Acegi体系结构

概述【IT168 专稿】对于任何一个完整的应用系统，完善的认证和授权机制是必不可少的。

Acegi Security（以下简称Acegi）是一个能为基于Spring的企业应用提供强大而灵活安全访问控制解决方案的框架，Acegi已经成为 Spring 官方的一个子项目，所以也称为Spring Security。

它通过在Spring容器中配置一组Bean，充分利用Spring的IoC和AOP功能，提供声明式安全访问控制的功能。

虽然，现在 Acegi也可以应用到非Spring的应用程序中，但在Spring 中使用Acegi是最自然的方式。

Acegi可以实现业务对象方法级的安全访问控制粒度，它提供了以下三方面的应用程序的安全：? URL资源的访问控制如所有用户（包括其名用户）可以访问index.jsp登录页面，而只有授权的用户可以访问/user/addUser.jsp页面。

Acegi允许通过正则表达式或Ant风格的路径表达式定义URL模式，让授权用户访问某一URL匹配模式下的对应URL资源。

? 业务类方法的访问控制Spring容器中所有Bean的方法都可以被Acegi管理，如所有用户可以调用BbtForum#getRefinedTopicCount()方法，而只有授权用户可以调用BbtForum#addTopic()方法。

? 领域对象的访问控制业务类方法代表一个具体的业务操作，比如更改、删除、审批等，业务类方法访问控制解决了用户是否有调用某种操作的权限，但并未对操作的客体（领域对象）进行控制。

对于我们的论坛应用来说，用户可以调用BbtForum#updateUser(User user)方法更改用户注册信息，但应该仅限于更改自己的用户信息，也即调用BbtForum#updateUser()所操作的User这个领域对象必须是受限的。

Acegi通过多个不同用途的Servlet过滤器对URL资源进行保护，在请求受保护的URL资源前，Acegi的Servlet过滤器判断用户是否有权访问目标资源，授权者被开放访问，而未未被授权者将被阻挡在大门之外。

Acegi通过Spring AOP对容器中Bean的受控方法进行拦截，当用户的请求引发调用Bean的受控方法时，Acegi的方法拦截器开始工作，阻止未授权者的调用。

对领域对象的访问控制建立在对Bean方法保护的基础上，在最终开放目标Bean方法的执行前，Acegi将检查用户的ACL（Aeccess Control List：访问控制列表）是否包含正要进行操作的领域对象，只有领域对象被授权时，用户才可以使用Bean方法对领域对象进行处理。

此外，Acegi还可以对Bean方法返回的结果进行过滤，将一些不在当前用户访问权限范围内的领域对象剔除掉——即传统的数据可视域范围的控制。

一般来说，使用Acegi控制数据可视域未非理想的选择，相反通过传统的动态SQL的解决方案往往更加简单易行。

从本质特性上来说，Servlet过滤器就是最原始的原生态AOP，所以我们可以说Acegi不但对业务类方法、领域对象访问控制采用了AOP技术方案，对URL 资源的访问控制也使用了AOP的技术方案。

使用AOP技术方案的框架是令人振奋的，这意味着，开发者可以在应用程序业务功能开发完毕后，轻松地通过Acegi 给应用程序穿上安全保护的“铁布衫”。

Acegi体系结构乘飞机前需要通过安检，乘客必须提供身份证以验证其身份。

在通过安检进入候机室后，国航、海航、南航等不同航空公司的飞机陆续到达，但你只能登上机票上对应航班的飞机。

在登机后，只能坐在机票对应的座位上——你不能抢占他人的座位，你不能在座位上刻字留念、你不能要求空姐打开机窗……乘飞机的过程最能体现安全控制的流程，我们可以从中找到身份认证、资源访问控制、领域对象安全控制的对应物：安检对应身份认证，登机对应资源访问控制而按号就座则对应领域对象安全控制。

Acegi通过两个组件对象完成以上安全问题的处理：AuthenticationManager（认证管理器）、AccessDecisionManager（访问控制管理器），如图 1所示：图 1 Acegi体系结构SecurityContextHolder是框架级的容器，它保存着和所有用户关联SecurityContext实例，SecurityContext承载着用户（也称认证主体）的身份信息的权限信息， AuthenticationManager、AccessDecisionManager将据此进行安全访问控制。

