详解Spring Security如何在权限中使用通配符

目录

• 前言
• 1. SpEL
• 2. 自定义权限该如何写
• 3. 权限通配符
• 4. TienChin 项目怎么做的

前言

小伙伴们知道，在 Shiro 中，默认是支持权限通配符的，例如系统用户有如下一些权限：

• system:user:add
• system:user:delete
• system:user:select
• system:user:update
• …

现在给用户授权的时候，我们可以像上面这样，一个权限一个权限的配置，也可以直接用通配符：

system:user:*

这个通配符就表示拥有针对用户的所有权限。

今天我们来聊聊 Spring Security 中对此如何处理，也顺便来看看 TienChin 项目中，这块该如何改进。

1. SpEL

要搞明白基于注解的权限管理，那么得首先理解 SpEL，不需要了解多深入，我这里就简单介绍下。

Spring Expression Language（简称 SpEL）是一个支持查询和操作运行时对象导航图功能的强大的表达式语言。它的语法类似于传统 EL，但提供额外的功能，最出色的就是函数调用和简单字符串的模板函数。

SpEL 给 Spring 社区提供一种简单而高效的表达式语言，一种可贯穿整个 Spring 产品组的语言。这种语言的特性基于 Spring 产品的需求而设计，这是它出现的一大特色。

在我们离不开 Spring 框架的同时，其实我们也已经离不开 SpEL 了，因为它太好用、太强大了，SpEL 在整个 Spring 家族中也处于一个非常重要的位置。但是很多时候，我们对它的只了解一个大概，其实如果你系统的学习过 SpEL，那么上面 Spring Security 那个注解其实很好理解。

我先通过一个简单的例子来和大家捋一捋 SpEL。

为了省事，我就创建一个 Spring Boot 工程来和大家演示，创建的时候不用加任何额外的依赖，就最最基础的依赖即可。

代码如下：

String expressionStr = "1 + 2";
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression(expressionStr);

expressionStr 是我们自定义的一个表达式字符串，这个字符串通过一个 ExpressionParser 对象将之解析为一个 Expression，接下来就可以执行这个 exp 了。

执行的时候有两种方式，对于我们上面这种不带任何额外变量的，我们可以直接执行，直接执行的方式如下：

Object value = exp.getValue();
System.out.println(value.toString());

这个打印结果为 3。

我记得之前有个小伙伴在群里问想执行一个字符串表达式，但是不知道怎么办，js 中有 eval 函数很方便，我们 Java 中也有 SpEL，一样也很方便。

不过很多时候，我们要执行的表达式可能比较复杂，这时候上面这种调用方式就不太够用了。

此时我们可以为要调用的表达式设置一个上下文环境，这个时候就会用到 EvaluationContext 或者它的子类，如下：

StandardEvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();
System.out.println(exp.getValue(context));

当然上面这个表达式不需要设置上下文环境，我举一个需要设置上下文环境的例子。

例如我现在有一个 User 类，如下：

public class User {
    private Integer id;
    private String username;
    private String address;
    //省略 getter/setter
}

现在我的表达式是这样：

String expression = "#user.username";
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression(expression);
StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
User user = new User();
user.setAddress("广州");
user.setUsername("javaboy");
user.setId(99);
ctx.setVariable("user", user);
String value = exp.getValue(ctx, String.class);
System.out.println("value = " + value);

这个表达式就表示获取 user 对象的 username 属性。将来创建一个 user 对象，放到 StandardEvaluationContext 中，并基于此对象执行表达式，就可以打印出来想要的结果。

如果我们将 user 对象设置为 rootObject，那么表达式中就不需要 user 了，如下：

String expression = "username";
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression(expression);
StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
User user = new User();
user.setAddress("广州");
user.setUsername("javaboy");
user.setId(99);
ctx.setRootObject(user);
String value = exp.getValue(ctx, String.class);
System.out.println("value = " + value);

表达式就一个 username 字符串，将来执行的时候，会自动从 user 中找到 username 的值并返回。

当然表达式也可以是方法，例如我在 User 类中添加如下两个方法：

public String sayHello(Integer age) {
    return "hello " + username + ";age=" + age;
}
public String sayHello() {
    return "hello " + username;
}

我们就可以通过表达式调用这两个方法，如下：

调用有参的 sayHello：

String expression = "sayHello(99)";
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression(expression);
StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
User user = new User();
user.setAddress("广州");
user.setUsername("javaboy");
user.setId(99);
ctx.setRootObject(user);
String value = exp.getValue(ctx, String.class);
System.out.println("value = " + value);

就直接写方法名然后执行就行了。

调用无参的 sayHello：

String expression = "sayHello";
ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
Expression exp = parser.parseExpression(expression);
StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
User user = new User();
user.setAddress("广州");
user.setUsername("javaboy");
user.setId(99);
ctx.setRootObject(user);
String value = exp.getValue(ctx, String.class);
System.out.println("value = " + value);

