器在第一次请求服务器的时候，我们就可以直接在服务器当中来获取到会话对象Session。如果是第一次请求Session ，会话对象是不存在的，这个时候服务器会自动的创建一个会话对象Session 。而每一个会话对象Session ，它都有一个ID（示意图中Session后面括号中的1，就表示ID），我们称之为 Session 的ID。

• 响应Cookie (JSESSIONID)

  

  接下来，服务器端在给浏览器响应数据的时候，它会将 Session 的 ID 通过 Cookie 响应给浏览器。其实在响应头当中增加了一个 Set-Cookie 响应头。这个 Set-Cookie 响应头对应的值是不是cookie？ cookie 的名字是固定的 JSESSIONID 代表的服务器端会话对象 Session 的 ID。浏览器会自动识别这个响应头，然后自动将Cookie存储在浏览器本地。

• 查找Session

  

  接下来，在后续的每一次请求当中，都会将 Cookie 的数据获取出来，并且携带到服务端。接下来服务器拿到JSESSIONID这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session。

  这样我们是不是就可以通过 Session 会话对象在同一次会话的多次请求之间来共享数据了？好，这就是基于 Session 进行会话跟踪的流程。

代码测试

@Slf4j
@RestController
public class SessionController {

    @GetMapping("/s1")
    public Result session1(HttpSession session){
        log.info("HttpSession-s1: {}", session.hashCode());

        session.setAttribute("loginUser", "tom"); //往session中存储数据
        return Result.success();
    }

    @GetMapping("/s2")
    public Result session2(HttpServletRequest request){
        HttpSession session = request.getSession();
        log.info("HttpSession-s2: {}", session.hashCode());

        Object loginUser = session.getAttribute("loginUser"); //从session中获取数据
        log.info("loginUser: {}", loginUser);
        return Result.success(loginUser);
    }
}

A. 访问 s1 接口，http://localhost:8080/s1

请求完成之后，在响应头中，就会看到有一个Set-Cookie的响应头，里面响应回来了一个Cookie，就是JSESSIONID，这个就是服务端会话对象 Session 的ID。

B. 访问 s2 接口，http://localhost:8080/s2

接下来，在后续的每次请求时，都会将Cookie的值，携带到服务端，那服务端呢，接收到Cookie之后，会自动的根据JSESSIONID的值，找到对应的会话对象Session。

那经过这两步测试，大家也会看到，在控制台中输出如下日志：

两次请求，获取到的Session会话对象的hashcode是一样的，就说明是同一个会话对象。而且，第一次请求时，往Session会话对象中存储的值，第二次请求时，也获取到了。 那这样，我们就可以通过Session会话对象，在同一个会话的多次请求之间来进行数据共享了。

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。

服务器集群环境为何无法使用Session？

• 首先第一点，我们现在所开发的项目，一般都不会只部署在一台服务器上，因为一台服务器会存在一个很大的问题，就是单点故障。所谓单点故障，指的就是一旦这台服务器挂了，整个应用都没法访问了。

​

• 所以在现在的企业项目开发当中，最终部署的时候都是以集群的形式来进行部署，也就是同一个项目它会部署多份。比如这个项目我们现在就部署了 3 份。

• 而用户在访问的时候，到底访问这三台其中的哪一台？其实用户在访问的时候，他会访问一台前置的服务器，我们叫负载均衡服务器，我们在后面项目当中会详细讲解。目前大家先有一个印象负载均衡服务器，它的作用就是将前端发起的请求均匀的分发给后面的这三台服务器。

  

• 此时假如我们通过 session 来进行会话跟踪，可能就会存在这样一个问题。用户打开浏览器要进行登录操作，此时会发起登录请求。登录请求到达负载均衡服务器，将这个请求转给了第一台 Tomcat 服务器。

  Tomcat 服务器接收到请求之后，要获取到会话对象session。获取到会话对象 session 之后，要给浏览器响应数据，最终在给浏览器响应数据的时候，就会携带这么一个 cookie 的名字，就是 JSESSIONID ，下一次再请求的时候，是不是又会将 Cookie 携带到服务端？

