Springboot +spring security，实现session并发控制及实现原理分析

news2024/12/28 20:43:38

一.简介

在SpringSecurity中实现会话并发控制，只需要配置一个会话数量就可以了，先介绍下如何配置会话并发控制，然后再。介绍下SpringSecurity 如何实现会话并发控制。

二.创建项目

如何创建一个SpringSecurity项目，前面文章已经有说明了，这里就不重复写了。

三.代码实现

3.1设置只有一个会话

SecurityConfig 类，代码如下：

@Configuration
public class SecurityConfig {
    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeHttpRequests()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin()
                .permitAll()
                .and()
                .sessionManagement()
                .maximumSessions(1);
        return http.build();
    }
}

登陆一个客户端

在这里插入图片描述
登陆第二个客户端
在这里插入图片描述
刷新第一个客户端
在这里插入图片描述
这时候发现已经被挤掉了。

目前默认策略是：后来的会把前面的给挤掉，现在我们通过配置，禁止第二个客户端登陆

3.2禁止第二个客户端登陆

SecurityConfig 类，代码如下：

@Configuration
public class SecurityConfig {
    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeHttpRequests()
                .anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin()
                .permitAll()
                .and()
                .sessionManagement()
                .maximumSessions(1)
                .maxSessionsPreventsLogin(true);
        return http.build();
    }
}

登陆第一个客户端
在这里插入图片描述
登陆第二个客户端
在这里插入图片描述

四.实现原理分析

session默认的过滤器是SessionManagementConfigurer

4.1SessionManagementConfigurer

点击.sessionManagement()进去,找到SessionManagementConfigurer，点进去看下主要是看init和configure方法。

4.1.1 init()方法

  1. 创建SecurityContextRepository
  2. 初始化 SessionAuthenticationStrategy，并添加到容器
    ConcurrentSessionControlAuthenticationStrategy
    defaultSessionAuthenticationStrategy
    RegisterSessionAuthenticationStrategy
    setMaximumSessions
    setExceptionIfMaximumExceeded = maxSessionsPreventsLogin
    CompositeSessionAuthenticationStrategy
    InvalidSessionStrategy

4.1.2 configure()方法

  1. 初始化 SessionManagementFilter
  2. 添加sessionManagementFilter 到http链中
  3. isConcurrentSessionControlEnabled &&添加ConcurrentSessionFilter 到http链中
  4. !this.enableSessionUrlRewriting && 添加 DisableEncodeUrlFilter
  5. SessionCreationPolicy.ALWAYS && 添加 ForceEagerSessionCreationFilter

4.2CompositeSessionAuthenticationStrategy

CompositeSessionAuthenticationStrategy是一个代理策略，它里面会包含很多SessionAuthenticationStrategy，主要有ConcurrentSessionControlAuthenticationStrategy和RegisterSessionAuthenticationStrategy。

4.3RegisterSessionAuthenticationStrategy

处理并发登录人数的数量，代码如下：

 public void onAuthentication(Authentication authentication, HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response) {
  this.sessionRegistry.registerNewSession(request.getSession().getId(), authentication.getPrincipal());
 }

这里直接调用this.sessionRegistry.registerNewSession方法，代码如下：

public void registerNewSession(String sessionId, Object principal) {
  Assert.hasText(sessionId, "SessionId required as per interface contract");
  Assert.notNull(principal, "Principal required as per interface contract");
  if (getSessionInformation(sessionId) != null) {
   removeSessionInformation(sessionId);
  }
  this.sessionIds.put(sessionId, new SessionInformation(principal, sessionId, new Date()));
  this.principals.compute(principal, (key, sessionsUsedByPrincipal) -> {
   if (sessionsUsedByPrincipal == null) {
    sessionsUsedByPrincipal = new CopyOnWriteArraySet<>();
   }
   sessionsUsedByPrincipal.add(sessionId);
   this.logger.trace(LogMessage.format("Sessions used by '%s' : %s", principal, sessionsUsedByPrincipal));
   return sessionsUsedByPrincipal;
  });
 }
  1. 根据sessionId查找session，如果有，则移除
  2. 创建新的SessionInformation，维护到sessionIds中
  3. 维护sessionId到principals中

