单点登录系统实现基于SpringBoot

今天的干货有点湿，里面夹杂着我的泪水。可能也只有代码才能让我暂时的平静。通过本章内容你将学到单点登录系统和传统登录系统的区别，单点登录系统设计思路，Spring4 Java配置方式整合HttpClient，整合Redis ，HttpClient简易教程。还在等什么？撸起袖子开始干吧！

效果图：8081端口是sso系统，其他两个8082和8083端口模拟两个系统。登录成功后检查Redis数据库中是否有值。

技术：SpringBoot，SpringMVC，Spring，SpringData，Redis，HttpClient
说明：本章的用户登录注册的代码部分已经在SpringBoot基础入门中介绍过了，这里不会重复贴代码。
源码： https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/tree/master/SpringBoot-SSO
SpringBoot基础入门：http://www.cnblogs.com/itdragon/p/8047132.html

单点登录系统简介

在传统的系统，或者是只有一个服务器的系统中。Session在一个服务器中，各个模块都可以直接获取，只需登录一次就进入各个模块。若在服务器集群或者是分布式系统架构中，每个服务器之间的Session并不是共享的，这会出现每个模块都要登录的情况。这时候需要通过单点登录系统（Single Sign On）将用户信息存在Redis数据库中实现Session共享的效果。从而实现一次登录就可以访问所有相互信任的应用系统。

单点登录系统实现

Maven项目核心配置文件 pom.xml 需要在原来的基础上添加 httpclient和jedis jar包

    <dependency>    <!-- http client version is 4.5.3 -->
        <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
        <artifactId>httpclient</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>    <!-- redis java client version is 2.9.0  -->
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
    </dependency>

Spring4 Java配置方式

这里，我们需要整合httpclient用于各服务之间的通讯(也可以用okhttp)。同时还需要整合redis用于存储用户信息(Session共享)。
在Spring3.x之前，一般在应用的基本配置用xml，比如数据源、资源文件等。业务开发用注解，比如Component，Service，Controller等。其实在Spring3.x的时候就已经提供了Java配置方式。现在的Spring4.x和SpringBoot都开始推荐使用Java配置方式配置bean。它可以使bean的结构更加的清晰。

整合 HttpClient

HttpClient 是 Apache Jakarta Common 下的子项目，用来提供高效的、最新的、功能丰富的支持 HTTP 协议的客户端编程工具包，并且它支持 HTTP 协议最新的版本和建议。
HttpClient4.5系列教程 : http://blog.csdn.net/column/details/httpclient.html

首先在src/main/resources 目录下创建 httpclient.properties 配置文件

#设置整个连接池默认最大连接数
http.defaultMaxPerRoute=100
#设置整个连接池最大连接数
http.maxTotal=300
#设置请求超时
http.connectTimeout=1000
#设置从连接池中获取到连接的最长时间
http.connectionRequestTimeout=500
#设置数据传输的最长时间
http.socketTimeout=10000

然后在 src/main/java/com/itdragon/config 目录下创建 HttpclientSpringConfig.java 文件
这里用到了四个很重要的注解
@Configuration : 作用于类上，指明该类就相当于一个xml配置文件
@Bean : 作用于方法上，指明该方法相当于xml配置中的，注意方法名的命名规范
@PropertySource : 指定读取的配置文件，引入多个value={"xxx:xxx","xxx:xxx"},ignoreResourceNotFound=true 文件不存在时忽略
@Value : 获取配置文件的值，该注解还有很多语法知识，这里暂时不扩展开

package com.itdragon.config;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import org.apache.http.client.config.RequestConfig;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.impl.client.IdleConnectionEvictor;
import org.apache.http.impl.conn.PoolingHttpClientConnectionManager;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

/**
 * @Configuration   作用于类上，相当于一个xml配置文件
 * @Bean            作用于方法上，相当于xml配置中的<bean>
 * @PropertySource  指定读取的配置文件
 * @Value           获取配置文件的值
 */
@Configuration
@PropertySource(value = "classpath:httpclient.properties")
public class HttpclientSpringConfig {

    @Value("${http.maxTotal}")
    private Integer httpMaxTotal;

    @Value("${http.defaultMaxPerRoute}")
    private Integer httpDefaultMaxPerRoute;

