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第2章 Spring Security 的环境设置与基础配置（2024 最新版）（上）

2024-04-19 87
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简介： 第2章 Spring Security 的环境设置与基础配置（2024 最新版）

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2.1 安装和配置 Spring Boot

2.1.1 基础知识详解

在深入 Spring Boot 的世界之前，让我们先了解一些基础知识，这就像是在开始一场激动人心的旅行前查看地图一样。

Spring Boot 的核心概念

  1. 自动配置: Spring Boot 的自动配置机制旨在根据添加的依赖自动配置你的应用程序。这就像有一个智能助手，根据你的需求自动为你准备一切。
  2. 起步依赖（Starters）: 这些特殊的依赖项是预设的模板，它们为你提供了一切必需的依赖组合，帮助你快速启动一个特定类型的项目。比如，spring-boot-starter-web 就包含了构建 web 应用所需的所有基础设施。
  3. 内嵌服务器: Spring Boot 应用通常会内嵌一个 Tomcat、Jetty 或 Undertow 服务器，这意味着你不需要单独安装一个服务器就可以运行你的应用。
  4. 无代码生成和 XML 配置: 与传统的 Spring 框架相比，Spring Boot 允许你使用极少甚至无需任何 XML 配置来启动一个应用，让你的代码库更加整洁。
  5. 应用监控: Spring Boot Actuator 提供了一套现成的应用监控和管理功能，可以帮助你监视应用的运行状态和各种指标。

安装步骤

  1. 访问 Spring Initializr: 打开 Spring Initializr，这是一个在线工具，可以帮助你快速生成 Spring Boot 项目结构。
  2. 选择项目设置:
  • 项目类型: Maven 或 Gradle。Maven 是传统选择，而 Gradle 提供了更现代的构建工具体验。
  • Spring Boot 版本: 通常选择最新稳定版本。
  • 项目元数据: 如 Group、Artifact 等，这些将成为你的项目唯一标识。
  1. 添加起步依赖:
  • 选择你所需的起步依赖，例如 spring-boot-starter-web 用于创建 web 应用。
  1. 生成项目:
  • 生成并下载项目压缩文件。
  • 解压缩并使用你喜欢的 IDE（如 IntelliJ IDEA、Eclipse）打开。

配置和运行

  1. 配置应用属性:
  • 在 application.properties 或 application.yml 文件中设置应用的配置，如端口号、数据库配置等。
  1. 编写业务逻辑:
  • 创建模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）等组件。
  1. 运行应用:
  • 直接在 IDE 中运行应用，或者在命令行中使用 mvn spring-boot:run 或 gradle bootRun 命令启动应用。

通过掌握这些基础知识，你就能够顺利地开始你的 Spring Boot 旅程，并为集成 Spring Security 做好准备。这就像是为你的软件开发之旅装上了一个涡轮增压器！接下来的章节将带你深入到更具挑战性的 Spring Security 领域，准备好了吗？让我们开始吧！

2.1.2 主要案例：创建基本的 Spring Boot 应用

在这个案例中，我们将一步步创建一个基本的 Spring Boot 应用程序。这就像是在建造你自己的数字王国的第一块砖。

案例 Demo

假设我们正在开发一个简单的博客应用，它将有一个页面来显示一条欢迎信息。

步骤 1：项目初始化

  1. 访问 Spring Initializr。
  2. 选择你的项目设置，例如 Maven 作为构建工具和 Java 作为编程语言。
  3. 选择 Spring Boot 的最新稳定版本。
  4. 在依赖中添加 spring-boot-starter-web。
  5. 点击“生成”，下载项目压缩包。

步骤 2：项目结构

  1. 解压缩下载的文件。
  2. 使用你喜欢的 IDE（例如 IntelliJ IDEA 或 Eclipse）打开项目。
  3. 查看项目结构，主要关注以下目录：
  • src/main/java: 存放 Java 源代码。
  • src/main/resources: 存放资源文件，如配置文件。

步骤 3：编写 Hello World 控制器

  1. 在 src/main/java 下，找到主应用程序类（通常命名为 Application 或与你的项目名称相同）。
  2. 创建一个新的包，例如 com.example.blog。
  3. 在该包中创建一个新的 Java 类 HelloController。
package com.example.blog;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/")
    public String hello() {
        return "Welcome to the Blog!";
    }
}

步骤 4：运行应用程序

  1. 回到主应用程序类，并运行应用。
  2. 打开浏览器，访问 http://localhost:8080。
  3. 你应该看到页面上显示“Welcome to the Blog!”。

再添加一个简单的服务

假设我们想要在应用中添加一个服务来处理一些业务逻辑。

案例 Demo:

