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11、Shiro 会话管理

分类：安全框架 标签：

会话管理

Shiro 提供了完整的企业级会话管理功能，不依赖于底层容器（如 web 容器 tomcat），不管 JavaSE 还是 JavaEE 环境都可以使用，提供了会话管理、会话事件监听、会话存储 / 持久化、容器无关的集群、失效 / 过期支持、对 Web 的透明支持、SSO 单点登录的支持等特性。即直接使用 Shiro 的会话管理可以直接替换如 Web 容器的会话管理。

会话

所谓会话，即用户访问应用时保持的连接关系，在多次交互中应用能够识别出当前访问的用户是谁，且可以在多次交互中保存一些数据。如访问一些网站时登录成功后，网站可以记住用户，且在退出之前都可以识别当前用户是谁。

Shiro 的会话支持不仅可以在普通的 JavaSE 应用中使用，也可以在 JavaEE 应用中使用，如 web 应用。且使用方式是一致的。

login("classpath:shiro.ini", "zhang", "123");
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
Session session = subject.getSession(); 

登录成功后使用 Subject.getSession() 即可获取会话；其等价于 Subject.getSession(true)，即如果当前没有创建 Session 对象会创建一个；另外 Subject.getSession(false)，如果当前没有创建 Session 则返回 null（不过默认情况下如果启用会话存储功能的话在创建 Subject 时会主动创建一个 Session）。

session.getId();

获取当前会话的唯一标识。

session.getHost();

获取当前 Subject 的主机地址，该地址是通过 HostAuthenticationToken.getHost() 提供的。

session.getTimeout();
session.setTimeout(毫秒); 

获取/ 设置当前 Session 的过期时间；如果不设置默认是会话管理器的全局过期时间。

session.getStartTimestamp();
session.getLastAccessTime();

获取会话的启动时间及最后访问时间；如果是 JavaSE 应用需要自己定期调用 session.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。

session.touch();
session.stop(); 

更新会话最后访问时间及销毁会话；当 Subject.logout() 时会自动调用 stop 方法来销毁会话。如果在 web 中，调用 javax.servlet.http.HttpSession. invalidate() 也会自动调用 Shiro Session.stop 方法进行销毁 Shiro 的会话。

session.setAttribute("key", "123");
Assert.assertEquals("123", session.getAttribute("key"));
session.removeAttribute("key");

设置/ 获取 / 删除会话属性；在整个会话范围内都可以对这些属性进行操作。

Shiro 提供的会话可以用于 JavaSE/JavaEE 环境，不依赖于任何底层容器，可以独立使用，是完整的会话模块。

会话管理器

会话管理器管理着应用中所有 Subject 的会话的创建、维护、删除、失效、验证等工作。是 Shiro 的核心组件，顶层组件 SecurityManager 直接继承了 SessionManager，且提供了SessionsSecurityManager 实现直接把会话管理委托给相应的 SessionManager，DefaultSecurityManager 及 DefaultWebSecurityManager 默认 SecurityManager 都继承了 SessionsSecurityManager。

SecurityManager 提供了如下接口：

Session start(SessionContext context); //启动会话
Session getSession(SessionKey key) throws SessionException; //根据会话Key获取会话 

另外用于 Web 环境的 WebSessionManager 又提供了如下接口：

boolean isServletContainerSessions();// 是否使用 Servlet 容器的会话

Shiro 还提供了 ValidatingSessionManager 用于验资并过期会话：

void validateSessions();// 验证所有会话是否过期

 

Shiro 提供了三个默认实现：

DefaultSessionManager：DefaultSecurityManager 使用的默认实现，用于 JavaSE 环境；
ServletContainerSessionManager：DefaultWebSecurityManager 使用的默认实现，用于 Web 环境，其直接使用 Servlet 容器的会话；
DefaultWebSessionManager：用于 Web 环境的实现，可以替代 ServletContainerSessionManager，自己维护着会话，直接废弃了 Servlet 容器的会话管理。

替换SecurityManager 默认的 SessionManager 可以在 ini 中配置（shiro.ini）：

[main]
sessionManager=org.apache.shiro.session.mgt.DefaultSessionManager
securityManager.sessionManager=$sessionManager 

Web环境下的 ini 配置 (shiro-web.ini)：

<!--EndFragment-->

[main]
sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager
securityManager.sessionManager=$sessionManager

另外可以设置会话的全局过期时间（毫秒为单位），默认 30 分钟：

sessionManager. globalSessionTimeout=1800000

默认情况下 globalSessionTimeout 将应用给所有 Session。可以单独设置每个 Session 的 timeout 属性来为每个 Session 设置其超时时间。

