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一文搞懂SecurityContext

2023-02-18 16:48:42 时间

一文搞懂SecurityContext

1 概述

首先需要阐明什么是SecurityContext，这是著名框架SpringSecurity 中的组件，通过一段时间的研究，我可以很负责的说，在笔者微乎其微的智商水平下，这个框架真的很难懂。

阅读前置知识：

  • 了解基本SpringSecurity的身份验证过程

首先我们来看一下这个契约接口所包含的具体功能有哪些？

public interface SecurityContext extends Serializable {
​
/**
 * Obtains the currently authenticated principal, or an authentication request token.
 * @return the <code>Authentication</code> or <code>null</code> if no authentication
 * information is available
 */
Authentication getAuthentication();
​
/**
 * Changes the currently authenticated principal, or removes the authentication
 * information.
 * @param authentication the new <code>Authentication</code> token, or
 * <code>null</code> if no further authentication information should be stored
 */
void setAuthentication(Authentication authentication);
​
}

很简单的一个接口，可以看到它主要的功能就是维护Authentication（官方说法：认证事件）这其中含有用户的相关信息。所以这里我们可以简单下一个定义：存储Authentication的实例就是安全上下文，也就是本文的重点——SecurityContext。

接下来简单看一下它究竟是怎么起作用的：

在身份验证完成后，AuthenticationManager便会将Authentication实例存入SecurityContext，而对于我们的业务开发，我们便可以在控制层乃至于业务层去获取这部分用户信息。

2 SecurityContext的管理者

我们可以从接口的定义中观察到，SecurityContext的主要职责是存储身份验证的对象，但是SecurityContext又是被怎么管理的呢？我们的SpringSecurity提供了3种管理策略，其中有这样一个充当管理者的对象——SecurityContextHolder。

三种工作模式：

  • MODE_THREADLOCAL（默认）
  • MODE_INHERITABLETHREADLOCAL
  • MODE_GLOBAL

在我们开是研究这个管理策略前，先谈一下它究竟该怎么设置？

     //最简单的方法：注册这样一个Bean即可
@Bean
public InitializingBean initializingBean(){
   return () -> SecurityContextHolder.setStrategyName(SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL);
}

MODE_THREADLOCAL模式下允许每个线程在安全上下文中存储自己的信息，前提是每个请求是独立的线程处理，那么这样的话异步处理就成了问题。

做如下测试：

@Component
public class AsyncUtil {
​
   @Async
   public void test(){
       SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
       String name = context.getAuthentication().getName();
       System.out.println("name = " + name);
  }
}
​
@RestController
@RequestMapping("/test")
public class IndexController {
​
   @Autowired
   private AsyncUtil asyncUtil;
​
   @GetMapping("/hello")
   public String index(){
       SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
       String name = context.getAuthentication().getName();
       System.out.println("name = " + name);
       asyncUtil.test();
       return "你好，服务器" + name;
  }   
}

我们在AsyncUtil 中尝试去取Authentication,可以惊奇的发现：

java.lang.NullPointerException: null
at com.harlon.chapter.utils.AsyncUtil.test(AsyncUtil.java:14) ~[classes/:na]

直接报错，也就直接验证了ThreadLocal的功效，

此时我们如果改成MODE_INHERITABLETHREADLOCAL便不会报错了，这里介绍一下这种模式的工作流程。

当异步开启线程后，Spring Security会为新开起的线程复制一份SecurityContext，但是这里也是有讲究的，我们所创建的线程必须是SpringSecurity所知道的线程，在本文的最后将会介绍这种情况该怎么处理。

MODE_GLOBAL其实就是所有线程共享的思路，没什么看头了。

需要提一句的是SecurityContext是非线程安全的，所以如果设置了Global，那我们就需要去关注访问并发问题。

3 自定义转发SecurityContext

⚠️先说结果：

SpringSecurity提供了以下多种委托对象：

类

描述

DelegatingSecurityContextExecutor

实现了Executor接口，并被设计用来装饰了Executor对象，使其具有安全上下文转发并创建线程池的能力。

DelegatingSecurityContextExecutorService

实现了ExecutorService接口，并被设计用来装饰ExecutorService对象，和上面作用类似。

DelegatingSecurityContextScheduledExecutorService

实现了ScheduledExecutorService，并被设计用来装饰ScheduledExecutorService对象，和上面作用类似。

DelegatingSecurityContextRunnable

实现了Runnable接口，表示新建线程执行任务并不要求响应的任务，也可以用作传播上下文。

DelegatingSecurityContextCallable

实现了Callable接口，表示新线程执行任务且返回响应的任务，也可以传播。

接下来抽几个做测试案例：

3.1 DelegatingSecurityContextCallable

   @GetMapping("/callable")
   public String callable() throws ExecutionException, InterruptedException {
       Callable<String> task = () -> {
           Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
           return authentication.getName();
      };
​
       ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
       try {
           var contextCallable = new DelegatingSecurityContextCallable<>(task);
           return "callable 测试 ： " + executorService.submit(contextCallable).get();
      }finally {
           executorService.shutdown();
      }
  }

正规测试不存在问题，这里简单测一下不适用委托的情况：

@GetMapping("/callable")
   public String callable() throws ExecutionException, InterruptedException {
       Callable<String> task = () -> {
           Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
           return authentication.getName();
      };
​
       ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
       try {
           //var contextCallable = new DelegatingSecurityContextCallable<>(task);
           return "callable 测试 ： " + executorService.submit(task).get();
      }finally {
           executorService.shutdown();
      }
  }

注释掉装饰器后的结果不难得知：

{
  "timestamp":"2022-12-29T12:49:43.617+00:00",
  "status":500,"error":"Internal Server Error",
  "path":"/test/callable"
}     

当然内部也就是空指针了。其实其他几个都很类，这里就不一一尝试了。

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