SecurityContext的认证主体安全信息在一个HTTP请求线程的多个调用之间是共享的（通过ThreadLocal），但它不能在多个请求之间保持共享。

为了解决这个问题，Acegi将认证主体安全信息缓存于HttpSession中，当用户请求一个受限的资源时，Acegi通过 HttpSessionContextIntegrationFilter将认证主体信息从HttpSession中加载到 SecurityContext实例中，认证主体关联的SecurityContext实例保存在Acegi容器级的 SecurityContextHolder里。

当请求结束之后，HttpSessionContextIntegrationFilter执行相反的操作，将SecurityContext中的认证主体安全信息重新转存到HttpSession中，然后从SecurityContextHolder中清除对应的SecurityContext实例。

通过HttpSession转存机制，用户的安全信息就可以在多个HTTP请求间共享，同时保证 SecurityContextHolder中仅保存当前有用的用户安全信息，其整体过程如图 2所示：图 2 SecurityContext在HttpSession和请求线程间的转交过程当用户请求一个受限的资源时，AuthenticationManager首先开始工作，它象一个安检入口，对用户身份进行核查，用户必须提供身份认证的凭证（一般是用户名/密码）。

在进行身份认证时，AuthenticationManager将身份认证的工作委托给多个 AuthenticationProvider。

因为在具体的系统中，用户身份可能存储在不同的用户信息安全系统中（如数据库、CA中心、LDAP服务器），不同用户信息安全系统需要不同的AuthenticationProvider执行诸如用户信息查询、用户身份判断、用户授权信息获取等工作。

只要有一个AuthenticationProvider可以识别用户的身份，AuthenticationManager就通过用户身份认证，并将用户的授权信息放入到SecurityContext中。

当用户通过身份认证后，试图访问某个受限的程序资源时，AccessDecisionManager开始工作。

AccessDecisionManager采用民主决策机制判断用户是否有权访问目标程序资源，它包含了多个AccessDecisionVoter。

在访问决策时每个AccessDecisionVoter都拥有投票权，AccessDecisionManager 统计投票结果，并按照某种决策方式根据这些投票结果决定最终是否向用户开放受限资源的访问。

重要组件类介绍每个框架都有一些核心的概念，这些概念被固化为类和接口，成为框架的重要组件类。

框架的管理类、操作类都在这些组件类的基础上进行操作。

在进入Acegi框架的具体学习前，有必要事先了解一下这些承载Acegi框架重要概念的组件类。

首先，我们要接触是UserDetails接口，它代表一个应用系统的用户，该接口定义了用户安全相关的信息，如用户名/密码，用户是否有效等信息，你可以根据以下接口方法进行相关信息的获取：String getUsername()：获取用户名；String getPassword()：获取密码；boolean isAccountNonExpired()：用户帐号是否过期；boolean isAccountNonLocked()：用户帐号是否锁定；boolean isCredentialsNonExpired()：用户的凭证是否过期；boolean isEnabled()：用户是否处于激活状态。

当以上任何一个判断用户状态的方法都返回false时，用户凭证就被视为无效。

UserDetails还定义了获取用户权限信息的方法：GrantedAuthority[] getAuthorities()，GrantedAuthority代表用户权限信息，它定义了一个获取权限描述信息（以字符串表示，如 PRIV_COMMON）的方法：String getAuthority()。

图 3 用户和权限在未使用Acegi之前，我们可能通过类似User、Customer等领域对象表示用户的概念，并在程序中编写相应的用户认证的逻辑。

现在，你要做的一个调整是让原先这些代表用户概念的领域类实现UserDetails接口，这样，Acegi就可以通过UserDetails接口访问到用户的信息了。

UserDetails可能从数据库、LDAP等用户信息资源中返回，这要求有一种机制来完成这项工作，UserDetailsService正是充当这一角色的接口。

UserDetailsService接口很简单，仅有一个方法：UserDetailsloadUserByUsername(String username) ，这个方法通过用户名获取整个UserDetails对象。

Authentication代表一个和应用程序交互的待认证用户，Acegi从类似于登录页面、Cookie等处获取待认证的用户信息（一般是用户名密码）自动构造Authentication实例。

图 4 Acegi的认证用户Authentication可以通过Object getPrincipal()获取一个代表用户的对象，这个对象一般可以转换为UserDetails，从中可以取得用户名/密码等信息。

在Authentication被AuthenticationManager认证之前，没有任何权限的信息。

在通过认证之后，Acegi通过 UserDetails将用户对应的权限信息加载到Authentication中。

Authentication拥有一个 GrantedAuthority[] getAuthorities()方法，通过该方法可以得到用户对应的权限信息。

Authentication和UserDetails很容易被混淆，因为两者都有用户名/密码及权限的信息，接口方法也很类似。