  好。此时假如又执行了一次查询操作，要查询部门的数据。这次请求到达负载均衡服务器之后，负载均衡服务器将这次请求转给了第二台 Tomcat 服务器，此时他就要到第二台 Tomcat 服务器当中。根据JSESSIONID 也就是对应的 session 的 ID 值，要找对应的 session 会话对象。

  我想请问在第二台服务器当中有没有这个ID的会话对象 Session， 是没有的。此时是不是就出现问题了？我同一个浏览器发起了 2 次请求，结果获取到的不是同一个会话对象，这就是Session这种会话跟踪方案它的缺点，在服务器集群环境下无法直接使用Session。

大家会看到上面这两种传统的会话技术，在现在的企业开发当中是不是会存在很多的问题。 为了解决这些问题，在现在的企业开发当中，基本上都会采用第三种方案，通过令牌技术来进行会话跟踪。接下来我们就来介绍一下令牌技术，来看一下令牌技术又是如何跟踪会话的。

2.2.2.3 方案三 - 令牌技术

这里我们所提到的令牌，其实它就是一个用户身份的标识，看似很高大上，很神秘，其实本质就是一个字符串。

如果通过令牌技术来跟踪会话，我们就可以在浏览器发起请求。在请求登录接口的时候，如果登录成功，我就可以生成一个令牌，令牌就是用户的合法身份凭证。接下来我在响应数据的时候，我就可以直接将令牌响应给前端。

接下来我们在前端程序当中接收到令牌之后，就需要将这个令牌存储起来。这个存储可以存储在 cookie 当中，也可以存储在其他的存储空间(比如：localStorage)当中。

接下来，在后续的每一次请求当中，都需要将令牌携带到服务端。携带到服务端之后，接下来我们就需要来校验令牌的有效性。如果令牌是有效的，就说明用户已经执行了登录操作，如果令牌是无效的，就说明用户之前并未执行登录操作。

此时，如果是在同一次会话的多次请求之间，我们想共享数据，我们就可以将共享的数据存储在令牌当中就可以了。

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）

针对于这三种方案，现在企业开发当中使用的最多的就是第三种令牌技术进行会话跟踪。而前面的这两种传统的方案，现在企业项目开发当中已经很少使用了。所以在我们的课程当中，我们也将会采用令牌技术来解决案例项目当中的会话跟踪问题。

2.3 JWT令牌

前面我们介绍了基于令牌技术来实现会话追踪。这里所提到的令牌就是用户身份的标识，其本质就是一个字符串。令牌的形式有很多，我们使用的是功能强大的 JWT令牌。

2.3.1 介绍

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。

  简洁：是指jwt就是一个简单的字符串。可以在请求参数或者是请求头当中直接传递。

  自包含：指的是jwt令牌，看似是一个随机的字符串，但是我们是可以根据自身的需求在jwt令牌中存储自定义的数据内容。如：可以直接在jwt令牌中存储用户的相关信息。

  简单来讲，jwt就是将原始的json数据格式进行了安全的封装，这样就可以直接基于jwt在通信双方安全的进行信息传输了。

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。

  签名的目的就是为了防jwt令牌被篡改，而正是因为jwt令牌最后一个部分数字签名的存在，所以整个jwt 令牌是非常安全可靠的。一旦jwt令牌当中任何一个部分、任何一个字符被篡改了，整个令牌在校验的时候都会失败，所以它是非常安全可靠的。

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。

JWT令牌最典型的应用场景就是登录认证：

1. 在浏览器发起请求来执行登录操作，此时会访问登录的接口，如果登录成功之后，我们需要生成一个jwt令牌，将生成的 jwt令牌返回给前端。
2. 前端拿到jwt令牌之后，会将jwt令牌存储起来。在后续的每一次请求中都会将jwt令牌携带到服务端。
3. 服务端统一拦截请求之后，先来判断一下这次请求有没有把令牌带过来，如果没有带过来，直接拒绝访问，如果带过来了，还要校验一下令牌是否是有效。如果有效，就直接放行进行请求的处理。

在JWT登录认证的场景中我们发现，整个流程当中涉及到两步操作：

1. 在登录成功之后，要生成令牌。
2. 每一次请求当中，要接收令牌并对令牌进行校验。

稍后我们再来学习如何来生成jwt令牌，以及如何来校验jwt令牌。

2.3.2 生成和校验

简单介绍了JWT令牌以及JWT令牌的组成之后，接下来我们就来学习基于Java代码如何生成和校验JWT令牌。

首先我们先来实现JWT令牌的生成。要想使用JWT令牌，需要先引入JWT的依赖：

<!-- JWT依赖-->
<dependency>
    <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
    <artifactId>jjwt</artifactId>
    <version>0.9.1</version>
</dependency>