另外如果使用 ServletContainerSessionManager 进行会话管理，Session 的超时依赖于底层 Servlet 容器的超时时间，可以在 web.xml 中配置其会话的超时时间（分钟为单位）：

<session-config>
  <session-timeout>30</session-timeout>
</session-config>

在Servlet 容器中，默认使用 JSESSIONID Cookie 维护会话，且会话默认是跟容器绑定的；在某些情况下可能需要使用自己的会话机制，此时我们可以使用 DefaultWebSessionManager 来维护会话：

sessionIdCookie=org.apache.shiro.web.servlet.SimpleCookie
sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager
sessionIdCookie.name=sid
#sessionIdCookie.domain=sishuok.com
#sessionIdCookie.path=
sessionIdCookie.maxAge=1800
sessionIdCookie.httpOnly=true
sessionManager.sessionIdCookie=$sessionIdCookie
sessionManager.sessionIdCookieEnabled=true
securityManager.sessionManager=$sessionManager 
  • sessionIdCookie 是 sessionManager 创建会话 Cookie 的模板：
  • sessionIdCookie.name：设置 Cookie 名字，默认为 JSESSIONID；
  • sessionIdCookie.domain：设置 Cookie 的域名，默认空，即当前访问的域名；
  • sessionIdCookie.path：设置 Cookie 的路径，默认空，即存储在域名根下；
  • sessionIdCookie.maxAge：设置 Cookie 的过期时间，秒为单位，默认 – 1 表示关闭浏览器时过期 Cookie；
  • sessionIdCookie.httpOnly：如果设置为 true，则客户端不会暴露给客户端脚本代码，使用 HttpOnly cookie 有助于减少某些类型的跨站点脚本攻击；此特性需要实现了 Servlet 2.5 MR6 及以上版本的规范的 Servlet 容器支持；
  • sessionManager.sessionIdCookieEnabled：是否启用 / 禁用 Session Id Cookie，默认是启用的；如果禁用后将不会设置 Session Id Cookie，即默认使用了 Servlet 容器的 JSESSIONID，且通过 URL 重写（URL 中的 “;JSESSIONID=id” 部分）保存 Session Id。

另外我们可以如 “sessionManager. sessionIdCookie.name=sid” 这种方式操作 Cookie 模板。

会话监听器

会话监听器用于监听会话创建、过期及停止事件：

public class MySessionListener1 implements SessionListener {
    @Override
    public void onStart(Session session) {//会话创建时触发
        System.out.println("会话创建：" + session.getId());
    }
    @Override
    public void onExpiration(Session session) {//会话过期时触发
        System.out.println("会话过期：" + session.getId());
    }
    @Override
    public void onStop(Session session) {//退出/会话过期时触发
        System.out.println("会话停止：" + session.getId());
    }  
}

如果只想监听某一个事件，可以继承 SessionListenerAdapter 实现：

public class MySessionListener2 extends SessionListenerAdapter {
    @Override
    public void onStart(Session session) {
        System.out.println("会话创建：" + session.getId());
    }
}

在shiro-web.ini 配置文件中可以进行如下配置设置会话监听器：

sessionListener1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener1
sessionListener2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener2
sessionManager.sessionListeners=$sessionListener1,$sessionListener2

会话存储 / 持久化

Shiro 提供 SessionDAO 用于会话的 CRUD，即 DAO（Data Access Object）模式实现：

//如DefaultSessionManager在创建完session后会调用该方法；如保存到关系数据库/文件系统/NoSQL数据库；即可以实现会话的持久化；返回会话ID；主要此处返回的ID.equals(session.getId())；
Serializable create(Session session);
//根据会话ID获取会话
Session readSession(Serializable sessionId) throws UnknownSessionException;
//更新会话；如更新会话最后访问时间/停止会话/设置超时时间/设置移除属性等会调用
void update(Session session) throws UnknownSessionException;
//删除会话；当会话过期/会话停止（如用户退出时）会调用
void delete(Session session);
//获取当前所有活跃用户，如果用户量多此方法影响性能
Collection<Session> getActiveSessions(); 

Shiro 内嵌了如下 SessionDAO 实现：

 

AbstractSessionDAO 提供了 SessionDAO 的基础实现，如生成会话 ID 等；CachingSessionDAO 提供了对开发者透明的会话缓存的功能，只需要设置相应的 CacheManager 即可；MemorySessionDAO 直接在内存中进行会话维护；而 EnterpriseCacheSessionDAO 提供了缓存功能的会话维护，默认情况下使用 MapCache 实现，内部使用 ConcurrentHashMap 保存缓存的会话。