    @Value("${http.connectTimeout}")
    private Integer httpConnectTimeout;

    @Value("${http.connectionRequestTimeout}")
    private Integer httpConnectionRequestTimeout;

    @Value("${http.socketTimeout}")
    private Integer httpSocketTimeout;

    @Autowired
    private PoolingHttpClientConnectionManager manager;

    @Bean
    public PoolingHttpClientConnectionManager poolingHttpClientConnectionManager() {
        PoolingHttpClientConnectionManager poolingHttpClientConnectionManager = new PoolingHttpClientConnectionManager();
        // 最大连接数
        poolingHttpClientConnectionManager.setMaxTotal(httpMaxTotal);
        // 每个主机的最大并发数
        poolingHttpClientConnectionManager.setDefaultMaxPerRoute(httpDefaultMaxPerRoute);
        return poolingHttpClientConnectionManager;
    }

    @Bean   // 定期清理无效连接
    public IdleConnectionEvictor idleConnectionEvictor() {
        return new IdleConnectionEvictor(manager, 1L, TimeUnit.HOURS);
    }

    @Bean   // 定义HttpClient对象 注意该对象需要设置scope="prototype":多例对象
    @Scope("prototype")
    public CloseableHttpClient closeableHttpClient() {
        return HttpClients.custom().setConnectionManager(this.manager).build();
    }

    @Bean   // 请求配置
    public RequestConfig requestConfig() {
        return RequestConfig.custom().setConnectTimeout(httpConnectTimeout) // 创建连接的最长时间
                .setConnectionRequestTimeout(httpConnectionRequestTimeout) // 从连接池中获取到连接的最长时间
                .setSocketTimeout(httpSocketTimeout) // 数据传输的最长时间
                .build();
    }
}

整合 Redis

SpringBoot官方其实提供了spring-boot-starter-redis pom 帮助我们快速开发，但我们也可以自定义配置，这样可以更方便地掌控。
Redis 系列教程 : http://www.cnblogs.com/itdragon/category/1122427.html

首先在src/main/resources 目录下创建 redis.properties 配置文件
设置Redis主机的ip地址和端口号，和存入Redis数据库中的key以及存活时间。这里为了方便测试，存活时间设置的比较小。这里的配置是单例Redis。

redis.node.host=192.168.225.131
redis.node.port=6379

REDIS_USER_SESSION_KEY=REDIS_USER_SESSION
SSO_SESSION_EXPIRE=30

在src/main/java/com/itdragon/config 目录下创建 RedisSpringConfig.java 文件

package com.itdragon.config;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import redis.clients.jedis.JedisShardInfo;
import redis.clients.jedis.ShardedJedisPool;

@Configuration
@PropertySource(value = "classpath:redis.properties")
public class RedisSpringConfig {

    @Value("${redis.maxTotal}")
    private Integer redisMaxTotal;

    @Value("${redis.node.host}")
    private String redisNodeHost;

    @Value("${redis.node.port}")
    private Integer redisNodePort;

    private JedisPoolConfig jedisPoolConfig() {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(redisMaxTotal);
        return jedisPoolConfig;
    }
    
    @Bean 
    public JedisPool getJedisPool(){    // 省略第一个参数则是采用 Protocol.DEFAULT_DATABASE
        JedisPool jedisPool = new JedisPool(jedisPoolConfig(), redisNodeHost, redisNodePort);
        return jedisPool;
    }

    @Bean
    public ShardedJedisPool shardedJedisPool() {
        List<JedisShardInfo> jedisShardInfos = new ArrayList<JedisShardInfo>();
        jedisShardInfos.add(new JedisShardInfo(redisNodeHost, redisNodePort));
        return new ShardedJedisPool(jedisPoolConfig(), jedisShardInfos);
    }
}

Service 层

在src/main/java/com/itdragon/service 目录下创建 UserService.java 文件，它负责三件事情
第一件事情：验证用户信息是否正确，并将登录成功的用户信息保存到Redis数据库中。
第二件事情：负责判断用户令牌是否过期，若没有则刷新令牌存活时间。
第三件事情：负责从Redis数据库中删除用户信息。
这里用到了一些工具类，不影响学习，可以从源码中直接获取。

package com.itdragon.service;

import java.util.UUID;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.transaction.Transactional;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.PropertySource;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.util.StringUtils;
import com.itdragon.pojo.ItdragonResult;
import com.itdragon.pojo.User;
import com.itdragon.repository.JedisClient;
import com.itdragon.repository.UserRepository;
import com.itdragon.utils.CookieUtils;
import com.itdragon.utils.ItdragonUtils;
import com.itdragon.utils.JsonUtils;

