那些年背过的题：Spring Security-安全上下文安全上下文（Security Context）是Spring

安全上下文（Security Context）是Spring Security的核心概念之一，用于存储与当前正在执行的线程相关的安全信息。理解其源码实现有助于我们更好地利用和扩展Spring Security。

1. `SecurityContext`接口

SecurityContext是一个简单的接口，主要负责持有Authentication信息。

public interface SecurityContext extends Serializable {
    Authentication getAuthentication();
    void setAuthentication(Authentication authentication);
}

2. `SecurityContextImpl`实现类

SecurityContextImpl是SecurityContext的默认实现，提供了基本的getter和setter方法，以及equals、hashCode和toString方法。

public class SecurityContextImpl implements SecurityContext {
    private static final long serialVersionUID = 500L;
    private Authentication authentication;

    public SecurityContextImpl() {
    }

    public SecurityContextImpl(Authentication authentication) {
        this.authentication = authentication;
    }

    @Override
    public Authentication getAuthentication() {
        return this.authentication;
    }

    @Override
    public void setAuthentication(Authentication authentication) {
        this.authentication = authentication;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof SecurityContextImpl) {
            SecurityContextImpl other = (SecurityContextImpl) obj;
            return (this.authentication == null ? other.getAuthentication() == null : this.authentication.equals(other.getAuthentication()));
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return (this.authentication == null) ? -1 : this.authentication.hashCode();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return (this.authentication == null) ? "SecurityContextImpl [Null authentication]" : "SecurityContextImpl [Authentication=" + this.authentication + "]";
    }
}

3. `SecurityContextHolder`

SecurityContextHolder是Spring Security用来存储安全上下文的工具类。它提供了一种将SecurityContext绑定到当前执行线程的机制。

存储策略

SecurityContextHolder默认使用ThreadLocal来存储SecurityContext，即每个线程都有自己独立的SecurityContext实例。

public class SecurityContextHolder {
    // 内部维护一个ThreadLocal变量，默认为InheritableThreadLocal
    private static final ThreadLocal<SecurityContext> contextHolder = new ThreadLocal<>();

    // 清除当前线程的安全上下文
    public static void clearContext() {
        contextHolder.remove();
    }

    // 获取当前线程的安全上下文，如果不存在则创建一个新的
    public static SecurityContext getContext() {
        SecurityContext ctx = contextHolder.get();
        if (ctx == null) {
            ctx = createEmptyContext();
            contextHolder.set(ctx);
        }
        return ctx;
    }

    // 设置当前线程的安全上下文
    public static void setContext(SecurityContext context) {
        contextHolder.set(context);
    }

    // 创建一个新的空的安全上下文
    public static SecurityContext createEmptyContext() {
        return new SecurityContextImpl();
    }
}

4. 安全上下文的建立与使用

首先，我们需要模拟一个用户验证过程，并将用户的身份信息存储在SecurityContextHolder中。这通常是在用户登录时完成的。

示例：身份验证过程

import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;

public class AuthenticationExample {

    // 模拟用户加载方法。实际应用中，应从数据库或其他用户存储中获取用户信息
    private UserDetails loadUserByUsername(String username) {
        // 假设数据库中只有一个用户名为 "user" 的用户，密码为 "password"
        if ("user".equals(username)) {
            return new org.springframework.security.core.userdetails.User(
                "user", 
                "$2a$10$DowJonesIndustrialAverage", // 加密后的密码（bcrypt）
                new ArrayList<>()); // 此处使用一个空的权限列表，实际应用应包含用户的角色或权限
        }
        return null;
    }

    public void authenticateUser(String username, String password) {
        UserDetails userDetails = loadUserByUsername(username);
        if (userDetails != null && userDetails.getPassword().equals(password)) {
            // 创建一个 Authentication 对象，包含用户详细信息、凭证和授权信息
            Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, password, userDetails.getAuthorities());
            
            // 将 Authentication 对象存储在 SecurityContext 中
            SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
        } else {
            System.out.println("Invalid username or password");
        }
    }

    public void useAuthentication() {
        // 从 SecurityContextHolder 获取当前线程的 Authentication 对象
        Authentication authentication = SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication();
        
        if (authentication != null && authentication.isAuthenticated()) {
            Object principal = authentication.getPrincipal();
            if (principal instanceof UserDetails) {
                String username = ((UserDetails) principal).getUsername();
                System.out.println("当前用户: " + username);
            } else {
                String username = principal.toString();
                System.out.println("当前用户: " + username);
            }
        } else {
            System.out.println("No authenticated user found.");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        AuthenticationExample example = new AuthenticationExample();
        
        // 进行用户认证
        example.authenticateUser("user", "$2a$10$DowJonesIndustrialAverage"); // 注意：实际使用时，传入明文密码，框架会比较加密后的密码
        
        // 使用认证信息
        example.useAuthentication();
    }
}

解析 `SecurityContextHolder` 和 `SecurityContext`

SecurityContextHolder:
- SecurityContextHolder 提供了一种通过线程本地存储机制来访问 SecurityContext 的方式。
- 默认情况下，Spring Security使用一个 ThreadLocal 来存储当前线程的 SecurityContext 对象，这意味着每个线程都有自己的 SecurityContext。
SecurityContext:
- SecurityContext 是一个简单的接口，它持有 Authentication 对象。
- Authentication 对象表示当前已经认证的用户。
Authentication:
- Authentication 是一个核心接口，代表了用户的认证信息。它包含以下主要方法：
  - getPrincipal(): 通常返回用户的详情信息（如 UserDetails 对象）。
  - getCredentials(): 返回用户的凭证（如密码）。但在实际应用中，出于安全考虑，密码一般不会存储在内存中的 Authentication 对象中。
  - getAuthorities(): 返回用户的权限集合。
  - isAuthenticated(): 返回用户是否已通过认证。

总结

通过理解和实现上述概念，我们可以深入了解 Spring Security 如何管理和使用用户的安全信息。SecurityContextHolder 和 SecurityContext 提供了一种方便且安全的方式来处理用户认证信息，使得我们可以在应用程序的各个层次上轻松访问和使用这些信息。

那些年背过的题：Spring Security-安全上下文

1. SecurityContext接口

2. SecurityContextImpl实现类

3. SecurityContextHolder