在引入完JWT来赖后，就可以调用工具包中提供的API来完成JWT令牌的生成和校验

工具类：Jwts

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);
}

运行测试方法：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjcyNzI5NzMwfQ.fHi0Ub8npbyt71UqLXDdLyipptLgxBUg_mSuGJtXtBk

输出的结果就是生成的JWT令牌,，通过英文的点分割对三个部分进行分割，我们可以将生成的令牌复制一下，然后打开JWT的官网，将生成的令牌直接放在Encoded位置，此时就会自动的将令牌解析出来。
JWT官网：JWT官网

第一部分解析出来，看到JSON格式的原始数据，所使用的签名算法为HS256。(官网提供了很多加密算法)

第二个部分是我们自定义的数据，之前我们自定义的数据就是id，还有一个exp代表的是我们所设置的过期时间。

由于前两个部分是base64编码，所以是可以直接解码出来。但最后一个部分并不是base64编码，是经过签名算法计算出来的，所以最后一个部分是不会解析的。

实现了JWT令牌的生成，下面我们接着使用Java代码来校验JWT令牌(解析生成的令牌)：

@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);
}

运行测试方法：

{id=1, exp=1672729730}

令牌解析后，我们可以看到id和过期时间，如果在解析的过程当中没有报错，就说明解析成功了。

下面我们做一个测试：把令牌header中的数字9变为8，运行测试方法后发现报错：

原header： eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9

修改为： eyJhbGciOiJIUzI1NiJ8

结论：篡改令牌中的任何一个字符，在对令牌进行解析时都会报错，所以JWT令牌是非常安全可靠的。

我们继续测试：修改生成令牌的时指定的过期时间，修改为1分钟

@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() + 60*1000)) //有效期60秒   
        .compact();
    
    System.out.println(jwt);
    //输出结果：eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjczMDA5NzU0fQ.RcVIR65AkGiax-ID6FjW60eLFH3tPTKdoK7UtE4A1ro
}

@Test
public void parseJwt(){
    Claims claims = Jwts.parser()
        .setSigningKey("itheima")//指定签名密钥
.parseClaimsJws("eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpZCI6MSwiZXhwIjoxNjczMDA5NzU0fQ.RcVIR65AkGiax-ID6FjW60eLFH3tPTKdoK7UtE4A1ro")
        .getBody();

    System.out.println(claims);
}

等待1分钟之后运行测试方法发现也报错了，说明：JWT令牌过期后，令牌就失效了，解析的为非法令牌。

通过以上测试，我们在使用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。

2.3.3 登录下发令牌

JWT令牌的生成和校验的基本操作我们已经学习完了，接下来我们就需要在案例当中通过JWT令牌技术来跟踪会话。具体的思路我们前面已经分析过了，主要就是两步操作：

1. 生成令牌
   • 在登录成功之后来生成一个JWT令牌，并且把这个令牌直接返回给前端
2. 校验令牌
   • 拦截前端请求，从请求中获取到令牌，对令牌进行解析校验

那我们首先来完成：登录成功之后生成JWT令牌，并且把令牌返回给前端。

JWT令牌怎么返回给前端呢？此时我们就需要再来看一下接口文档当中关于登录接口的描述（主要看响应数据）：

• 响应数据

  参数格式：application/json

  参数说明：

  名称	类型	是否必须	默认值	备注	其他信息
  code	number	必须		响应码, 1 成功 ; 0 失败
  msg	string	非必须		提示信息
  data	string	必须		返回的数据 , jwt令牌

  响应数据样例：

  {
    "code": 1,
    "msg": "success",
    "data": "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJuYW1lIjoi6YeR5bq4IiwiaWQiOjEsInVzZXJuYW1lIjoiamlueW9uZyIsImV4cCI6MTY2MjIwNzA0OH0.KkUc_CXJZJ8Dd063eImx4H9Ojfrr6XMJ-yVzaWCVZCo"
  }
  