这些就都好懂了。

甚至，我们的表达式也可以涉及到 Spring 中的一个 Bean，例如我们向 Spring 中注册如下 Bean：

@Service("us")
public class UserService {
    public String sayHello(String name) {
        return "hello " + name;
    }
}

然后通过 SpEL 表达式来调用这个名为 us 的 bean 中的 sayHello 方法，如下：

@Autowired
BeanFactory beanFactory;
@Test
void contextLoads() {
    String expression = "@us.sayHello('javaboy')";
    ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();
    Expression exp = parser.parseExpression(expression);
    StandardEvaluationContext ctx = new StandardEvaluationContext();
    ctx.setBeanResolver(new BeanFactoryResolver(beanFactory));
    String value = exp.getValue(ctx, String.class);
    System.out.println("value = " + value);
}

给配置的上下文环境设置一个 bean 解析器，这个 bean 解析器会自动跟进名字从 Spring 容器中找打响应的 bean 并执行对应的方法。

当然，关于 SpEL 的玩法还有很多，我就不一一列举了。这里主要是想让小伙伴们知道，有这么个技术，方便大家理解 @PreAuthorize 注解的原理。

总结一下：

1.在使用 SpEL 的时候，如果表达式直接写的就是方法名，那是因为在构建 SpEL 上下文的时候，已经设置了 RootObject 了，我们所调用的方法，实际上就是 RootObject 对象中的方法。

2.在使用 SpEL 对象的时候，如果像调用非 RootObject 对象中的方法，那么表达式需要加上 @对象名 作为前缀，例如前面案例的 @us。

2. 自定义权限该如何写

那么自定义权限到底该如何写呢？首先我们来看下在 Spring Security 中，不涉及到通配符的权限该怎么处理。

松哥举一个简单的例子，我们创建一个 Spring Boot 工程，引入 Web 和 Security 依赖，为了方便，这里的用户我直接创建在内存中，配置如下：

@Configuration
@EnableGlobalMethodSecurity(prePostEnabled = true)
public class SecurityConfig {

    @Bean
    UserDetailsService userDetailsService() {
        InMemoryUserDetailsManager m = new InMemoryUserDetailsManager();
        m.createUser(User.withUsername("javaboy").password("{noop}123").authorities("system:user:add","system:user:delete").build());
        return m;
    }

    @Bean
    SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.csrf().disable();
        http.authorizeRequests().anyRequest().authenticated()
                .and()
                .formLogin()
                .permitAll();
        return http.build();
    }

}

都是常规配置，没啥好说的。注意前面的注解，开启基于注解的权限控制。

这里我多啰嗦一句，大家看创建用户的时候，调用的是 authorities 方法去设置权限的，这个跟 roles 方法其实没啥大的区别，调用 roles 方法会自动为你设置的字符串添加一个 ROLE_ 前缀，其他的其实都一样。在 Spring Security 中，role 和 permission 仅仅只是人为划分出来的东西，底层的实现包括判断逻辑基本上都是没有区别的。

接下来我们定义四个测试接口，如下：

@RestController
public class UserController {

    @GetMapping("/add")
    @PreAuthorize("hasPermission('/add','system:user:add')")
    public String addUser() {
        return "add";
    }
    @GetMapping("/delete")
    @PreAuthorize("hasPermission('/delete','system:user:delete')")
    public String deleteUser() {
        return "delete";
    }
    @GetMapping("/update")
    @PreAuthorize("hasPermission('/update','system:user:update')")
    public String updateUser() {
        return "update";
    }
    @GetMapping("/select")
    @PreAuthorize("hasPermission('/select','system:user:select')")
    public String selectUser() {
        return "select";
    }
}

接口访问都需要不同的权限。

此时如果大家启动项目去此时，系统会提示你四个接口统统都不具备权限，这是啥原因呢？我们来继续分析。

小伙伴们看这里，调用的时候 @PreAuthorize 注解中执行写方法名，不用写对象名，说明调用的方法是 RootObject 中的方法，这里的 RootObject 实际上就是 SecurityExpressionRoot，我们来看看这个对象中的 hasPermission 方法：

@Override
public boolean hasPermission(Object target, Object permission) {
    return this.permissionEvaluator.hasPermission(this.authentication, target, permission);
}
@Override
public boolean hasPermission(Object targetId, String targetType, Object permission) {
    return this.permissionEvaluator.hasPermission(this.authentication, (Serializable) targetId, targetType,
            permission);
}

最终的调用又指向了 permissionEvaluator 对象。

在 Spring Security 中，permissionEvaluator 有一个统一的接口就是 PermissionEvaluator，但是这个接口只有一个实现类，就是 DenyAllPermissionEvaluator，看名字就知道，这是拒绝所有。

public class DenyAllPermissionEvaluator implements PermissionEvaluator {

	private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());