可以通过如下配置设置 SessionDAO：

sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO 

Shiro 提供了使用 Ehcache 进行会话存储，Ehcache 可以配合 TerraCotta 实现容器无关的分布式集群。

首先在pom.xml 里添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
    <version>1.2.2</version>
</dependency> 

接着配置 shiro-web.ini 文件：

sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
sessionDAO. activeSessionsCacheName=shiro-activeSessionCache
sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO
cacheManager = org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager
cacheManager.cacheManagerConfigFile=classpath:ehcache.xml
securityManager.cacheManager = $cacheManager 
  • sessionDAO. activeSessionsCacheName：设置 Session 缓存名字，默认就是 shiro-activeSessionCache；
  • cacheManager：缓存管理器，用于管理缓存的，此处使用 Ehcache 实现；
  • cacheManager.cacheManagerConfigFile：设置 ehcache 缓存的配置文件；
  • securityManager.cacheManager：设置 SecurityManager 的 cacheManager，会自动设置实现了 CacheManagerAware 接口的相应对象，如 SessionDAO 的 cacheManager；

然后配置 ehcache.xml：

<cache name="shiro-activeSessionCache"
       maxEntriesLocalHeap="10000"
       overflowToDisk="false"
       eternal="false"
       diskPersistent="false"
       timeToLiveSeconds="0"
       timeToIdleSeconds="0"
       statistics="true"/> 

Cache 的名字为 shiro-activeSessionCache，即设置的 sessionDAO 的 activeSessionsCacheName 属性值。

另外可以通过如下 ini 配置设置会话 ID 生成器：

sessionIdGenerator=org.apache.shiro.session.mgt.eis.JavaUuidSessionIdGenerator
sessionDAO.sessionIdGenerator=$sessionIdGenerator 

用于生成会话 ID，默认就是 JavaUuidSessionIdGenerator，使用 java.util.UUID 生成。

如果自定义实现 SessionDAO，继承 CachingSessionDAO 即可：

public class MySessionDAO extends CachingSessionDAO {
    private JdbcTemplate jdbcTemplate = JdbcTemplateUtils.jdbcTemplate();
     protected Serializable doCreate(Session session) {
        Serializable sessionId = generateSessionId(session);
        assignSessionId(session, sessionId);
        String sql = "insert into sessions(id, session) values(?,?)";
        jdbcTemplate.update(sql, sessionId, SerializableUtils.serialize(session));
        return session.getId();
    }
protected void doUpdate(Session session) {
    if(session instanceof ValidatingSession && !((ValidatingSession)session).isValid()) {
        return; //如果会话过期/停止 没必要再更新了
    }
        String sql = "update sessions set session=? where id=?";
        jdbcTemplate.update(sql, SerializableUtils.serialize(session), session.getId());
    }
    protected void doDelete(Session session) {
        String sql = "delete from sessions where id=?";
        jdbcTemplate.update(sql, session.getId());
    }
    protected Session doReadSession(Serializable sessionId) {
        String sql = "select session from sessions where id=?";
        List<String> sessionStrList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, sessionId);
        if(sessionStrList.size() == 0) return null;
        return SerializableUtils.deserialize(sessionStrList.get(0));
    }
} 

doCreate/doUpdate/doDelete/doReadSession 分别代表创建 / 修改 / 删除 / 读取会话；此处通过把会话序列化后存储到数据库实现；接着在 shiro-web.ini 中配置：

sessionDAO=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.session.dao.MySessionDAO

其他设置和之前一样，因为继承了 CachingSessionDAO；所有在读取时会先查缓存中是否存在，如果找不到才到数据库中查找。

会话验证

Shiro 提供了会话验证调度器，用于定期的验证会话是否已过期，如果过期将停止会话；出于性能考虑，一般情况下都是获取会话时来验证会话是否过期并停止会话的；但是如在 web 环境中，如果用户不主动退出是不知道会话是否过期的，因此需要定期的检测会话是否过期，Shiro 提供了会话验证调度器 SessionValidationScheduler 来做这件事情。

