SpringSecurity------Filters Architecture（七）

一、Servlet Filters架构概括

Spring Security的Servlet支持是基于Servlet Filters的，下图显示了单个HTTP请求处理程序的典型分层：

客户端向应用程序发送一个请求，容器创建一个FilterChain，其中包含Filter和Servlet，FilterChain会根据请求URI处理HttpServletRequest。 在 Spring MVC应用程序中，Servlet是DispatcherServlet的一个实例。虽然一个Servlet只能处理一个HttpServletRequest和HttpServletResponse，但是一次请求中可以使用多个Filter

• 阻止后续的Filter或是Servlet的调用，通常在这种Filter中会返回HttpServletResponse
• 修改HttpServletRequest或HttpServletResponse之后，继续调用后续Filter和Servlet

传递给Filter的FilterChain赋予了Filter强大的功能：

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {
    // 之前做一些事情chain.doFilter(request, response); // 调用下一个过滤器// 之后再做一些事情
}

需要注意的是当前Filter只会影响后续Filter和Servlet，所以Filter的调用顺序是很重要的。

二、DelegatingFilterProxy 桥接Servlet Container和Spring ApplicationContext

Spring提供的DelegatingFilterProxy是一个Filter实现，用于桥接Servlet Container的生命周期和Spring ApplicationContext。Servlet Container使用自己的标准注册Filter，但是这些Filter发现不了Spring定义的Beans，DelegatingFilterProxy可以通过标准的Servlet Container机制注册，但是把所有的工作委托给实现了Filter的Spring Beans，下图是DelegatingFilterProxy如何匹配Filters和FilterChain：

DelegatingFilterProxy从ApplicationContext获取并调用Bean Filter₀，下面是伪代码示例：

public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) {
    // 延时获取注册的Spring Bean，就好比上图中的Bean Filter0Filter delegate = getFilterBean(someBeanName);// 委托Spring Bean处理任务delegate.doFilter(request, response);
}

Servlet Container在启动之前需要注册Filter实例，然而，Spring通常使用ContextLoaderListener来加载Spring Beans，这些Spring Beans需要注册Filter之后才会被加载。

三、FilterChainProxy 代理SecurityFilterChain

Spring Security对Servlet的支持主要包含在FilterChainProxy中，FilterChainProxy是Spring Security提供的一个特殊的Filter，它可以通过SecurityFilterChain将委派多个Filter实例处理任务，FilterChainProxy是一个包裹在DelegatingFilterProxy中的Bean：

四、SecurityFilterChain 组织Security Filte

FilterChainProxy使用SecurityFilterChain来确定Request需要执行哪些Spring Security Filter：

SecurityFilterChain中的Security Filter都是典型的Beans，但是它们都是通过FilterChainProxy注册的，而不是使用DelegatingFilterProxy注册。FilterChainProxy注册机制的优势：

• FilterChainProxy是Spring Security对Servlet支持的起点，调试应用程序的时候可以从这里开始。
• FilterChainProxy是Spring Security功能的核心，它可以执行一些系统任务，例如清除SecurityContext以避免内存泄漏，利用 Spring Security 的HttpFirewall保护应用程序免受某些类型的攻击。
• 它在决定何时应该调用SecurityFilterChain方面提供了更大的灵活性。 在Servlet容器中，仅根据URL调用Filter， 然而，FilterChainProxy可以通过利用RequestMatcher接口来确定基于HttpServletRequest中的任何东西的调用。
• FilterChainProxy可以用来确定应该使用哪个SecurityFilterChain， 这允许为应用程序的不同部分提供完全独立的配置。

存在多个SecurityFilterChain时，FilterChainProxy决定哪一个SecurityFilterChain将会被调用。只有第一个匹配成功的SecurityFilterChain会被调用。比如 /api/messages/ 请求，会首先匹配到SecurityFilterChain₀的 /api/**，虽然它也可以匹配到SecurityFilterChain_n，但只有SecurityFilterChain₀会被执行。比如 /messages/ 请求，它不会匹配到SecurityFilterChain₀的 /api/**，然后它会继续匹配 1、2、3......n-1，假如一直没有匹配成功，SecurityFilterChain_n将会被执行。

注意，SecurityFilterChain₀只配置了三个Security Filter实例，SecurityFilterChain_n配置了四个Security Filter。 需要注意，每个SecurityFilterChain是唯一的，并且可以单独配置。如果应用程序希望Spring Security忽略某些请求，可以配置没有Security Filter的SecurityFilterChain。

五、Security Filter 过滤Request

Security Filter通过SecurityFilterChain API插入到FilterChainProxy中， Filter的顺序很重要。 通常不需要知道Spring Security的Filter的顺序， 然而，有时知道排序也是必要的，下面是一个完整的Spring安全过滤器排序列表：

• ChannelProcessingFilter

• WebAsyncManagerIntegrationFilter

• SecurityContextPersistenceFilter

• HeaderWriterFilter

• CorsFilter

• CsrfFilter

• LogoutFilter

• OAuth2AuthorizationRequestRedirectFilter

• Saml2WebSsoAuthenticationRequestFilter

• X509AuthenticationFilter

• AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter

• CasAuthenticationFilter

• OAuth2LoginAuthenticationFilter

• Saml2WebSsoAuthenticationFilter

• UsernamePasswordAuthenticationFilter

• OpenIDAuthenticationFilter

• DefaultLoginPageGeneratingFilter

• DefaultLogoutPageGeneratingFilter

• ConcurrentSessionFilter

• DigestAuthenticationFilter

• BearerTokenAuthenticationFilter

• BasicAuthenticationFilter

• RequestCacheAwareFilter

• SecurityContextHolderAwareRequestFilter

• JaasApiIntegrationFilter

• RememberMeAuthenticationFilter

• AnonymousAuthenticationFilter

• OAuth2AuthorizationCodeGrantFilter

• SessionManagementFilter

• ExceptionTranslationFilter

• FilterSecurityInterceptor

• SwitchUserFilter

六、Handling Security Exceptions

ExceptionTranslationFilter可以将AccessDeniedException和AuthenticationException转换为HTTP响应。 ExceptionTranslationFilter作为安全过滤器之一被插入到FilterChainProxy中：

1. 首先，ExceptionTranslationFilter调用FilterChain.doFilter(request, response)处理应用程序的后续逻辑

2. 如果用户没有进行身份验证或是抛出AuthenticationException（验证异常），则启动身份验证

   • 清除SecurityContextHolder

   • 将HttpServletRequest保存在RequestCache中， 当用户成功通过身份验证时，将使用RequestCache释放原始请求

   • AuthenticationEntryPoint用于从客户机请求凭据， 例如，它可能重定向到登录页面或发送一个WWW-Authenticate报头

3. 如果是AccessDeniedException异常，拒绝访问，然后使用AccessDeniedHandler处理拒绝访问

注意：如果应用程序没有抛出AccessDeniedException或AuthenticationException，则ExceptionTranslationFilter不会做任何事情。

ExceptionTranslationFilter的伪代码看起来像这样:

try {
    filterChain.doFilter(request, response); // 这里捕获应用程序后续任务中可能出现的AccessDeniedException和AuthenticationException异常
} catch (AccessDeniedException | AuthenticationException ex) {
    if (!authenticated || ex instanceof AuthenticationException) {
    startAuthentication(); // 如果用户没有进行身份验证或是抛出AuthenticationException（验证异常），则启动身份验证} else {
    accessDenied(); //拒绝访问}
}

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