实战：画了几张图，终于把OAuth2搞清楚了

来源丨经授权转自 阿Q说代码（ID：AQ_Shuo）

作者丨阿Q

哈喽大家好，我是阿Q。

对于身份认证和用户授权，之前写过几篇关于Shiro和Security的文章。从发送口令获取源码的反馈来看，大家还是比较认可的。今天给大家带来一种新的授权方式：oauth2。

理论

OAuth是一个关于授权（authorization）的开放网络标准，用来授权第三方应用获取用户数据，是目前最流行的授权机制，它当前的版本是2.0。

应用场景

假如你正在“网站A”上冲浪，看到一篇帖子表示非常喜欢，当你情不自禁的想要点赞时，它会提示你进行登录操作。

打开登录页面你会发现，除了最简单的账户密码登录外，还为我们提供了微博、微信、QQ等快捷登录方式。假设选择了快捷登录，它会提示我们扫码或者输入账号密码进行登录。

登录成功之后便会将QQ/微信的昵称和头像等信息回填到“网站A”中，此时你就可以进行点赞操作了。

名词定义

在详细讲解oauth2之前，我们先来了解一下它里边用到的名词定义吧：

• Client：客户端，它本身不会存储用户快捷登录的账号和密码，只是通过资源拥有者的授权去请求资源服务器的资源，即例子中的网站A；
• Resource Owner：资源拥有者，通常是用户，即例子中拥有QQ/微信账号的用户；
• Authorization Server：认证服务器，可以提供身份认证和用户授权的服务器，即给客户端颁发token和校验token；
• Resource Server：资源服务器，存储用户资源的服务器，即例子中的QQ/微信存储的用户信息；

认证流程

如图是oauth2官网的认证流程图，我们来分析一下：

• A客户端向资源拥有者发送授权申请；
• B资源拥有者同意客户端的授权，返回授权码；
• C客户端使用授权码向认证服务器申请令牌token；
• D认证服务器对客户端进行身份校验，认证通过后发放令牌；
• E客户端拿着认证服务器颁发的令牌去资源服务器请求资源；
• F资源服务器校验令牌的有效性，返回给客户端资源信息；

为了大家更好的理解，阿Q特地画了一张图：

到这儿，相信大家对理论知识已经掌握的差不多了，接下来我们就进入实战训练吧。

实战

在正式开始搭建项目之前我们先来做一些准备工作：要想使用oauth2的服务，我们得先创建几张表。

数据库

oauth2相关的建表语句可以参考官方初始化sql，也可以查看阿Q项目中的init.sql文件，回复“oauth2”获取源码。

至于表结构，大家可以先大体了解下，其中字段的含义，在init.sql文件中阿Q已经做了说明。

• oauth_client_details：存储客户端的配置信息，操作该表的类主要是JdbcClientDetailsService.java；
• oauth_access_token：存储生成的令牌信息，操作该表的类主要是JdbcTokenStore.java；
• oauth_client_token：在客户端系统中存储从服务端获取的令牌数据，操作该表的类主要是JdbcClientDetailsService.java；
• oauth_code：存储授权码信息与认证信息，即只有grant_type为authorization_code时，该表才会有数据，操作该表的类主要是JdbcAuthorizationCodeServices.java；
• oauth_approvals：存储用户的授权信息；
• oauth_refresh_token：存储刷新令牌的refresh_token，如果客户端的grant_type不支持refresh_token，那么不会用到这张表，操作该表的类主要是JdbcTokenStore；

在oauth_client_details表中添加一条数据

client_id:cheetah_one //客户端名称，必须唯一
resource_ids:product_api //客户端所能访问的资源id集合,多个资源时用逗号(,)分隔
client_secret:$2a$10$h/TmLPvXozJJHXDyJEN22ensJgaciomfpOc9js9OonwWIdAnRQeoi //客户端的访问密码
scope:read,write //客户端申请的权限范围,可选值包括read,write,trust。若有多个权限范围用逗号(,)分隔
authorized_grant_types:client_credentials,implicit,authorization_code,refresh_token,password //指定客户端支持的grant_type,可选值包括authorization_code,password,refresh_token,implicit,client_credentials, 若支持多个grant_type用逗号(,)分隔
web_server_redirect_uri:http://www.baidu.com //客户端的重定向URI,可为空, 当grant_type为authorization_code或implicit时, 在Oauth的流程中会使用并检查与注册时填写的redirect_uri是否一致
access_token_validity:43200 //设定客户端的access_token的有效时间值(单位:秒),可选, 若不设定值则使用默认的有效时间值(60 * 60 * 12, 12小时)
autoapprove:false //设置用户是否自动Approval操作, 默认值为 'false', 可选值包括 'true','false', 'read','write'