  1. 创建服务类:
  • 在 com.example.blog 包下创建一个新的类 BlogService。
package com.example.blog;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class BlogService {
    public String getWelcomeMessage() {
        return "Welcome to the Blog!";
    }
}
  1. 修改控制器以使用服务:
  • 注入 BlogService 到 HelloController 并使用它。
@RestController
public class HelloController {
    private final BlogService blogService;
    public HelloController(BlogService blogService) {
        this.blogService = blogService;
    }
    @GetMapping("/")
    public String hello() {
        return blogService.getWelcomeMessage();
    }
}
  1. 运行并测试:
  • 再次运行应用程序，并验证服务是否正确返回消息。

还可以整合数据库

让我们进一步扩展应用，通过整合数据库来存储和检索数据。

案例 Demo:

  1. 添加数据库依赖:
  • 在 pom.xml 中添加 spring-boot-starter-data-jpa 和内嵌数据库（如 H2）的依赖。
  1. 配置数据库:
  • 在 application.properties 中配置数据库。
  1. 创建实体和仓库:
  • 定义一个实体类 BlogPost 和一个仓库接口 BlogPostRepository。
  1. 修改服务以使用数据库:
  • 更新 BlogService 以使用 BlogPostRepository。
  1. 运行并测试:
  • 测试应用能否正确地存取数据。

通过这个案例，你将了解到如何从零开始创建一个 Spring Boot 应用，并逐步扩展其功能，从一个简单的 “Hello World” 到集成服务和数据库。这将为你打下坚实的基础，为进一步探索 Spring Security 的世界做好准备。

2.1.3 拓展案例 1：添加数据库支持

在这个案例中，我们将在 Spring Boot 应用中添加数据库支持，以增强其数据持久化能力。我们将构建一个简单的博客应用，其中包括保存和检索博客文章的功能。

案例 Demo

假设我们的博客应用需要保存博客文章到数据库，并能够从数据库中检索这些文章。

步骤 1：添加数据库依赖

  1. 在 pom.xml 中添加 spring-boot-starter-data-jpa 依赖和一个数据库连接池依赖，例如 H2。
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.h2database</groupId>
    <artifactId>h2</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

步骤 2：配置数据库

  1. 在 application.properties 中配置 H2 数据库。
spring.datasource.url=jdbc:h2:mem:testdb
spring.datasource.driverClassName=org.h2.Driver
spring.datasource.username=sa
spring.datasource.password=password
spring.jpa.database-platform=org.hibernate.dialect.H2Dialect
spring.h2.console.enabled=true

步骤 3：创建实体和仓库

  1. 创建一个实体类 BlogPost。
package com.example.blog;
import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.Id;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
@Entity
public class BlogPost {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String title;
    private String content;
    // 省略 getter 和 setter
}
  1. 创建一个继承自 JpaRepository 的仓库接口 BlogPostRepository。
package com.example.blog;
import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
public interface BlogPostRepository extends JpaRepository<BlogPost, Long> {
}

步骤 4：创建服务类和控制器

  1. 创建一个服务类 BlogService 来处理业务逻辑。
package com.example.blog;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class BlogService {
    private final BlogPostRepository repository;
    @Autowired
    public BlogService(BlogPostRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }
    public BlogPost saveBlogPost(BlogPost post) {
        return repository.save(post);
    }
    public List<BlogPost> getAllBlogPosts() {
        return repository.findAll();
    }
}
  1. 在 HelloController 中添加新的端点。
package com.example.blog;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@RestController
public class BlogController {
    private final BlogService blogService;
    @Autowired
    public BlogController(BlogService blogService) {
        this.blogService = blogService;
    }
    @PostMapping("/posts")
    public BlogPost addBlogPost(@RequestBody BlogPost post) {
        return blogService.saveBlogPost(post);
    }
    @GetMapping("/posts")
    public List<BlogPost> getAllBlogPosts() {
        return blogService.getAllBlogPosts();
    }
}

步骤 5：运行和测试

  1. 运行应用程序。
  2. 使用 REST 客户端或浏览器访问 http://localhost:8080/posts 来查看所有博客文章，或通过 POST 请求向 /posts 添加新的博客文章。

通过这个案例，你将学会如何在 Spring Boot 应用中添加和配置数据库支持，创建实体和仓库，并通过服务类和控制器与数据库交互。这些步骤为构建具有数据持久化功能的应用提供了基础，使你的 Spring Boot 之旅更加丰富多彩。

