什么是JWT?深入理解JWT从原理到应用（下）-阿里云开发者社区

四、jwt工具类的使用

JwtUtils

package com.zking.ssm.jwt;
import java.util.Date;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.JwtBuilder;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
/**
 * JWT验证过滤器：配置顺序 CorsFilte->JwtUtilsr-->StrutsPrepareAndExecuteFilter
 *
 */
public class JwtUtils {
  /**
   * JWT_WEB_TTL：WEBAPP应用中token的有效时间,默认30分钟
   */
  public static final long JWT_WEB_TTL = 30 * 60 * 1000;
  /**
   * 将jwt令牌保存到header中的key
   */
  public static final String JWT_HEADER_KEY = "jwt";
  // 指定签名的时候使用的签名算法，也就是header那部分，jwt已经将这部分内容封装好了。
  private static final SignatureAlgorithm SIGNATURE_ALGORITHM = SignatureAlgorithm.HS256;
  private static final String JWT_SECRET = "f356cdce935c42328ad2001d7e9552a3";// JWT密匙
  private static final SecretKey JWT_KEY;// 使用JWT密匙生成的加密key
  static {
    byte[] encodedKey = Base64.decodeBase64(JWT_SECRET);
    JWT_KEY = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
  }
  private JwtUtils() {
  }
  /**
   * 解密jwt，获得所有声明(包括标准和私有声明)
   * 
   * @param jwt
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static Claims parseJwt(String jwt) {
    Claims claims = Jwts.parser()
        .setSigningKey(JWT_KEY)
        .parseClaimsJws(jwt)
        .getBody();
    return claims;
  }
  /**
   * 创建JWT令牌，签发时间为当前时间
   * 
   * @param claims
   *            创建payload的私有声明（根据特定的业务需要添加，如果要拿这个做验证，一般是需要和jwt的接收方提前沟通好验证方式的）
   * @param ttlMillis
   *            JWT的有效时间(单位毫秒)，当前时间+有效时间=过期时间
   * @return jwt令牌
   */
  public static String createJwt(Map<String, Object> claims, 
      long ttlMillis) {
    // 生成JWT的时间，即签发时间 2021-10-30 10:02:00 -> 30 10:32:00
    long nowMillis = System.currentTimeMillis();
    //链式语法：
    // 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
    // 这里其实就是new一个JwtBuilder，设置jwt的body
    JwtBuilder builder = Jwts.builder()
        // 如果有私有声明，一定要先设置这个自己创建的私有的声明，这个是给builder的claim赋值，一旦写在标准的声明赋值之后，就是覆盖了那些标准的声明的
        .setClaims(claims)
        // 设置jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识，根据业务需要，这个可以设置为一个不重复的值，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
        // 可以在未登陆前作为身份标识使用
        .setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
        // iss(Issuser)签发者，写死
        .setIssuer("xw")
        // iat: jwt的签发时间
        .setIssuedAt(new Date(nowMillis))
        // 代表这个JWT的主体，即它的所有人，这个是一个json格式的字符串，可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
        // .setSubject("{}")
        // 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
        .signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
        // 设置JWT的过期时间
        .setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));
    return builder.compact();
  }
  /**
   * 复制jwt，并重新设置签发时间(为当前时间)和失效时间
   * 
   * @param jwt
   *            被复制的jwt令牌
   * @param ttlMillis
   *            jwt的有效时间(单位毫秒)，当前时间+有效时间=过期时间
   * @return
   */
  public static String copyJwt(String jwt, Long ttlMillis) {
    //解密JWT，获取所有的声明（私有和标准）
    //old
    Claims claims = parseJwt(jwt);
    // 生成JWT的时间，即签发时间
    long nowMillis = System.currentTimeMillis();
    // 下面就是在为payload添加各种标准声明和私有声明了
    // 这里其实就是new一个JwtBuilder，设置jwt的body
    JwtBuilder builder = Jwts.builder()
        // 如果有私有声明，一定要先设置这个自己创建的私有的声明，这个是给builder的claim赋值，一旦写在标准的声明赋值之后，就是覆盖了那些标准的声明的
        .setClaims(claims)
        // 设置jti(JWT ID)：是JWT的唯一标识，根据业务需要，这个可以设置为一个不重复的值，主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。
        // 可以在未登陆前作为身份标识使用
        //.setId(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""))
        // iss(Issuser)签发者，写死
        // .setIssuer("csdn")
        // iat: jwt的签发时间
        .setIssuedAt(new Date(nowMillis))
        // 代表这个JWT的主体，即它的所有人，这个是一个json格式的字符串，可放数据{"uid":"zs"}。此处没放
        // .setSubject("{}")
        // 设置签名使用的签名算法和签名使用的秘钥
        .signWith(SIGNATURE_ALGORITHM, JWT_KEY)
        // 设置JWT的过期时间
        .setExpiration(new Date(nowMillis + ttlMillis));
    return builder.compact();
  }
}