可以通过如下 ini 配置开启会话验证：

sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.ExecutorServiceSessionValidationScheduler
sessionValidationScheduler.interval = 3600000
sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager
sessionManager.globalSessionTimeout=1800000
sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled=true
sessionManager.sessionValidationScheduler=$sessionValidationScheduler 
  • sessionValidationScheduler：会话验证调度器，sessionManager 默认就是使用 ExecutorServiceSessionValidationScheduler，其使用 JDK 的 ScheduledExecutorService 进行定期调度并验证会话是否过期；
  • sessionValidationScheduler.interval：设置调度时间间隔，单位毫秒，默认就是 1 小时；
  • sessionValidationScheduler.sessionManager：设置会话验证调度器进行会话验证时的会话管理器；
  • sessionManager.globalSessionTimeout：设置全局会话超时时间，默认 30 分钟，即如果 30 分钟内没有访问会话将过期；
  • sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled：是否开启会话验证器，默认是开启的；
  • sessionManager.sessionValidationScheduler：设置会话验证调度器，默认就是使用 ExecutorServiceSessionValidationScheduler。

Shiro 也提供了使用 Quartz 会话验证调度器：

sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.quartz.QuartzSessionValidationScheduler
sessionValidationScheduler.sessionValidationInterval = 3600000
sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager 

使用时需要导入 shiro-quartz 依赖：

<dependency>
     <groupId>org.apache.shiro</groupId>
     <artifactId>shiro-quartz</artifactId>
     <version>1.2.2</version>
</dependency>

如上会话验证调度器实现都是直接调用 AbstractValidatingSessionManager 的 validateSessions 方法进行验证，其直接调用 SessionDAO 的 getActiveSessions 方法获取所有会话进行验证，如果会话比较多，会影响性能；可以考虑如分页获取会话并进行验证，如 com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.session.scheduler.MySessionValidationScheduler：

//分页获取会话并验证
String sql = "select session from sessions limit ?,?";
int start = 0; //起始记录
int size = 20; //每页大小
List<String> sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
while(sessionList.size() > 0) {
  for(String sessionStr : sessionList) {
    try {
      Session session = SerializableUtils.deserialize(sessionStr);
      Method validateMethod = 
        ReflectionUtils.findMethod(AbstractValidatingSessionManager.class, 
            "validate", Session.class, SessionKey.class);
      validateMethod.setAccessible(true);
      ReflectionUtils.invokeMethod(validateMethod, 
        sessionManager, session, new DefaultSessionKey(session.getId()));
    } catch (Exception e) {
        //ignore
    }
  }
 start = start + size;
  sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
} 

其直接改造自 ExecutorServiceSessionValidationScheduler，如上代码是验证的核心代码，可以根据自己的需求改造此验证调度器器；ini 的配置和之前的类似。

如果在会话过期时不想删除过期的会话，可以通过如下 ini 配置进行设置：

sessionManager.deleteInvalidSessions=false

默认是开启的，在会话过期后会调用 SessionDAO 的 delete 方法删除会话：如会话时持久化存储的，可以调用此方法进行删除。

如果是在获取会话时验证了会话已过期，将抛出 InvalidSessionException；因此需要捕获这个异常并跳转到相应的页面告诉用户会话已过期，让其重新登录，如可以在 web.xml 配置相应的错误页面：

<error-page>
    <exception-type>org.apache.shiro.session.InvalidSessionException</exception-type>
    <location>/invalidSession.jsp</location>
</error-page>

sessionFactory

sessionFactory 是创建会话的工厂，根据相应的 Subject 上下文信息来创建会话；默认提供了 SimpleSessionFactory 用来创建 SimpleSession 会话。

首先自定义一个 Session：

public class OnlineSession extends SimpleSession {
    public static enum OnlineStatus {
        on_line("在线"), hidden("隐身"), force_logout("强制退出");
        private final String info;
        private OnlineStatus(String info) {
            this.info = info;
        }
        public String getInfo() {
            return info;
        }
    }
    private String userAgent; //用户浏览器类型
    private OnlineStatus status = OnlineStatus.on_line; //在线状态
    private String systemHost; //用户登录时系统IP
    //省略其他
} 

OnlineSession 用于保存当前登录用户的在线状态，支持如离线等状态的控制。

接着自定义 SessionFactory：

public class OnlineSessionFactory implements SessionFactory {
    @Override
    public Session createSession(SessionContext initData) {
        OnlineSession session = new OnlineSession();
        if (initData != null && initData instanceof WebSessionContext) {
            WebSessionContext sessionContext = (WebSessionContext) initData;
            HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) sessionContext.getServletRequest();
            if (request != null) {
                session.setHost(IpUtils.getIpAddr(request));
                session.setUserAgent(request.getHeader("User-Agent"));
                session.setSystemHost(request.getLocalAddr() + ":" + request.getLocalPort());
            }
        }
        return session;
    }
} 

根据会话上下文创建相应的 OnlineSession。

最后在shiro-web.ini 配置文件中配置：

sessionFactory=org.apache.shiro.session.mgt.OnlineSessionFactory
sessionManager.sessionFactory=$sessionFactory