shiro源码篇

前言

　　开心一刻　　

　　　　老公酷爱网络游戏，老婆无奈，只得告诫他：你玩就玩了，但是千万不可以在游戏里找老婆，不然，哼哼。。。
　　　　老公嘴角露出了微笑：放心吧亲爱的，我绝对不会在游戏里找老婆的！因为我有老公！
　　　　老婆：......

　　路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！

　　github：https://github.com/youzhibing

　　码云(gitee)：https://gitee.com/youzhibing

前情回顾

　　大家还记得上篇博文讲了什么吗，我们来一起简单回顾下：

　　　　SecurityManager是shiro的核心，负责与shiro的其他组件进行交互；SessionManager是session的真正管理者，负责shiro的session管理；

　　　　SessionsSecurityManager的start方法中将session的创建委托给了具体的sessionManager，是创建session的关键入口。

　　　　SimpleSession是shiro完完全全的自己实现，是shiro对session的一种拓展；实现了ValidatingSession接口，具有自我校验的功能；一般不对外暴露，暴露的往往是他的代理：DelegatingSession；SimpleSession有几个属性值得重点关注下，如下

　　　　　　　　id：就是session id；

　　　　　　　　startTimestamp：session的创建时间；

　　　　　　　　stopTimestamp：session的失效时间；

　　　　　　　　lastAccessTime：session的最近一次访问时间，初始值是startTimestamp

　　　　　　　　timeout：session的有效时长，默认30分钟

　　　　　　　　expired：session是否到期

　　　　　　　　attributes：session的属性容器

查询

　　session的创建完成后，会将session（SimpleSession类型）对象的代理对象（DelegatingSession）装饰成StoppingAwareProxiedSession对象，然后绑定到subject（类型是DelegatingSubject）；

　　Session session = subject.getSession();返回的就是绑定在当前subjuct的session。注意subject的实际类型是：DelegatingSubject，如下图

刷新

　　shiro的Session接口提供了一个touch方法，负责session的刷新；session的代理对象最终会调用SimpleSession的touch()：

public void touch() {
    this.lastAccessTime = new Date();        // 更新最后被访问时间为当前时间
}

　　但是touch方法是什么时候被调用的呢？JavaSE需要我们自己定期的调用session的touch() 去更新最后访问时间；如果是Web应用，每次进入ShiroFilter都会自动调用session.touch()来更新最后访问时间，ShiroFilter的类图如下：

　　ShiroFilter自动调用session.touch()如下

过期

　　如果是让我们自己实现session过期的判断，我们会怎么做了？我们来看看shiro是怎么做的，或许我们能够从中学到一些经验。

　　启动校验定时任务

　　　　还记得AbstractValidatingSessionManager中createSession方法吗？在调用doCreateSession方法之前调用enableSessionValidationIfNecessary()，enableSessionValidationIfNecessary代码如下

private void enableSessionValidationIfNecessary() {
    // 获取session验证调度器
    SessionValidationScheduler scheduler = getSessionValidationScheduler();
    // session验证调度器开启 && (调度器为空或调度器不可用)
    if (isSessionValidationSchedulerEnabled() && (scheduler == null || !scheduler.isEnabled())) {
        enableSessionValidation();        // 开启session验证
    }
}

　　　　第一次创建session的时候，如果session验证调度器启用（默认是启用），那么调用enableSessionValidation()，enableSessionValidation代码如下

protected synchronized void enableSessionValidation() {
    SessionValidationScheduler scheduler = getSessionValidationScheduler();        // 获取调取器
    if (scheduler == null) {
        scheduler = createSessionValidationScheduler();                            // 创建调取器，实际类型是ExecutorServiceSessionValidationScheduler
        setSessionValidationScheduler(scheduler);                                // 将调度器绑定到sessionManager
    }
    // it is possible that that a scheduler was already created and set via 'setSessionValidationScheduler()'
    // but would not have been enabled/started yet
    if (!scheduler.isEnabled()) {
        if (log.isInfoEnabled()) {
            log.info("Enabling session validation scheduler...");
        }
        scheduler.enableSessionValidation();                                    // 启动定时任务，验证session
        afterSessionValidationEnabled();                                        // 什么也没做，供继承，便于拓展
    }
}