• 备注说明

  用户登录成功后，系统会自动下发JWT令牌，然后在后续的每次请求中，都需要在请求头header中携带到服务端，请求头的名称为 token ，值为 登录时下发的JWT令牌。

  如果检测到用户未登录，则会返回如下固定错误信息：

  {
  	"code": 0,
  	"msg": "NOT_LOGIN",
  	"data": null
  }
  

解读完接口文档中的描述了，目前我们先来完成令牌的生成和令牌的下发，我们只需要生成一个令牌返回给前端就可以了。

实现步骤：

1. 引入JWT工具类
   • 在项目工程下创建com.itheima.utils包，并把提供JWT工具类复制到该包下
2. 登录完成后，调用工具类生成JWT令牌并返回

JWT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;
    }
}

登录成功，生成JWT令牌并返回

@RestController
@Slf4j
public class LoginController {
    //依赖业务层对象
    @Autowired
    private EmpService empService;

    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody Emp emp) {
        //调用业务层：登录功能
        Emp loginEmp = empService.login(emp);

        //判断：登录用户是否存在
        if(loginEmp !=null ){
            //自定义信息
            Map<String , Object> claims = new HashMap<>();
            claims.put("id", loginEmp.getId());
            claims.put("username",loginEmp.getUsername());
            claims.put("name",loginEmp.getName());

            //使用JWT工具类，生成身份令牌
            String token = JwtUtils.generateJwt(claims);
            return Result.success(token);
        }
        return Result.error("用户名或密码错误");
    }
}

重启服务，打开postman测试登录接口：

打开浏览器完成前后端联调操作：利用开发者工具，抓取一下网络请求

登录请求完成后，可以看到JWT令牌已经响应给了前端，此时前端就会将JWT令牌存储在浏览器本地。

服务器响应的JWT令牌存储在本地浏览器哪里了呢？

• 在当前案例中，JWT令牌存储在浏览器的本地存储空间local storage中了。 local storage是浏览器的本地存储，在移动端也是支持的。

我们在发起一个查询部门数据的请求，此时我们可以看到在请求头中包含一个token(JWT令牌)，后续的每一次请求当中，都会将这个令牌携带到服务端。

2.4 过滤器Filter

刚才通过浏览器的开发者工具，我们可以看到在后续的请求当中，都会在请求头中携带JWT令牌到服务端，而服务端需要统一拦截所有的请求，从而判断是否携带的有合法的JWT令牌。
那怎么样来统一拦截到所有的请求校验令牌的有效性呢？这里我们会学习两种解决方案：

1. Filter过滤器
2. Interceptor拦截器

我们首先来学习过滤器Filter。

2.4.1 快速入门

什么是Filter？

• 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
  • 使用了过滤器之后，要想访问web服务器上的资源，必须先经过滤器，过滤器处理完毕之后，才可以访问对应的资源。
• 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。

下面我们通过Filter快速入门程序掌握过滤器的基本使用操作：

• 第1步，定义过滤器 ：1.定义一个类，实现 Filter 接口，并重写其所有方法。
• 第2步，配置过滤器：Filter类上加 @WebFilter 注解，配置拦截资源的路径。引导类上加 @ServletComponentScan 开启Servlet组件支持。

定义过滤器

//定义一个类，实现一个标准的Filter过滤器的接口
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");
    }
}

• init方法：过滤器的初始化方法。在web服务器启动的时候会自动的创建Filter过滤器对象，在创建过滤器对象的时候会自动调用init初始化方法，这个方法只会被调用一次。

• doFilter方法：这个方法是在每一次拦截到请求之后都会被调用，所以这个方法是会被调用多次的，每拦截到一次请求就会调用一次doFilter()方法。

• destroy方法： 是销毁的方法。当我们关闭服务器的时候，它会自动的调用销毁方法destroy，而这个销毁方法也只会被调用一次。

在定义完Filter之后，Filter其实并不会生效，还需要完成Filter的配置，Filter的配置非常简单，只需要在Filter类上添加一个注解：@WebFilter，并指定属性urlPatterns，通过这个属性指定过滤器要拦截哪些请求