@Service
@Transactional
@PropertySource(value = "classpath:redis.properties")
public class UserService {
    
    @Autowired
    private UserRepository userRepository;
    
    @Autowired
    private JedisClient jedisClient;
    
    @Value("${REDIS_USER_SESSION_KEY}")
    private String REDIS_USER_SESSION_KEY;
    
    @Value("${SSO_SESSION_EXPIRE}")
    private Integer SSO_SESSION_EXPIRE;
    
    public ItdragonResult userLogin(String account, String password,
            HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        // 判断账号密码是否正确
        User user = userRepository.findByAccount(account);
        if (!ItdragonUtils.decryptPassword(user, password)) {
            return ItdragonResult.build(400, "账号名或密码错误");
        }
        // 生成token
        String token = UUID.randomUUID().toString();
        // 清空密码和盐避免泄漏
        String userPassword = user.getPassword();
        String userSalt = user.getSalt();
        user.setPassword(null);
        user.setSalt(null);
        // 把用户信息写入 redis
        jedisClient.set(REDIS_USER_SESSION_KEY + ":" + token, JsonUtils.objectToJson(user));
        // user 已经是持久化对象，被保存在session缓存当中，若user又重新修改属性值，那么在提交事务时，此时 hibernate对象就会拿当前这个user对象和保存在session缓存中的user对象进行比较，如果两个对象相同，则不会发送update语句，否则会发出update语句。
        user.setPassword(userPassword);
        user.setSalt(userSalt);
        // 设置 session 的过期时间
        jedisClient.expire(REDIS_USER_SESSION_KEY + ":" + token, SSO_SESSION_EXPIRE);
        // 添加写 cookie 的逻辑，cookie 的有效期是关闭浏览器就失效。
        CookieUtils.setCookie(request, response, "USER_TOKEN", token);
        // 返回token
        return ItdragonResult.ok(token);
    }
    
    public void logout(String token) {
        jedisClient.del(REDIS_USER_SESSION_KEY + ":" + token);
    }

    public ItdragonResult queryUserByToken(String token) {
        // 根据token从redis中查询用户信息
        String json = jedisClient.get(REDIS_USER_SESSION_KEY + ":" + token);
        // 判断是否为空
        if (StringUtils.isEmpty(json)) {
            return ItdragonResult.build(400, "此session已经过期，请重新登录");
        }
        // 更新过期时间
        jedisClient.expire(REDIS_USER_SESSION_KEY + ":" + token, SSO_SESSION_EXPIRE);
        // 返回用户信息
        return ItdragonResult.ok(JsonUtils.jsonToPojo(json, User.class));
    }
}

Controller 层

负责跳转登录页面跳转

package com.itdragon.controller;

import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;

@Controller
public class PageController {

    @RequestMapping("/login")
    public String showLogin(String redirect, Model model) {
        model.addAttribute("redirect", redirect);
        return "login";
    }
    
}

负责用户的登录，退出，获取令牌的操作

package com.itdragon.controller;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import com.itdragon.pojo.ItdragonResult;
import com.itdragon.service.UserService;

@Controller
@RequestMapping("/user")
public class UserController {
    
    @Autowired
    private UserService userService;
    
    @RequestMapping(value="/login", method=RequestMethod.POST)
    @ResponseBody
    public ItdragonResult userLogin(String username, String password,
            HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        try {
            ItdragonResult result = userService.userLogin(username, password, request, response);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return ItdragonResult.build(500, "");
        }
    }
    
    @RequestMapping(value="/logout/{token}")
    public String logout(@PathVariable String token) {
        userService.logout(token); // 思路是从Redis中删除key，实际情况请和业务逻辑结合
        return "index";
    }
    
    @RequestMapping("/token/{token}")
    @ResponseBody
    public Object getUserByToken(@PathVariable String token) {
        ItdragonResult result = null;
        try {
            result = userService.queryUserByToken(token);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            result = ItdragonResult.build(500, "");
        }
        return result;
    }
}