该工具类提供了以下几个方法：

parseJwt(String jwt)：解密JWT，获得所有声明。

参数：jwt - 要解密的JWT令牌。

返回值：包含所有声明的Claims对象。

createJwt(Map<String, Object> claims, long ttlMillis)：创建JWT令牌，签发时间为当前时间。

参数：claims - 创建payload的私有声明。 ttlMillis - JWT的有效时间（单位毫秒）。

返回值：生成的JWT令牌。

copyJwt(String jwt, Long ttlMillis)：复制JWT，并重新设置签发时间和失效时间。

参数：jwt - 被复制的JWT令牌。 ttlMillis - JWT的有效时间（单位毫秒）。

返回值：生成的新的JWT令牌。

下面我们对这个工具类进行测试。

4.1 生成JWT

public void test1() {// 生成JWT
    //JWT Token=Header.Payload.Signature
    //头部.载荷.签名
    //Payload=标准声明+私有声明+公有声明
    //定义私有声明
    Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
    claims.put("username", "zss");
    claims.put("age", 18);
      //TTL:Time To Live
    String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
    System.out.println(jwt);
    //获取Payload（包含标准和私有声明）
    Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt);
    for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
      System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
    }
    Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
    Date d2 = parseJwt.getExpiration();
    System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1));
    System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2));
  }

用于生成JWT。在该方法中，定义了私有声明（claims），并设置了一些键值对，例如用户名和年龄。然后调用了JwtUtils.createJwt()方法生成JWT，并打印输出。

复制此段生成的jwt，方便下一个方法进行解析

4.2 解析JWT

public void test2() {// 解析oldJwt
    //io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException：JWT过期异常
    //io.jsonwebtoken.SignatureException：签名异常
    //String oldJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1OTA3MTg2NzcsImlhdCI6MTU5MDcxNjg3NywiYWdlIjoxOCwianRpIjoiNDFmZjFiZGFkYzkxNDA3OGE4ZGUyNGRkZDEwYjU4N2IiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.DdPvioX6kuhV6lEfD9QAN2eQSk_mO3dYkmDmTQsqa78";
    //eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MzU1NjE3MjcsImlhdCI6MTYzNTU1OTkyNywiYWdlIjoxOCwianRpIjoiN2RlYmIzM2JiZTg3NDBmODgzNDI5Njk0ZWE4NzcyMTgiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.dUR-9JUlyRdoYx-506SxXQ3gbHFCv0g5Zm8ZGzK1fzw
    String newJwt="eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJ6a2luZyIsImV4cCI6MTY5NzE3NTA3NSwiaWF0IjoxNjk3MTczMjc1LCJhZ2UiOjE4LCJqdGkiOiI1YjhiYmQwMjQxZDc0MDBhYjAxYTliZmQ3NjZiMDZkNyIsInVzZXJuYW1lIjoienNzIn0.MJv-A95Qpq0WkPS54OpxSSflYizIn2mSzQfisdYuisk";
    String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MzU1NjE3MjcsImlhdCI6MTYzNTU1OTkyNywiYWdlIjoxOCwianRpIjoiN2RlYmIzM2JiZTg3NDBmODgzNDI5Njk0ZWE4NzcyMTgiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.dUR-9JUlyRdoYx-506SxXQ3gbHFCv0g5Zm8ZGzK1fzw";
    Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(newJwt);
    for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
      System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
    }
    Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
    Date d2 = parseJwt.getExpiration();
    System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1));
    System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2));
  }

用于解析JWT。在该方法中，使用JwtUtils.parseJwt()方法解析了一个旧的JWT，并将解析结果打印输出。

4.3 复制JWT并延时30分钟

  @Test
  public void test3() {// 复制jwt，并延时30分钟
    String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJ6a2luZyIsImV4cCI6MTY5NzE3NTA3NSwiaWF0IjoxNjk3MTczMjc1LCJhZ2UiOjE4LCJqdGkiOiI1YjhiYmQwMjQxZDc0MDBhYjAxYTliZmQ3NjZiMDZkNyIsInVzZXJuYW1lIjoienNzIn0.MJv-A95Qpq0WkPS54OpxSSflYizIn2mSzQfisdYuisk";
    //String newJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MDU3NTM2NTUsImlhdCI6MTYwNTc1MTg1NSwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiYmNmN2Q1MzQ2YjE3NGU2MDk1MmIxYzQ3ZTlmMzQyZjgiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.m1Qn84RxgbKCnsvrdbbAnj8l_5Jwovry8En0j4kCxhc";
    //String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE1NjI5MDMzNjAsImlhdCI6MTU2MjkwMTU2MCwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiZDVjMzE4Njg0MDcyNDgyZDg1MDE5ODVmMDY3OGQ4NjkiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ9.XDDDRRq5jYq5EdEBHtPm7GcuBz4S0VhDTS1amRCdf48";
    String newJwt = JwtUtils.copyJwt(oldJwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
    System.out.println(newJwt);
    Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(newJwt);
    for (Map.Entry<String, Object> entry : parseJwt.entrySet()) {
      System.out.println(entry.getKey() + "=" + entry.getValue());
    }
    Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
    Date d2 = parseJwt.getExpiration();
    System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1));
    System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2));
  }