@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");
    }
}

当我们在Filter类上面加了@WebFilter注解之后，接下来我们还需要在启动类上面加上一个注解@ServletComponentScan，通过这个@ServletComponentScan注解来开启SpringBoot项目对于Servlet组件的支持。

@ServletComponentScan
@SpringBootApplication
public class TliasWebManagementApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(TliasWebManagementApplication.class, args);
    }

}

重新启动服务，打开浏览器，执行部门管理的请求，可以看到控制台输出了过滤器中的内容：

注意事项：

​ 在过滤器Filter中，如果不执行放行操作，将无法访问后面的资源。 放行操作：chain.doFilter(request, response);

现在我们已完成了Filter过滤器的基本使用，下面我们将学习Filter过滤器在使用过程中的一些细节。

2.4.2 Filter详解

Filter过滤器的快速入门程序我们已经完成了，接下来我们就要详细的介绍一下过滤器Filter在使用中的一些细节。主要介绍以下3个方面的细节：

1. 过滤器的执行流程
2. 过滤器的拦截路径配置
3. 过滤器链

2.4.2.1 执行流程

首先我们先来看下过滤器的执行流程：

过滤器当中我们拦截到了请求之后，如果希望继续访问后面的web资源，就要执行放行操作，放行就是调用 FilterChain对象当中的doFilter()方法，在调用doFilter()这个方法之前所编写的代码属于放行之前的逻辑。

在放行后访问完 web 资源之后还会回到过滤器当中，回到过滤器之后如有需求还可以执行放行之后的逻辑，放行之后的逻辑我们写在doFilter()这行代码之后。

@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");
    }
}

2.4.2.2 拦截路径

执行流程我们搞清楚之后，接下来再来介绍一下过滤器的拦截路径，Filter可以根据需求，配置不同的拦截资源路径：

拦截路径	urlPatterns值	含义
拦截具体路径	/login	只有访问 /login 路径时，才会被拦截
目录拦截	/emps/*	访问/emps下的所有资源，都会被拦截
拦截所有	/*	访问所有资源，都会被拦截

下面我们来测试"拦截具体路径"：

@WebFilter(urlPatterns = "/login")  //拦截/login具体路径
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.....");
    }


    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        Filter.super.init(filterConfig);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        Filter.super.destroy();
    }
}

测试1：访问部门管理请求，发现过滤器没有拦截请求

测试2：访问登录请求/login，发现过滤器拦截请求

下面我们来测试"目录拦截"：

@WebFilter(urlPatterns = "/depts/*") //拦截所有以/depts开头，后面是什么无所谓
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.....");
    }


    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
        Filter.super.init(filterConfig);
    }

    @Override
    public void destroy() {
        Filter.super.destroy();
    }
}

测试1：访问部门管理请求，发现过滤器拦截了请求

测试2：访问登录请求/login，发现过滤器没有拦截请求

2.4.2.3 过滤器链

最后我们在来介绍下过滤器链，什么是过滤器链呢？所谓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。

比如：在我们web服务器当中，定义了两个过滤器，这两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。

以上就是当我们在web应用当中配置了多个过滤器，形成了这样一个过滤器链以及过滤器链的执行顺序。下面我们通过idea来验证下过滤器链。

验证步骤：

1. 在filter包下再来新建一个Filter过滤器类：AbcFilter
2. 在AbcFilter过滤器中编写放行前和放行后逻辑
3. 配置AbcFilter过滤器拦截请求路径为：/*
4. 重启SpringBoot服务，查看DemoFilter、AbcFilter的执行日志

AbcFilter过滤器

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class AbcFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Abc 拦截到了请求... 放行前逻辑");

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

        System.out.println("Abc 拦截到了请求... 放行后逻辑");
    }
}

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.....");
    }
}

打开浏览器访问登录接口：

通过控制台日志的输出，大家发现AbcFilter先执行DemoFilter后执行，这是为什么呢？

其实是和过滤器的类名有关系。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。

假如我们想让DemoFilter先执行，怎么办呢？答案就是修改类名。

测试：修改AbcFilter类名为XbcFilter，运行程序查看控制台日志

@WebFilter(urlPatterns = "/*")
public class XbcFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        System.out.println("Xbc 拦截到了请求...放行前逻辑");