视图层

一个简单的登录页面

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
    pageEncoding="UTF-8"%>
<!doctype html>
<html lang="zh">
    <head>
        <meta name="viewport" content="initial-scale=1.0, width=device-width, user-scalable=no" />
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,Chrome=1" />
        <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=8" />
        <title>欢迎登录</title>
        <link type="image/x-icon" href="images/favicon.ico" rel="shortcut icon">
        <link rel="stylesheet" href="static/css/main.css" />
    </head>
    <body>
        <div class="wrapper">
            <div class="container">
                <h1>Welcome</h1>
                <form method="post" onsubmit="return false;" class="form">
                    <input type="text" value="itdragon" name="username" placeholder="Account"/>
                    <input type="password" value="123456789" name="password" placeholder="Password"/>
                    <button type="button" id="login-button">Login</button>
                </form>
            </div>
            <ul class="bg-bubbles">
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
                <li></li>
            </ul>
        </div>
        <script type="text/javascript" src="static/js/jquery-1.10.1.min.js" ></script>
        <script type="text/javascript">
            var redirectUrl = "${redirect}"; // 浏览器中返回的URL
            function doLogin() {
                $.post("/user/login", $(".form").serialize(),function(data){
                    if (data.status == 200) {
                        if (redirectUrl == "") {
                            location.href = "http://localhost:8082";
                        } else {
                            location.href = redirectUrl;
                        }
                    } else {
                        alert("登录失败，原因是：" + data.msg);
                    }
                });
            }
            $(function(){
                $("#login-button").click(function(){
                    doLogin();
                });
            });
        </script>
    </body>
</html>

HttpClient 基础语法

这里封装了get，post请求的方法

package com.itdragon.utils;

import java.io.IOException;
import java.net.URI;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import org.apache.http.NameValuePair;
import org.apache.http.client.entity.UrlEncodedFormEntity;
import org.apache.http.client.methods.CloseableHttpResponse;
import org.apache.http.client.methods.HttpGet;
import org.apache.http.client.methods.HttpPost;
import org.apache.http.client.utils.URIBuilder;
import org.apache.http.entity.ContentType;
import org.apache.http.entity.StringEntity;
import org.apache.http.impl.client.CloseableHttpClient;
import org.apache.http.impl.client.HttpClients;
import org.apache.http.message.BasicNameValuePair;
import org.apache.http.util.EntityUtils;

public class HttpClientUtil {
    
    public static String doGet(String url) {// 无参数get请求
        return doGet(url, null);
    }

    public static String doGet(String url, Map<String, String> param) {// 带参数get请求
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();// 创建一个默认可关闭的Httpclient 对象
        String resultMsg = "";// 设置返回值
        CloseableHttpResponse response = null;// 定义HttpResponse 对象
        try {
            URIBuilder builder = new URIBuilder(url);// 创建URI,可以设置host，设置参数等
            if (param != null) {
                for (String key : param.keySet()) {
                    builder.addParameter(key, param.get(key));
                }
            }
            URI uri = builder.build();
            HttpGet httpGet = new HttpGet(uri);// 创建http GET请求
            response = httpClient.execute(httpGet); // 执行请求
            if (response.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {  // 判断返回状态为200则给返回值赋值
                resultMsg = EntityUtils.toString(response.getEntity(), "UTF-8");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally { // 不要忘记关闭
            try {
                if (response != null) {
                    response.close();
                }
                httpClient.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return resultMsg;
    }
    
    public static String doPost(String url) {   // 无参数post请求
        return doPost(url, null);
    }

    public static String doPost(String url, Map<String, String> param) {// 带参数post请求
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();// 创建一个默认可关闭的Httpclient 对象
        CloseableHttpResponse response = null;
        String resultMsg = "";
        try {
            HttpPost httpPost = new HttpPost(url);  // 创建Http Post请求
            if (param != null) {    // 创建参数列表
                List<NameValuePair> paramList = new ArrayList<NameValuePair>();
                for (String key : param.keySet()) {
                    paramList.add(new BasicNameValuePair(key, param.get(key)));
                }
                UrlEncodedFormEntity entity = new UrlEncodedFormEntity(paramList);// 模拟表单
                httpPost.setEntity(entity);
            }
            response = httpClient.execute(httpPost);// 执行http请求
            if (response.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
                resultMsg = EntityUtils.toString(response.getEntity(), "utf-8");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (response != null) {
                    response.close();
                }
                httpClient.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return resultMsg;
    }