4.4 测试JWT的有效时间

public void test4() {// 测试JWT的有效时间
    Map<String, Object> claims = new HashMap<String, Object>();
    claims.put("username", "zss");
    String jwt = JwtUtils.createJwt(claims, 3 * 1000L);
    System.out.println(jwt);
    Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(jwt);
    Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
    Date d2 = parseJwt.getExpiration();
    System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1));
    System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2));
  }

用于测试JWT的有效时间。在该方法中，创建了一个带有有效时间为3秒的JWT，并将其打印输出。

4.5 模拟过期JWT的解析

  @Test
  public void test5() {// 三秒后再解析上面过期时间只有三秒的令牌，因为过期则会报错io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException
    //String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJleHAiOjE2MzU1NjMzODIsImlhdCI6MTYzNTU2MTU4MiwiYWdlIjoxOCwianRpIjoiN2RlYmIzM2JiZTg3NDBmODgzNDI5Njk0ZWE4NzcyMTgiLCJ1c2VybmFtZSI6InpzcyJ1.F4pZFCjWP6wlq8v_udfhOkNCpErF5QlL7DXJdzXTHqE";
    String oldJwt = "eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJpc3MiOiJ6a2luZyIsImV4cCI6MTY5NzE3MzYwMywiaWF0IjoxNjk3MTczNjAwLCJqdGkiOiIwNWZiYzM1Nzc0MWU0ZGY4YTAyOTU0YTlmMGQ0N2I3NyIsInVzZXJuYW1lIjoienNzIn0.1hxptBpX9w_CfVKhJ19KDWoKzhtmZwbMWpnJkoGKzcE";
    Claims parseJwt = JwtUtils.parseJwt(oldJwt);
    // 过期后解析就报错了，下面代码根本不会执行
    Date d1 = parseJwt.getIssuedAt();
    Date d2 = parseJwt.getExpiration();
    System.out.println("令牌签发时间：" + sdf.format(d1));
    System.out.println("令牌过期时间：" + sdf.format(d2));
  }
}

用于模拟过期JWT的解析。在该方法中，尝试解析一个过期的JWT，并会抛出io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException异常。

五、案例实操

接下来我们就用实际案例来演示使用JWT和没有使用JWT的区别是什么？

先看一下没有使用JWT的效果

不难看出，只要我们前端页面只要登陆过一次，将请求路径复制就可以再次打开，这种行为是非常不安全的，我们需要借助JWT进行认证方可进行访问，下面就结合JWT来演示。

前面提到过JWT跨语言那就涉及到跨域问题，首先在我们的过滤器里面加入允许JWT的跨域请求

package com.zking.ssm.util;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
 * 配置tomcat允许跨域访问
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class CorsFilter implements Filter {
  @Override
  public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
  }
  @Override
  public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain)
      throws IOException, ServletException {
    HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) servletResponse;
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) servletRequest;
    // Access-Control-Allow-Origin就是我们需要设置的域名
    // Access-Control-Allow-Headers跨域允许包含的头。
    // Access-Control-Allow-Methods是允许的请求方式
    httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Origin", "*");// *,任何域名
    httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, DELETE");
    //允许客户端发一个新的请求头jwt
    httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers","responseType,Origin,X-Requested-With, Content-Type, Accept, jwt");
    //允许客户端处理一个新的响应头jwt
    httpResponse.setHeader("Access-Control-Expose-Headers", "jwt,Content-Disposition");
    //httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Headers", "Origin, X-Requested-With, Content-Type, Accept");
    //httpResponse.setHeader("Access-Control-Allow-Methods", "POST, GET, PUT, DELETE");
    // axios的ajax会发两次请求，第一次提交方式为：option，直接返回即可
    if ("OPTIONS".equals(req.getMethod())) {
      return;
    }
    filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
  }
  @Override
  public void destroy() {
  }
}