数据库中对密码进行了加密处理，大家可以在此路径下自行生成

用户角色相关的表也在init.sql文件中，表结构非常简单，大家自行查阅。我的初始化数据为

依赖引入

<dependency>
 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
 <artifactId>spring-cloud-starter-oauth2</artifactId>
</dependency>
<dependency>
 <groupId>org.springframework.security</groupId>
 <artifactId>spring-security-jwt</artifactId>
</dependency>

至于其它依赖，大家可以根据需要自行引入，不再赘述，回复“oauth2”获取源码。

资源服务

配置文件对服务端口、应用名称、数据库、mybatis和日志进行了配置。

写了一个简单的控制层代码，用来模拟资源访问

@RestController
@RequestMapping("/product")
public class ProductController {

    @GetMapping("/findAll")
    public String findAll(){
        return "产品列表查询成功";
    }
}

接着创建配置类继承ResourceServerConfigurerAdapter并增加@EnableResourceServer注解开启资源服务，重写两个configure方法

/**
 * 指定token的持久化策略
 * InMemoryTokenStore 表示将token存储在内存中
 * RedisTokenStore 表示将token存储在redis中
 * JdbcTokenStore 表示将token存储在数据库中
 * @return
 */
@Bean
public TokenStore jdbcTokenStore(){
    return new JdbcTokenStore(dataSource);
}

/**
 * 指定当前资源的id和token的存储策略
 * @param resources
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(ResourceServerSecurityConfigurer resources) throws Exception {
    //此处的id可以写在配置文件中，这里我们先写死
 resources.resourceId("product_api").tokenStore(jdbcTokenStore());
}


/**
 * 设置请求权限和header处理
 * @param http
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
 //固定写法
 http.authorizeRequests()
   //指定不同请求方式访问资源所需的权限，一般查询是read，其余都是write
   .antMatchers(HttpMethod.GET,"/**").access("#oauth2.hasScope('read')")
   .antMatchers(HttpMethod.POST,"/**").access("#oauth2.hasScope('write')")
   .antMatchers(HttpMethod.PATCH,"/**").access("#oauth2.hasScope('write')")
   .antMatchers(HttpMethod.PUT,"/**").access("#oauth2.hasScope('write')")
   .antMatchers(HttpMethod.DELETE,"/**").access("#oauth2.hasScope('write')")
   .and()
   .headers().addHeaderWriter((request,response) -> {
    //域名不同或者子域名不一样并且是ajax请求就会出现跨域问题
    //允许跨域
    response.addHeader("Access-Control-Allow-Origin","*");
    //跨域中会出现预检请求，如果不能通过，则真正请求也不会发出
    //如果是跨域的预检请求，则原封不动向下传递请求头信息，否则预检请求会丢失请求头信息（主要是token信息）
    if(request.getMethod().equals("OPTIONS")){
     response.setHeader("Access-Control-Allow-Methods",request.getHeader("Access-Control-Allow-Methods"));
     response.setHeader("Access-Control-Allow-Headers",request.getHeader("Access-Control-Allow-Headers"));
    }
 });
}

当然我们也可以配置忽略校验的url，在上边的public void configure(HttpSecurity http) throws Exception中进行配置

ExpressionUrlAuthorizationConfigurer<HttpSecurity>
  .ExpressionInterceptUrlRegistry config = http.requestMatchers().anyRequest()
  .and()
  .authorizeRequests();
properties.getUrls().forEach(e -> {
 config.antMatchers(e).permitAll();
});

因为我们是需要进行校验的，所以我把对应的代码给注释掉了，大家可以回复“oauth2”下载源码自行查看。

然后将实现了UserDetails的SysUser和实现了GrantedAuthority的SysRole放到项目中，当请求发过来时，oauth2会帮我们自行校验。

认证服务

配置文件对服务端口、应用名称、数据库、mybatis和日志进行了配置。

Security配置

还是和之前Security+JWT组合拳的配置大同小异，不了解的可以先看下该文。

①将继承了UserDetailsService的ISysUserService的实现类SysUserServiceImpl重写loadUserByUsername方法