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

        System.out.println("Xbc 拦截到了请求...放行后逻辑");
    }
}

到此，关于过滤器的使用细节，我们已经全部介绍完毕了。

2.4.3 登录校验-Filter

2.4.3.1 分析

过滤器Filter的快速入门以及使用细节我们已经介绍完了，接下来最后一步，我们需要使用过滤器Filter来完成案例当中的登录校验功能。

我们先来回顾下前面分析过的登录校验的基本流程：

• 要进入到后台管理系统，我们必须先完成登录操作，此时就需要访问登录接口login。

• 登录成功之后，我们会在服务端生成一个JWT令牌，并且把JWT令牌返回给前端，前端会将JWT令牌存储下来。

• 在后续的每一次请求当中，都会将JWT令牌携带到服务端，请求到达服务端之后，要想去访问对应的业务功能，此时我们必须先要校验令牌的有效性。

• 对于校验令牌的这一块操作，我们使用登录校验的过滤器，在过滤器当中来校验令牌的有效性。如果令牌是无效的，就响应一个错误的信息，也不会再去放行访问对应的资源了。如果令牌存在，并且它是有效的，此时就会放行去访问对应的web资源，执行相应的业务操作。

大概清楚了在Filter过滤器的实现步骤了，那在正式开发登录校验过滤器之前，我们思考两个问题：

1. 所有的请求，拦截到了之后，都需要校验令牌吗？

   • 答案：登录请求例外

2. 拦截到请求后，什么情况下才可以放行，执行业务操作？

   • 答案：有令牌，且令牌校验通过(合法)；否则都返回未登录错误结果

2.4.3.2 具体流程

我们要完成登录校验，主要是利用Filter过滤器实现，而Filter过滤器的流程步骤：

基于上面的业务流程，我们分析出具体的操作步骤：

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）
4. 判断令牌是否存在，如果不存在，返回错误结果（未登录）
5. 解析token，如果解析失败，返回错误结果（未登录）
6. 放行

2.4.3.3 代码实现

分析清楚了以上的问题后，我们就参照接口文档来开发登录功能了，登录接口描述如下：

• 基本信息

  请求路径：/login
  
  请求方式：POST
  
  接口描述：该接口用于员工登录Tlias智能学习辅助系统，登录完毕后，系统下发JWT令牌。 
  

• 请求参数

  参数格式：application/json

  参数说明：

  名称	类型	是否必须	备注
  username	string	必须	用户名
  password	string	必须	密码

  请求数据样例：

  {
  	"username": "jinyong",
      "password": "123456"
  }
  

• 响应数据

  参数格式：application/json

  参数说明：

  名称	类型	是否必须	默认值	备注	其他信息
  code	number	必须		响应码, 1 成功 ; 0 失败
  msg	string	非必须		提示信息
  data	string	必须		返回的数据 , jwt令牌

  响应数据样例：

  {
    "code": 1,
    "msg": "success",
    "data": "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJuYW1lIjoi6YeR5bq4IiwiaWQiOjEsInVzZXJuYW1lIjoiamlueW9uZyIsImV4cCI6MTY2MjIwNzA0OH0.KkUc_CXJZJ8Dd063eImx4H9Ojfrr6XMJ-yVzaWCVZCo"
  }
  

• 备注说明

  用户登录成功后，系统会自动下发JWT令牌，然后在后续的每次请求中，都需要在请求头header中携带到服务端，请求头的名称为 token ，值为 登录时下发的JWT令牌。

  如果检测到用户未登录，则会返回如下固定错误信息：

  {
  	"code": 0,
  	"msg": "NOT_LOGIN",
  	"data": null
  }
  

登录校验过滤器：LoginCheckFilter

@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);

    }
}

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：

<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.76</version>
</dependency>

登录校验的过滤器我们编写完成了，接下来我们就可以重新启动服务来做一个测试：

测试前先把之前所编写的测试使用的过滤器，暂时注释掉。直接将@WebFilter注解给注释掉即可。

• 测试1：未登录是否可以访问部门管理页面

  首先关闭浏览器，重新打开浏览器，在地址栏中输入：http://localhost:9528/#/system/dept

  由于用户没有登录，登录校验过滤器返回错误信息，前端页面根据返回的错误信息结果，自动跳转到登录页面了

  

• 测试2：先进行登录操作，再访问部门管理页面

  登录校验成功之后，可以正常访问相关业务操作页面

  