　　　　ExecutorServiceSessionValidationScheduler类图如下，它实现了Runnable接口

　　调用scheduler的enableSessionValidation()，enableSessionValidation方法如下

public void enableSessionValidation() {
    if (this.interval > 0l) {
        // 创建ScheduledExecutorService
        this.service = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor(new ThreadFactory() {  
            private final AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);

            public Thread newThread(Runnable r) {  
                Thread thread = new Thread(r);  
                thread.setDaemon(true);  
                thread.setName(threadNamePrefix + count.getAndIncrement());
                return thread;  
            }  
        });
        //  初始化service interval时长之后开始执行this的run方法，每隔interval执行一次；注意interval的单位是TimeUnit.MILLISECONDS
        this.service.scheduleAtFixedRate(this, interval, interval, TimeUnit.MILLISECONDS);    // this就是ExecutorServiceSessionValidationScheduler自己
    }
    this.enabled = true;
}

　　session校验 

　　定时（默认每隔60分钟）的调用ExecutorServiceSessionValidationScheduler的run方法，run方法中调用sessionManager的validateSessions方法来完成session的验证，validateSessions方法如下

/**
 * @see ValidatingSessionManager#validateSessions()
 */
public void validateSessions() {
    if (log.isInfoEnabled()) {
        log.info("Validating all active sessions...");
    }

    int invalidCount = 0;

    // 从sessionDao中获取全部的session
    // sessionDao可以是默认的MemorySessionDAO，也可以是我们定制的CachingSessionDAO
    Collection<Session> activeSessions = getActiveSessions();

    if (activeSessions != null && !activeSessions.isEmpty()) {
        // 一个一个校验
        for (Session s : activeSessions) {
            try {
                //simulate a lookup key to satisfy the method signature.
                //this could probably stand to be cleaned up in future versions:
                SessionKey key = new DefaultSessionKey(s.getId());
                validate(s, key);        // 真正校验的方法
            } catch (InvalidSessionException e) {
                if (log.isDebugEnabled()) {
                    boolean expired = (e instanceof ExpiredSessionException);
                    String msg = "Invalidated session with id [" + s.getId() + "]" +
                            (expired ? " (expired)" : " (stopped)");
                    log.debug(msg);
                }
                invalidCount++;            // 统计上次到这次定时任务间隔内过期的session个数
            }
        }
    }

    if (log.isInfoEnabled()) {
        String msg = "Finished session validation.";
        if (invalidCount > 0) {
            msg += "  [" + invalidCount + "] sessions were stopped.";
        } else {
            msg += "  No sessions were stopped.";
        }
        log.info(msg);
    }
}

　　validate方法如下

protected void validate(Session session, SessionKey key) throws InvalidSessionException {
    try {
        doValidate(session);                    // 真正校验session
    } catch (ExpiredSessionException ese) {
        onExpiration(session, ese, key);        // 从sessionDao中删除过期的session
        throw ese;                                // 抛出异常供上层统计用
    } catch (InvalidSessionException ise) {
        onInvalidation(session, ise, key);        // 从sessionDao中删除不合法的session
        throw ise;                                // 抛出异常供上层统计用
    }
}

　　通过捕获doValidate()抛出的异常来剔除过期的或不合法的session，并将异常接着往上抛，供上层统计过期数量。注意：ExpiredSessionException的父类是StoppedSessionException，而StoppedSessionException的父类是InvalidSessionException。

　　doValidate方法如下

protected void doValidate(Session session) throws InvalidSessionException {
    if (session instanceof ValidatingSession) {
        ((ValidatingSession) session).validate();        // 校验session是否过期
    } else {                                            // 若session不是ValidatingSession类型，则抛出IllegalStateException异常
        String msg = "The " + getClass().getName() + " implementation only supports validating " +
                "Session implementations of the " + ValidatingSession.class.getName() + " interface.  " +
                "Please either implement this interface in your session implementation or override the " +
                AbstractValidatingSessionManager.class.getName() + ".doValidate(Session) method to perform validation.";
        throw new IllegalStateException(msg);
    }
}