@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
 return this.baseMapper.selectOne(new LambdaQueryWrapper<SysUser>().eq(SysUser::getUsername, username));
}

②继承WebSecurityConfigurerAdapter类，增加@EnableWebSecurity注解并重写方法

/**
 * 指定认证对象的来源和加密方式
 * @param auth
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(AuthenticationManagerBuilder auth) throws Exception {
 auth.userDetailsService(userService).passwordEncoder(passwordEncoder());
}

/**
 * 安全拦截机制（最重要）
 * @param httpSecurity
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(HttpSecurity httpSecurity) throws Exception {
 httpSecurity
   //CSRF禁用，因为不使用session
   .csrf().disable()
   .authorizeRequests()
   //登录接口和静态资源不需要认证
   .antMatchers("/login*","/css/*").permitAll()
   //除上面的所有请求全部需要认证通过才能访问
   .anyRequest().authenticated()
   //返回HttpSecurity以进行进一步的自定义,证明是一次新的配置的开始
   .and()
   .formLogin()
   //如果未指定此页面，则会跳转到默认页面
//                .loginPage("/login.html")
   .loginProcessingUrl("/login")
   .permitAll()
   //认证失败处理类
   .failureHandler(customAuthenticationFailureHandler);
}

/**
 * AuthenticationManager 对象在OAuth2.0认证服务中要使用，提前放入IOC容器中
 * @return
 * @throws Exception
 */
@Override
@Bean
public AuthenticationManager authenticationManagerBean() throws Exception {
 return super.authenticationManagerBean();
}

AuthorizationServer配置

①继承AuthorizationServerConfigurerAdapter类，增加@EnableAuthorizationServer注解开启认证服务

②依赖注入，注入7个实例Bean对象

/**
 * 数据库连接池对象
 */
private final DataSource dataSource;

/**
 * 认证业务对象
 */
private final ISysUserService userService;

/**
 * 授权码模式专用对象
 */
private final AuthenticationManager authenticationManager;

/**
 * 客户端信息来源
 * @return
 */
@Bean
public JdbcClientDetailsService jdbcClientDetailsService(){
   return new JdbcClientDetailsService(dataSource);
}

/**
 * token保存策略
 * @return
 */
@Bean
public TokenStore tokenStore(){
 return new JdbcTokenStore(dataSource);
}

/**
 * 授权信息保存策略
 * @return
 */
@Bean
public ApprovalStore approvalStore(){
 return new JdbcApprovalStore(dataSource);
}

/**
 * 授权码模式数据来源
 * @return
 */
@Bean
public AuthorizationCodeServices authorizationCodeServices(){
 return new JdbcAuthorizationCodeServices(dataSource);
}

③重写方法进行配置

/**
 * 用来配置客户端详情服务（ClientDetailsService）
 * 客户端详情信息在这里进行初始化
 * 指定客户端信息的数据库来源
 * @param clients
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
 clients.withClientDetails(jdbcClientDetailsService());
}

/**
 * 检测 token 的策略
 * @param security
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security) throws Exception {
 security
   //允许客户端以form表单的方式将token传达给我们
   .allowFormAuthenticationForClients()
   //检验token必须需要认证
   .checkTokenAccess("isAuthenticated()");
}


/**
 * OAuth2.0的主配置信息
 * @param endpoints
 * @throws Exception
 */
@Override
public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) throws Exception {
 endpoints
   //刷新token时会验证当前用户是否已经通过认证
   .userDetailsService(userService)
   .approvalStore(approvalStore())
   .authenticationManager(authenticationManager)
   .authorizationCodeServices(authorizationCodeServices())
   .tokenStore(tokenStore());
}

其它关于用户表和权限表的代码可参考源码，回复“oauth2”获取源码。

模式

授权码模式

我们前边所讲的内容都是基于授权码模式，授权码模式被称为最安全的一种模式，它获取令牌的操作是在两个服务端进行的，极大的减小了令牌泄漏的风险。

启动两个服务，当我们再次请求127.0.0.1:9002/product/findAll接口时会提示以下错误

{
    "error": "unauthorized",
    "error_description": "Full authentication is required to access this resource"
}