并在web.xml进行配置过滤器

<!--CrosFilter跨域过滤器-->
  <filter>
    <filter-name>corsFilter</filter-name>
    <filter-class>com.zking.ssm.util.CorsFilter</filter-class>
  </filter>
  <filter-mapping>
    <filter-name>corsFilter</filter-name>
    <url-pattern>/*</url-pattern>
  </filter-mapping>

这里还需要注意，有一种情况不需要JWT认证，也就是我们登陆的时候，我们JWT本质就是保存我们的用户信息，我们登录都需要JWT那么我们的用户信息应该从哪里获取？所以我们需要对登录请求进行过滤。

package com.zking.ssm.jwt;
import java.io.IOException;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
import javax.servlet.Filter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.FilterConfig;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import io.jsonwebtoken.Claims;
/**
 * * JWT验证过滤器，配置顺序 ：CorsFilter-->JwtFilter-->struts2中央控制器
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class JwtFilter implements Filter {
  // 排除的URL，一般为登陆的URL(请改成自己登陆的URL)
  private static String EXCLUDE = "^/user/userLogin?.*$";
  private static Pattern PATTERN = Pattern.compile(EXCLUDE);
  private boolean OFF = false;// true关闭jwt令牌验证功能
  @Override
  public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
  }
  @Override
  public void destroy() {
  }
  @Override
  public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain)
      throws IOException, ServletException {
    HttpServletRequest req = (HttpServletRequest) request;
    HttpServletResponse resp = (HttpServletResponse) response;
    //获取当前请求路径。只有登录的请求路径不进行校验之外，其他的URL请求路径必须进行JWT令牌校验
    //http://localhost:8080/ssh2/bookAction_queryBookPager.action
    //req.getServletPath()==/bookAction_queryBookPager.action
    String path = req.getServletPath();
    if (OFF || isExcludeUrl(path)) {// 登陆直接放行
        chain.doFilter(request, response);
        return;
    }
    // 从客户端请求头中获得令牌并验证
    //token=头.载荷.签名
    String jwt = req.getHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY);
    Claims claims = this.validateJwtToken(jwt);
    //在这里请各位大哥大姐从JWT令牌中提取payload中的声明部分
    //从声明部分中获取私有声明
    //获取私有声明中的User对象 -> Modules
    Boolean flag=false;
    if (null == claims) {
      // resp.setCharacterEncoding("UTF-8");
      resp.sendError(403, "JWT令牌已过期或已失效");
      return;
    } else {
      //1.获取已经解析后的payload（私有声明）
      //2.从私有声明中当前用户所对应的权限集合List<String>或者List<Module>
      //3.循环权限(Module[id,url])
      // OK,放行请求 chain.doFilter(request, response);
      // NO,发送错误信息的JSON
      // ObjectMapper mapper=new ObjectMapper()
      // mapper.writeValue(response.getOutputStream(),json)
      String newJwt = JwtUtils.copyJwt(jwt, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
      resp.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, newJwt);
      chain.doFilter(request, response);
    }
  }
  /**
   * 验证jwt令牌，验证通过返回声明(包括公有和私有)，返回null则表示验证失败
   */
  private Claims validateJwtToken(String jwt) {
    Claims claims = null;
    try {
      if (null != jwt) {
        //该解析方法会验证：1）是否过期 2）签名是否成功
        claims = JwtUtils.parseJwt(jwt);
      }
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return claims;
  }
  /**
   * 是否为排除的URL
   * 
   * @param path
   * @return
   */
  private boolean isExcludeUrl(String path) {
    Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
    return matcher.matches();
  }
  // public static void main(String[] args) {
  // String path = "/sys/userAction_doLogin.action?username=zs&password=123";
  // Matcher matcher = PATTERN.matcher(path);
  // boolean b = matcher.matches();
  // System.out.println(b);
  // }
}

注意这里有一个属性private boolean OFF = false;我们在开发过程中可以通过这个属性来决定我们要不要使用JWT，如果我们开发过程都需要JWT的话测试是非常麻烦的。

再到Controller层进行编写保存JWT的方法

   public JsonResponseBody<?> userLogin(UserVo userVo, HttpServletResponse response){
        if(userVo.getUsername().equals("lwh")&&userVo.getPassword().equals("123")){
            //私有要求claim
            Map<String,Object> json=new HashMap<String,Object>();
            json.put("username", userVo.getUsername());
//            生成JWT，并设置到response响应头中
            String jwt=JwtUtils.createJwt(json, JwtUtils.JWT_WEB_TTL);
            response.setHeader(JwtUtils.JWT_HEADER_KEY, jwt);
            return new JsonResponseBody<>("用户登陆成功！",true,0,null);
        }else{
            return new JsonResponseBody<>("用户名或密码错误！",false,0,null);
        }
    }