2.5 拦截器Interceptor

学习完了过滤器Filter之后，接下来我们继续学习拦截器Interseptor。

拦截器我们主要分为三个方面进行讲解：

1. 介绍下什么是拦截器，并通过快速入门程序上手拦截器
2. 拦截器的使用细节
3. 通过拦截器Interceptor完成登录校验功能

我们先学习第一块内容：拦截器快速入门

2.5.1 快速入门

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。

拦截器的作用：

• 拦截请求，在指定方法调用前后，根据业务需要执行预先设定的代码。

在拦截器当中，我们通常也是做一些通用性的操作，比如：我们可以通过拦截器来拦截前端发起的请求，将登录校验的逻辑全部编写在拦截器当中。在校验的过程当中，如发现用户登录了(携带JWT令牌且是合法令牌)，就可以直接放行，去访问spring当中的资源。如果校验时发现并没有登录或是非法令牌，就可以直接给前端响应未登录的错误信息。

下面我们通过快速入门程序，来学习下拦截器的基本使用。拦截器的使用步骤和过滤器类似，也分为两步：

1. 定义拦截器

2. 注册配置拦截器

**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 .... ");
    }
}

注意：

​ preHandle方法：目标资源方法执行前执行。 返回true：放行 返回false：不放行

​ postHandle方法：目标资源方法执行后执行

​ afterCompletion方法：视图渲染完毕后执行，最后执行

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）
    }
}

重新启动SpringBoot服务，打开postman测试：

接下来我们再来做一个测试：将拦截器中返回值改为false

使用postman，再次点击send发送请求后，没有响应数据，说明请求被拦截了没有放行

2.5.2 Interceptor详解

拦截器的入门程序完成之后，接下来我们来介绍拦截器的使用细节。拦截器的使用细节我们主要介绍两个部分：

1. 拦截器的拦截路径配置
2. 拦截器的执行流程

2.5.2.1 拦截路径

首先我们先来看拦截器的拦截路径的配置，在注册配置拦截器的时候，我们要指定拦截器的拦截路径，通过addPathPatterns("要拦截路径")方法，就可以指定要拦截哪些资源。

在入门程序中我们配置的是/**，表示拦截所有资源，而在配置拦截器时，不仅可以指定要拦截哪些资源，还可以指定不拦截哪些资源，只需要调用excludePathPatterns("不拦截路径")方法，指定哪些资源不需要拦截。

@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("/**")//设置拦截器拦截的请求路径（ /** 表示拦截所有请求）
                .excludePathPatterns("/login");//设置不拦截的请求路径
    }
}

在拦截器中除了可以设置/**拦截所有资源外，还有一些常见拦截路径设置：

拦截路径	含义	举例
/*	一级路径	能匹配/depts，/emps，/login，不能匹配 /depts/1
/**	任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2
/depts/*	/depts下的一级路径	能匹配/depts/1，不能匹配/depts/1/2，/depts
/depts/**	/depts下的任意级路径	能匹配/depts，/depts/1，/depts/1/2，不能匹配/emps/1

下面主要来演示下/**与/*的区别：

• 修改拦截器配置，把拦截路径设置为/*

@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");//设置不拦截的请求路径
    }
}

使用postman测试：http://localhost:8080/emps/1

控制台没有输出拦截器中的日志信息，说明/*没有匹配到拦截路径/emp/1 。

2.5.2.2 执行流程

介绍完拦截路径的配置之后，接下来我们再来介绍拦截器的执行流程。通过执行流程，大家就能够清晰的知道过滤器与拦截器的执行时机。

• 当我们打开浏览器来访问部署在web服务器当中的web应用时，此时我们所定义的过滤器会拦截到这次请求。拦截到这次请求之后，它会先执行放行前的逻辑，然后再执行放行操作。而由于我们当前是基于springboot开发的，所以放行之后是进入到了spring的环境当中，也就是要来访问我们所定义的controller当中的接口方法。

• Tomcat并不识别所编写的Controller程序，但是它识别Servlet程序，所以在Spring的Web环境中提供了一个非常核心的Servlet：DispatcherServlet（前端控制器），所有请求都会先进行到DispatcherServlet，再将请求转给Controller。