	/**
	 * @return false always
	 */
	@Override
	public boolean hasPermission(Authentication authentication, Object target, Object permission) {
		return false;
	}

	/**
	 * @return false always
	 */
	@Override
	public boolean hasPermission(Authentication authentication, Serializable targetId, String targetType,
			Object permission) {
		return false;
	}

}

这两个方法里啥都没干，直接返回了 false，这下就破案了！

所以，在 Spring Security 中，如果想判断权限，需要自己提供一个 PermissionEvaluator 的实例，我们来看下：

@Component
public class CustomPermissionEvaluator implements PermissionEvaluator {
    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication authentication, Object targetDomainObject, Object permission) {
        Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = authentication.getAuthorities();
        for (GrantedAuthority authority : authorities) {
            if (authority.getAuthority().equals(permission)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication authentication, Serializable targetId, String targetType, Object permission) {
        return false;
    }
}

我这里的判断逻辑比较简单，所以只需要实现第一个方法就行了，这个方法三个参数，第一个参数就是当前登录成功的用户对象，后面两个参数则是我们在 @PreAuthorize("hasPermission('/select','system:user:select')") 注解中的两个参数，现在该有的东西都有了，我们只需要判断需要的权限当前用户是否有就行了。

这个自定义的权限评估器写好之后，注册到 Spring 容器就行了，其他什么事情都不用做。

接下来我们就可以对刚才的四个接口进行测试了，测试过程我就不演示了，小伙伴们自行用 postman 测试就行了。

3. 权限通配符

看明白了上面的逻辑，现在不用我说，大家也知道权限通配符在 Spring Security 中是不支持的（无论你在 @PreAuthorize 注解中写的 SpEL 是哪个，调用的是哪个方法，都是不支持权限通配符的）。

例如我现在这样描述我的用户权限：

@Bean
UserDetailsService userDetailsService() {
    InMemoryUserDetailsManager m = new InMemoryUserDetailsManager();
    m.createUser(User.withUsername("javaboy").password("{noop}123").authorities("system:user:*").build());
    return m;
}

我想用 system:user:* 字符串表示 javaboy 具有针对用户的所有权限。

直接这样写肯定是不行的，最终字符串比较一定是不会通过的。

那么怎么办呢？用正则似乎也不太行，因为 * 在正则中不代表所有字符，如果拆解字符串去比较，功能虽然也行得通，但是比较麻烦。

想来想去，想到一个办法，不知道小伙伴们是否还记得我们之前在 vhr 中用过的 AntPathMatcher，用这个不就行了！

修改后的 CustomPermissionEvaluator 如下：

@Component
public class CustomPermissionEvaluator implements PermissionEvaluator {

    AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();

    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication authentication, Object targetDomainObject, Object permission) {
        Collection<? extends GrantedAuthority> authorities = authentication.getAuthorities();
        for (GrantedAuthority authority : authorities) {
            if (antPathMatcher.match(authority.getAuthority(), (String) permission)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    @Override
    public boolean hasPermission(Authentication authentication, Serializable targetId, String targetType, Object permission) {
        return false;
    }
}

修改之后，现在只要用户具备 system:user:* 权限，就四个接口都能访问了。

4. TienChin 项目怎么做的

TienChin 项目用的是 RuoYi-Vue 脚手架，我们来看下这个脚手架的实现方式：

@PreAuthorize("@ss.hasPermi('tienchin:channel:query')")
@GetMapping("/list")
public TableDataInfo getChannelList() {
    startPage();
    List<Channel> list = channelService.list();
    return getDataTable(list);
}

看了前面的讲解，现在 @ss.hasPermi('tienchin:channel:query') 应该很好懂了：

ss 是一个注册在 Spring 容器中的 bean，对应的类位于 org.javaboy.tienchin.framework.web.service.PermissionService 中。

很明显，hasPermi 就是这个类中的方法。

这个 hasPermi 方法的逻辑其实很简单：

public boolean hasPermi(String permission) {
    if (StringUtils.isEmpty(permission)) {
        return false;
    }
    LoginUser loginUser = SecurityUtils.getLoginUser();
    if (StringUtils.isNull(loginUser) || CollectionUtils.isEmpty(loginUser.getPermissions())) {
        return false;
    }
    return hasPermissions(loginUser.getPermissions(), permission);
}
private boolean hasPermissions(Set<String> permissions, String permission) {
    return permissions.contains(ALL_PERMISSION) || permissions.contains(StringUtils.trim(permission));
}

这个判断逻辑很简单，就是获取到当前登录的用户，判断当前登录用户的权限集合中是否具备当前请求所需要的权限。具体的判断逻辑没啥好说的，就是看集合中是否存在某个字符串，从判断的逻辑中我们也可以看出来，这个权限也是不支持通配符的。

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