　　　　若session不是ValidatingSession类型，则抛出IllegalStateException异常

　　validate方法如下

public void validate() throws InvalidSessionException {
    //check for stopped:
    if (isStopped()) {                    
    // sesson已经停止了，则抛出StoppedSessionException；理论上来讲不会出现这种情况，但程序的事没有100%保障
        //timestamp is set, so the session is considered stopped:
        String msg = "Session with id [" + getId() + "] has been " +
                "explicitly stopped.  No further interaction under this session is " +
                "allowed.";
        throw new StoppedSessionException(msg);
    }

    //check for expiration
    if (isTimedOut()) {     // 校验是否过期，校验方法是：lastAccessTime是否小于(当前时间 - session有效时长)
        expire();            // 更新session的stopTimestamp为当前时间，session的expired为true

        //throw an exception explaining details of why it expired:
        Date lastAccessTime = getLastAccessTime();
        long timeout = getTimeout();

        Serializable sessionId = getId();

        DateFormat df = DateFormat.getInstance();
        String msg = "Session with id [" + sessionId + "] has expired. " +
                "Last access time: " + df.format(lastAccessTime) +
                ".  Current time: " + df.format(new Date()) +
                ".  Session timeout is set to " + timeout / MILLIS_PER_SECOND + " seconds (" +
                timeout / MILLIS_PER_MINUTE + " minutes)";
        if (log.isTraceEnabled()) {
            log.trace(msg);
        }
        throw new ExpiredSessionException(msg);    // 抛出ExpiredSessionException供上层使用
    }
}

　　校验总结

　　　　1、sesion的有效时长默认30分钟；定时任务默认是每60分钟执行一次，第一次执行是在定时器初始化完成60分钟后执行；

　　　　2、session不是ValidatingSession类型，则抛出IllegalStateException异常；session已经停止了则抛出StoppedSessionException；session过期则抛出ExpiredSessionException异常；理论上来讲IllegalStateException与StoppedSessionException不会被抛出，应该全是ExpiredSessionException异常；ExpiredSessionException继承自StoppedSessionException，而StoppedSessionException又继承自IllegalStateException；

　　　　3、校验session的时候，抛出了异常，将其捕获，从sessionDao中删除对应的session，并使过期数量自增1

删除

　　夹杂在过期定时任务中，与过期是同时进行的，利用的异常机制；当然session操作的时候sessionManager也有session的校验，伴随着就有session的删除。

疑问

　　定时任务默认每60分钟执行一次，而session有效时长默认是30分钟，那么定时任务执行的间隔内肯定有session过期了，而我们在这个间隔内操作了过期的session怎么办？

　　其实这个问题应该这么来问：在定时任务间隔期间，对session的操作有没有做校验处理？答案是肯定的。

　　通过上面的讲解我们知道：session的操作通过代理之后，都会来到sessionManager，sessionManager通过处理之后再到SimpleSession；AbstractNativeSessionManager中将session操作放给SimpleSession之前，都会调用lookupSession方法，跟进lookupSession你会发现，里面也有session的校验。

　　所以session的校验，不只是定制任务在执行，很多session的操作都有做session的校验。

总结

　　1、一般我们操作subject是DelegatingSubject类型，DelegatingSubject中将subject的操作委托给了securityManager；一般操作的session是session的代理，代理将session操作委托给sessionManager，sesionManager校验之后再转交给SimpleSession；

　　2、session过期定时任务默认60分钟执行一次，所session已过期或不合法，则抛出对应的异常，上层通过捕获异常从sessionDao中删除session

　　3、不只定时任务做session的校验，session的基本操作都在sessionManager中有做session的校验

参考

　　《跟我学shiro》