• 当我们定义了拦截器后，会在执行Controller的方法之前，请求被拦截器拦截住。执行preHandle()方法，这个方法执行完成后需要返回一个布尔类型的值，如果返回true，就表示放行本次操作，才会继续访问controller中的方法；如果返回false，则不会放行（controller中的方法也不会执行）。

• 在controller当中的方法执行完毕之后，再回过来执行postHandle()这个方法以及afterCompletion() 方法，然后再返回给DispatcherServlet，最终再来执行过滤器当中放行后的这一部分逻辑的逻辑。执行完毕之后，最终给浏览器响应数据。

接下来我们就来演示下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 .... ");
    }
}

@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
    }
}

• 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.....");
    }
}

重启SpringBoot服务后，清空日志，打开Postman，测试查询部门：

以上就是拦截器的执行流程。通过执行流程分析，大家应该已经清楚了过滤器和拦截器之间的区别，其实它们之间的区别主要是两点：

• 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。

2.5.3 登录校验- Interceptor

讲解完了拦截器的基本操作之后，接下来我们需要完成最后一步操作：通过拦截器来完成案例当中的登录校验功能。

登录校验的业务逻辑以及操作步骤我们前面已经分析过了，和登录校验Filter过滤器当中的逻辑是完全一致的。现在我们只需要把这个技术方案由原来的过滤器换成拦截器interceptor就可以了。

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;
    }

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");
    }
}

登录校验的拦截器编写完成后，接下来我们就可以重新启动服务来做一个测试： （关闭登录校验Filter过滤器）

• 测试1：未登录是否可以访问部门管理页面

  首先关闭浏览器，重新打开浏览器，在地址栏中输入：http://localhost:9528/#/system/dept

  由于用户没有登录，校验机制返回错误信息，前端页面根据返回的错误信息结果，自动跳转到登录页面了

  

• 测试2：先进行登录操作，再访问部门管理页面

  登录校验成功之后，可以正常访问相关业务操作页面

  

到此我们也就验证了所开发的登录校验的拦截器也是没问题的。登录校验的过滤器和拦截器，我们只需要使用其中的一种就可以了。

3. 异常处理

3.1 当前问题

登录功能和登录校验功能我们都实现了，下面我们学习下今天最后一块技术点：异常处理。首先我们先来看一下系统出现异常之后会发生什么现象，再来介绍异常处理的方案。

我们打开浏览器，访问系统中的新增部门操作，系统中已经有了 “就业部” 这个部门，我们再来增加一个就业部，看看会发生什么现象。

点击确定之后，窗口关闭了，页面没有任何反应，就业部也没有添加上。 而此时，大家会发现，网络请求报错了。

状态码为500，表示服务器端异常，我们打开idea，来看一下，服务器端出了什么问题。

上述错误信息的含义是，dept部门表的name字段的值 就业部 重复了，因为在数据库表dept中已经有了就业部，我们之前设计这张表时，为name字段建议了唯一约束，所以该字段的值是不能重复的。

而当我们再添加就业部，这个部门时，就违反了唯一约束，此时就会报错。

我们来看一下出现异常之后，最终服务端给前端响应回来的数据长什么样。

响应回来的数据是一个JSON格式的数据。但这种JSON格式的数据还是我们开发规范当中所提到的统一响应结果Result吗？显然并不是。由于返回的数据不符合开发规范，所以前端并不能解析出响应的JSON数据。

接下来我们需要思考的是出现异常之后，当前案例项目的异常是怎么处理的？

• 答案：没有做任何的异常处理

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。

3.2 解决方案

那么在三层构架项目中，出现了异常，该如何处理?

• 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）

3.3 全局异常处理器

我们该怎么样定义全局异常处理器？

• 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");
    }
}

@RestControllerAdvice = @ControllerAdvice + @ResponseBody

处理异常的方法返回值会转换为json后再响应给前端

重新启动SpringBoot服务，打开浏览器，再来测试一下添加部门这个操作，我们依然添加已存在的 “就业部” 这个部门：

此时，我们可以看到，出现异常之后，异常已经被全局异常处理器捕获了。然后返回的错误信息，被前端程序正常解析，然后提示出了对应的错误提示信息。

以上就是全局异常处理器的使用，主要涉及到两个注解：

• @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