spring-security和jwt如何生成token

背景：在开始一个项目时，目前生成token的方法主要有两种，一种是spring-security+jwt组合，另一种则是shiro+jwt组合,本文主要阐述spring-security+jwt组合生成token。对这两种框架不熟悉的同学，有兴趣可以点击去官网学习下，不熟悉的也没关系，在生成token的过程中涉及到的知识点，我会一一解答，不熟悉的也不影响阅读本文（建议独自去学习下）。

开始：
废话不多，大家都知道，要使用框架，那必不可少的，首先就是要引入相关依赖啊

//pom.xml
<dependencies>
    ...
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
      <version>2.5.3</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.jsonwebtoken</groupId>
      <artifactId>jjwt</artifactId>
      <version>0.9.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

除此之外，我们还需要在application.yml文件中，给jwt配置一下信息：

jwt:
  #  JWT存储请求头
  tokenHeader: Authorization
  #  JWT加密使用的密钥
  secret: juejin-secret
  #  JWT超期限时间（60*60*24）
  expiration: 604800
  #  JWT负载中拿到开头
  tokenHead: Bearer

不管你是老司机，还是正在进阶的同学，我还是在这里啰嗦解析一下其中的字段。tokenHeader是存储的一个请求头，在前端后端接口数据交互中一般都会有，以及tokenHead一般都会存在于请求信息里，secret是jwt加密和解密要使用到的一个密钥，expiration是token的一个失效时间设定，我这里设置是24小时失效。

接下来我们可以去实现一个spring-security+jwt组合生成token的一个工具类JwtTokenUtil,这个类一般都放在包的config下，下面先把代码展示出来：

/java/com.hhk,server.config.security(包路径)

package com.hhk.server.config.security;

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Component
public class JwtTokenUtil {
    private static final String CLAIM_KEY_USERNAME="sub";
    private static final String CLAIM_KEY_CREATED="created";
    @Value("${jwt.secret}")
    private String secret;
    @Value("${jwt.expiration}")
    private Long expiration;

    /**
     * 根据用户信息生成token
     */
    public String generateToken(UserDetails userDetails){
        Map<String,Object> claims=new HashMap<>();
        claims.put(CLAIM_KEY_USERNAME,userDetails.getUsername());
        claims.put(CLAIM_KEY_CREATED,new Date());
        return generateToken(claims);
    }

//    根据荷载JWT生成token
    public String generateToken(Map<String,Object> claims){
//        Jwts去生成token
        return Jwts.builder()
                .setClaims(claims)
                .setExpiration(generateExpirationDate())
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,secret)
                .compact();
    }

//    生成token失效时间
    private Date generateExpirationDate() {
        return new Date(System.currentTimeMillis()+expiration*1000);
    }

//    从token中获取登录名
    public String getUserNameByToken(String token){
        String userName;
        try{
            Claims claims=getClaimsFromToken(token);
            userName=claims.getSubject();
        }catch (Exception e){
            userName=null;
        }
        return userName;
    }

//    从token中获取荷载
    private Claims getClaimsFromToken(String token) {
        Claims claims=null;
        try {
            claims=Jwts.parser()
                    .setSigningKey(secret)
                    .parseClaimsJws(token)
                    .getBody();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return claims;
    }
//    验证token是否有效
    public boolean validateToken(String token,UserDetails userDetails){
        String username=getUserNameByToken(token);
        return username.equals(userDetails.getUsername())&&!isTokenExpired(token);
    }

//    验证token是否失效
    private boolean isTokenExpired(String token) {
        Date expireDate=getExpiredDateFromToken(token);
        return  expireDate.before(new Date());
    }

//    从token中获取失效时间
    private Date getExpiredDateFromToken(String token) {
        Claims claims=getClaimsFromToken(token);
        return claims.getExpiration();
    }
//    判断token是否可以被刷新
    public boolean canRefresh(String token){
        return !isTokenExpired(token);
    }

//    刷新token
    public String refreshToken(String token){
        Claims claims=getClaimsFromToken(token);
        claims.put(CLAIM_KEY_CREATED,new Date());
        return generateToken(claims);
    }
}