4.4ConcurrentSessionControlAuthenticationStrategy

onAuthentication方法代码如下：

public void onAuthentication(Authentication authentication, HttpServletRequest request,
   HttpServletResponse response) {
  int allowedSessions = getMaximumSessionsForThisUser(authentication);
  if (allowedSessions == -1) {
   // We permit unlimited logins
   return;
  }
  List<SessionInformation> sessions = this.sessionRegistry.getAllSessions(authentication.getPrincipal(), false);
  int sessionCount = sessions.size();
  if (sessionCount < allowedSessions) {
   // They haven't got too many login sessions running at present
   return;
  }
  if (sessionCount == allowedSessions) {
   HttpSession session = request.getSession(false);
   if (session != null) {
    // Only permit it though if this request is associated with one of the
    // already registered sessions
    for (SessionInformation si : sessions) {
     if (si.getSessionId().equals(session.getId())) {
      return;
     }
    }
   }
   // If the session is null, a new one will be created by the parent class,
   // exceeding the allowed number
  }
  allowableSessionsExceeded(sessions, allowedSessions, this.sessionRegistry);
 }
  1. 获取当前用户允许同时在线的数量，如果 == -1(没有限制)则跳过并发校验
  2. 获取当前用户的所有在线session数量，如果小于限制数量则返回
  3. 如果等于限制数量，则判断当前的sessionId是否已经在集合中，如果在，则返回
  4. 否则走allowableSessionsExceeded 校验

allowableSessionsExceeded方法代码如下：

 protected void allowableSessionsExceeded(List<SessionInformation> sessions, int allowableSessions,
   SessionRegistry registry) throws SessionAuthenticationException {
  if (this.exceptionIfMaximumExceeded || (sessions == null)) {
   throw new SessionAuthenticationException(
     this.messages.getMessage("ConcurrentSessionControlAuthenticationStrategy.exceededAllowed",
       new Object[] { allowableSessions }, "Maximum sessions of {0} for this principal exceeded"));
  }
  // Determine least recently used sessions, and mark them for invalidation
  sessions.sort(Comparator.comparing(SessionInformation::getLastRequest));
  int maximumSessionsExceededBy = sessions.size() - allowableSessions + 1;
  List<SessionInformation> sessionsToBeExpired = sessions.subList(0, maximumSessionsExceededBy);
  for (SessionInformation session : sessionsToBeExpired) {
   session.expireNow();
  }
 }
  1. 如果配置了 maxSessionsPreventsLogin，则直接抛出异常，禁止新用户登录，否则往下走
  2. 将当前用户的所有session按照最后访问时间排序
  3. 获取最大允许同时在线的数量，然后在集合中 top n,其余的全部设置过期
  4. expireNow();
    this.expired = true;

4.5SessionManagementFilter

代码如下：

private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
   throws IOException, ServletException {
  if (!this.securityContextRepository.containsContext(request)) {
   Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
   if (authentication != null && !this.trustResolver.isAnonymous(authentication)) {
    // The user has been authenticated during the current request, so call the
    // session strategy
    try {
     this.sessionAuthenticationStrategy.onAuthentication(authentication, request, response);
    }
    catch (SessionAuthenticationException ex) {
     SecurityContextHolder.clearContext();
     this.failureHandler.onAuthenticationFailure(request, response, ex);
     return;
    }    this.securityContextRepository.saveContext(SecurityContextHolder.getContext(), request, response);
   }
   else {
    if (request.getRequestedSessionId() != null && !request.isRequestedSessionIdValid()) {
     if (this.invalidSessionStrategy != null) {
     this.invalidSessionStrategy.onInvalidSessionDetected(request, response);
      return;
     }
    }
   }
  }
  chain.doFilter(request, response);
 }
  1. 如果securityContextRepository 有Context信息
  2. 如果抛出异常，则进行异常处理，并清楚context信息
    获取authentication
    如果authentication 不为空，则调用sessionAuthenticationStrategy.onAuthentication
    如果为空，则调用invalidSessionStrategy的onInvalidSessionDetected方法

4.6ConcurrentSessionFilter

ConcurrentSessionFilter类，代码如下：

private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
   throws IOException, ServletException {
  HttpSession session = request.getSession(false);
  if (session != null) {
   SessionInformation info = this.sessionRegistry.getSessionInformation(session.getId());
   if (info != null) {
    if (info.isExpired()) {
     // Expired - abort processing
     this.logger.debug(LogMessage
       .of(() -> "Requested session ID " + request.getRequestedSessionId() + " has expired."));
     doLogout(request, response);
     this.sessionInformationExpiredStrategy
       .onExpiredSessionDetected(new SessionInformationExpiredEvent(info, request, response));
     return;
    }
    // Non-expired - update last request date/time
    this.sessionRegistry.refreshLastRequest(info.getSessionId());
   }
  }
  chain.doFilter(request, response);
 }

4.7AbstractAuthenticationProcessingFilter

这个过滤器也会调用sessionStrategy.onAuthentication,进行session维护，代码如下：

private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
   throws IOException, ServletException {
  
   Authentication authenticationResult = attemptAuthentication(request, response);
   this.sessionStrategy.onAuthentication(authenticationResult, request, response);
 }

整体流程图，截图如下：
在这里插入图片描述

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