    public static String doPostJson(String url, String json) {
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
        CloseableHttpResponse response = null;
        String resultString = "";
        try {
            HttpPost httpPost = new HttpPost(url);
            StringEntity entity = new StringEntity(json, ContentType.APPLICATION_JSON);
            httpPost.setEntity(entity);
            response = httpClient.execute(httpPost);
            if (response.getStatusLine().getStatusCode() == 200) {
                resultString = EntityUtils.toString(response.getEntity(), "utf-8");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (response != null) {
                    response.close();
                }
                httpClient.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return resultString;
    }
}

Spring 自定义拦截器

这里是另外一个项目 itdragon-service-test-sso 中的代码，
首先在src/main/resources/spring/springmvc.xml 中配置拦截器，设置那些请求需要拦截

    <!-- 拦截器配置 -->
    <mvc:interceptors>
        <mvc:interceptor>
            <mvc:mapping path="/github/**"/>
            <bean class="com.itdragon.interceptors.UserLoginHandlerInterceptor"/>
        </mvc:interceptor>
    </mvc:interceptors>

然后在 src/main/java/com/itdragon/interceptors 目录下创建 UserLoginHandlerInterceptor.java 文件

package com.itdragon.interceptors;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView;
import com.itdragon.pojo.User;
import com.itdragon.service.UserService;
import com.itdragon.utils.CookieUtils;

public class UserLoginHandlerInterceptor implements HandlerInterceptor {

    public static final String COOKIE_NAME = "USER_TOKEN";

    @Autowired
    private UserService userService;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
            throws Exception {
        String token = CookieUtils.getCookieValue(request, COOKIE_NAME);
        User user = this.userService.getUserByToken(token);
        if (StringUtils.isEmpty(token) || null == user) {
            // 跳转到登录页面，把用户请求的url作为参数传递给登录页面。
            response.sendRedirect("http://localhost:8081/login?redirect=" + request.getRequestURL());
            // 返回false
            return false;
        }
        // 把用户信息放入Request
        request.setAttribute("user", user);
        // 返回值决定handler是否执行。true：执行，false：不执行。
        return true;
    }

    @Override
    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
            ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    }

    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler,
            Exception ex) throws Exception {
    }
}

可能存在的问题

SpringData 自动更新问题

SpringData 是基于Hibernate的。当User 已经是持久化对象，被保存在session缓存当中。若User又重新修改属性值，在提交事务时，此时hibernate对象就会拿当前这个User对象和保存在session缓存中的User对象进行比较，如果两个对象相同，则不会发送update语句，否则，会发出update语句。
笔者采用比较傻的方法，就是在提交事务之前把数据还原。各位如果有更好的办法请告知，谢谢！
参考博客：http://www.cnblogs.com/xiaoluo501395377/p/3380270.html

检查用户信息是否保存

登录成功后，进入Redis客户端查看用户信息是否保存成功。同时为了方便测试，也可以删除这个key。

[root@localhost bin]# ./redis-cli -h 192.168.225.131 -p 6379
192.168.225.131:6379> 
192.168.225.131:6379> keys *
1) "REDIS_USER_SESSION:1d869ac0-3d22-4e22-bca0-37c8dfade9ad"
192.168.225.131:6379> get REDIS_USER_SESSION:1d869ac0-3d22-4e22-bca0-37c8dfade9ad
"{"id":3,"account":"itdragon","userName":"ITDragonGit","plainPassword":null,"password":null,"salt":null,"iphone":"12349857999","email":"itdragon@git.com","platform":"github","createdDate":"2017-12-22 21:11:19","updatedDate":"2017-12-22 21:11:19"}"

总结

1 单点登录系统通过将用户信息放在Redis数据库中实现共享Session效果。
2 Java 配置方式使用四个注解 @Configuration @Bean @PropertySource @Value 。
3 Spring 拦截器的设置。
4 HttpClient 的使用。
5 祝大家圣诞节快乐！

源码： https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/tree/master/SpringBoot-SSO

到这里，基于SpringBoot的单点登录系统就结束了，有什么不对的地方请指出。