下面主要是解析一下，上面整个JwtTokenUtil的源码，自己能阅读的话，不用看下面的源码，下面主要是以方法为单位进行拆分讲解：

//在类的开始，我们需要定义两个静态字符串，以及获取我们前面在Application.yml中定义好的jwt参数，这里是通过@Value(${""})的方式获取Application.yml文件中的配置信息了
private static final String CLAIM_KEY_USERNAME="sub"; //定义静态用户名（key）CLAIM_KEY_USERNAME
private static final String CLAIM_KEY_CREATED="created";//定义静态生成token的时间
@Value("${jwt.secret}") //获取密钥
private String secret;
@Value("${jwt.expiration}") //获取设定的失效时间
private Long expiration;

到这里在工具类JwtTokenUtil需要使用的静态资源就准备好了，下面我们要开始创建生成token的方法了：

/**
 * 根据用户信息生成token
 */
public String generateToken(UserDetails userDetails){
    Map<String,Object> claims=new HashMap<>(); //定义一个荷载，用于存储用户ing以及token的生成时间
    claims.put(CLAIM_KEY_USERNAME,userDetails.getUsername()); //通过。put方法存储CLAIM_KEY_USERNAME和CLAIM_KEY_CREATED的值
    claims.put(CLAIM_KEY_CREATED,new Date());
    return generateToken(claims); //generateToken的方法在下面会编写其源码，主要是根据荷载生成token的
}

承上启下，下面是generateToken(claims):

//    根据荷载JWT生成token
    public String generateToken(Map<String,Object> claims){
        return Jwts.builder()  //Jwts去生成token
                .setClaims(claims) //存储带有用户信息的荷载
                .setExpiration(generateExpirationDate()) //存储失效时间
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS256,secret) //使用算法，和密钥
                .compact();
    }

generateToken(claims)中使用的generateExpirationDate()，贴一下代码：

//    生成token失效时间
    private Date generateExpirationDate() {
        //System.currentTimeMillis()+expiration*1000===当前时间+失效时间
        return new Date(System.currentTimeMillis()+expiration*1000);
    }

到这里其实已经实现了生成token了，但是，既然作为工具类，那在项目中，有时候要校验token，就是通过token中的用户名去跟数据库中的用户进行对比，这时就要获取token中的用户名了，也就是源码中的getUserNameByToken(String token)：

从token中获取登录名
    public String getUserNameByToken(String token){
        String userName;
        try{ //有时候会存在用户名不存在的情况，所以要对这种异常进行捕获
            Claims claims=getClaimsFromToken(token); //因为生成token时，用户名是存储在token中的荷载，所以getClaimsFromToken(token)获取荷载
            userName=claims.getSubject(); //claims的getSubject()获取用户名
        }catch (Exception e){
            userName=null;
        }
        return userName;
    }

getUserNameByToken(String token)中使用的getClaimsFromToken(token)是要从token中获取荷载：

//    从token中获取荷载
    private Claims getClaimsFromToken(String token) {
        Claims claims=null;
        try {
            //通过密钥和token从jwts中获取荷载，因为荷载有可能为空，所以需要捕获一下异常，防止程序崩溃
            claims=Jwts.parser()
                    .setSigningKey(secret)
                    .parseClaimsJws(token)
                    .getBody();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return claims;
    }

在日常开发中，或者访问网页中时，我们经常会出现需要重新登录的情况，这是，就需要重新登录，以获取新的token继续访问网页，这个过程，需要验证token是否有效、是否可以被刷新。具体方法如下：

//    验证token是否有效UserDetails是spring-security框架里的一个类
    public boolean validateToken(String token,UserDetails userDetails){
        String username=getUserNameByToken(token); //从token中获取用户名
        return username.equals(userDetails.getUsername())&&!isTokenExpired(token);
    }

//    验证token是否失效
    private boolean isTokenExpired(String token) {
        Date expireDate=getExpiredDateFromToken(token); //从token中获取失效时间
        return  expireDate.before(new Date());
    }

//    从token中获取失效时间
    private Date getExpiredDateFromToken(String token) {
        Claims claims=getClaimsFromToken(token); //从token中获取荷载，荷载中存储了失效时间
        return claims.getExpiration();
    }
//    判断token是否可以被刷新
    public boolean canRefresh(String token){
        return !isTokenExpired(token);
    }

//    刷新token
    public String refreshToken(String token){
        Claims claims=getClaimsFromToken(token);
        claims.put(CLAIM_KEY_CREATED,new Date());
        return generateToken(claims);
    }

到这里，spring-security+jwt生成token，以及获取token中的信息的工具类就写完了，感谢阅读！❤️❤️❤️