①调用接口获取授权码

发送127.0.0.1:9001/oauth/authorize?response_type=code&client_id=cheetah_one请求，前边的路径是固定形式的，response_type=code表示获取授权码，client_id=cheetah_one表示客户端的名称是我们数据库配置的数据。

该页面是oauth2的默认页面，输入用户的账户密码点击登录会提示我们进行授权，这是数据库oauth_client_details表我们设置autoapprove为false起到的效果。

选择Approve点击Authorize按钮，会发现我们设置的回调地址（oauth_client_details表中的web_server_redirect_uri）后边拼接了code值，该值就是授权码。

查看数据库发现oauth_approvals和oauth_code表已经存入数据了。

拿着授权码去获取token

获取到token之后oauth_access_token和oauth_refresh_token表中会存入数据以用于后边的认证。而oauth_code表中的数据被清除了，这是因为code值是直接暴漏在网页链接上的，oauth2为了防止他人拿到code非法请求而特意设置为仅用一次。

拿着获取到的token去请求资源服务的接口，此时有两种请求方式

接下来我们再来看一下oauth2的其它模式。

简化模式

所谓简化模式是针对授权码模式进行的简化，它将授权码模式中获取授权码的步骤省略了，直接去请求获取token。

流程：发送请求127.0.0.1:9001/oauth/authorize?response_type=token&client_id=cheetah_one跳转到登录页进行登录，response_type=token表示获取token。

输入账号密码登录之后会直接在浏览器返回token，我们就可以像授权码方式一样携带token去请求资源了。

该模式的弊端就是token直接暴漏在浏览器中，非常不安全，不建议使用。

密码模式

密码模式下，用户需要将账户和密码提供给客户端向认证服务器申请令牌，所以该种模式需要用户高度信任客户端。

流程：请求如下

获取成功之后可以去访问资源了。

客户端模式

客户端模式已经不太属于oauth2的范畴了，用户直接在客户端进行注册，然后客户端去认证服务器获取令牌时不需要携带用户信息，完全脱离了用户，也就不存在授权问题了。

发送请求如下

获取成功之后可以去访问资源了。

刷新token

权限校验

除了我们在数据库中为客户端配置资源服务外，我们还可以动态的给用户分配接口的权限。

①开启Security内置的动态配置

在开启资源服务时给ResourceServerConfig类增加注解@EnableGlobalMethodSecurity(securedEnabled = true,prePostEnabled = true)

②给接口增加权限

@GetMapping("/findAll")
@Secured("ROLE_PRODUCT")
public String findAll(){
    return "产品列表查询成功";
}

③在用户登录时设置用户权限

@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username) throws UsernameNotFoundException {
 SysUser sysUser = this.baseMapper.selectOne(new LambdaQueryWrapper<SysUser>().eq(SysUser::getUsername, username));
 sysUser.setRoleList(AuthorityUtils.commaSeparatedStringToAuthorityList("ROLE_PRODUCT"));
 return sysUser;
}

然后测试会发现可以正常访问。

采坑

包名问题

当我在创建项目的时候，给product和server两个模块设置了不同的包名，导致发送请求获取资源时报错。

经过分析得知，在登录账号时会将用户的信息存储到oauth_access_token表的authentication中，在进行token校验时会根据token_id取出该字段进行反序列化，如果此时发现包名不一致便会导致解析token失败，因此请求资源失败。

解决思路

• 两个项目的包名改为一致；
• 可以将用户和权限的实体抽成单独的模块，供其它模块引用；
• loadUserByUsername方法中使用的用户实体类不需要继承UserDetailsService类，每次返回时用user类包装一下即可；

数据库问题

当我在进行权限校验测试时，在设置权限时发现少打了一个单词，导致请求一直出错。修改完成之后继续请求，仍提示权限不足。

于是我将数据库中oauth_refresh_token和oauth_access_token的数据清除，重新开始测试就可以了。

个人认为是生成token时发现数据库中token存在，故不刷新token，但进行校验时却用带有权限标识的token前去校验导致失败。

至于其它的小坑在这不再赘述，如果遇到问题，建议按照流程对比我的源码仔细检查，回复“oauth2”获取源码。

小结

本文从原理、应用场景、认证流程出发，对oauth2进行了基本的讲解，并且手把手带大家完成了项目的搭建。大家在对授权码模式、简化模式、密码模式、客户端模式进行测试的同时要将重点放到授权码模式上。

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