2.1.4 拓展案例 2：整合外部服务

在这个案例中，我们将演示如何将外部服务整合到 Spring Boot 应用中。我们将以集成一个简单的邮件发送服务为例。

案例 Demo

假设我们的 Spring Boot 应用需要发送欢迎邮件给新注册的用户。

步骤 1：添加邮件服务依赖

  1. 在 pom.xml 中添加 spring-boot-starter-mail 依赖。
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-mail</artifactId>
</dependency>

步骤 2：配置邮件服务器

  1. 在 application.properties 中配置邮件服务器的属性。这里我们以 Gmail 为例：
spring.mail.host=smtp.gmail.com
spring.mail.port=587
spring.mail.username=your-email@gmail.com
spring.mail.password=your-password
spring.mail.properties.mail.smtp.auth=true
spring.mail.properties.mail.smtp.starttls.enable=true

步骤 3：创建邮件服务类

  1. 创建一个 EmailService 类来封装邮件发送逻辑。
package com.example.blog;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.mail.javamail.JavaMailSender;
import org.springframework.mail.SimpleMailMessage;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class EmailService {
    @Autowired
    private JavaMailSender mailSender;
    public void sendWelcomeEmail(String to, String username) {
        SimpleMailMessage message = new SimpleMailMessage();
        message.setFrom("noreply@example.com");
        message.setTo(to);
        message.setSubject("Welcome to the Blog!");
        message.setText("Hello " + username + ",\nWelcome to our blog!");
        mailSender.send(message);
    }
}

步骤 4：在应用中使用邮件服务

  1. 创建一个控制器来使用 EmailService 发送邮件。
package com.example.blog;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    private final EmailService emailService;
    @Autowired
    public UserController(EmailService emailService) {
        this.emailService = emailService;
    }
    @PostMapping("/register")
    public String registerUser(@RequestParam String email, @RequestParam String username) {
        // 注册用户的逻辑...
        emailService.sendWelcomeEmail(email, username);
        return "User registered successfully!";
    }
}

步骤 5：运行和测试

  1. 运行你的 Spring Boot 应用。
  2. 使用 POST 请求向 /users/register 发送一个包含邮件地址和用户名的请求。
  3. 检查指定的邮箱，确认是否收到了欢迎邮件。

通过这个案例，你将学会如何在 Spring Boot 应用中集成外部服务，如邮件服务。这不仅增强了你的应用功能，还提高了用户体验。整合外部服务是构建现代应用的关键步骤，它能让你的应用更加丰富和动态。

2.2 集成 Spring Security

2.2.1 基础知识详解

集成 Spring Security 到你的 Spring Boot 应用中是一项关键任务，它保障了应用的安全性和数据保护。在此过程中，你将了解到 Spring Security 的核心概念和实现方法。

Spring Security 的核心组件

  1. 过滤器链（Filter Chains）:
  • Spring Security 使用一系列过滤器来处理不同的安全考虑。这些过滤器负责执行认证、授权等安全操作。
  1. 认证（Authentication）:
  • 认证是确认用户身份的过程。Spring Security 提供多种认证方式，如内存认证、数据库认证、LDAP 认证等。
  1. 授权（Authorization）:
  • 授权是控制已认证用户访问应用程序资源的过程。Spring Security 支持基于角色的访问控制（RBAC）和基于表达式的访问控制。
  1. 用户详情服务（UserDetailsService）:
  • UserDetailsService 接口用于根据用户名加载用户的数据。它通常用于从数据库中加载用户信息。
  1. 密码编码器（PasswordEncoder）:
  • Spring Security 强调对密码进行加密存储。PasswordEncoder 接口用于定义密码的加密方式。

Spring Security 的配置

  1. 创建 SecurityConfig 类:
  • 通过扩展 WebSecurityConfigurerAdapter 类并覆写其方法，你可以自定义应用程序的安全配置。
  1. 定义认证规则:
  • 在 configure(AuthenticationManagerBuilder auth) 方法中定义认证规则。
  1. 定义授权规则:
  • 在 configure(HttpSecurity http) 方法中定义哪些路径应该受保护，哪些路径应该公开访问。
  1. 自定义登录和注销:
  • Spring Security 允许自定义登录和注销行为，你可以指定登录页面、默认成功登录跳转路径等。

通过理解这些基础概念和配置步骤，你将能够为你的应用添加一个强大而灵活的安全层。这不仅保护了你的应用免受未经授权的访问，还为用户提供了安全的交互环境。

2.2.2 主要案例：基本的安全配置

在这个案例中，我们将通过一个实际的示例来展示如何在 Spring Boot 应用中实现基本的安全配置。

案例 Demo

我们将构建一个简单的博客应用，它允许用户查看文章列表，但只有注册用户才能查看文章详情。

步骤 1：配置安全依赖

  1. 在你的 Spring Boot 项目的 pom.xml 中添加 Spring Security 依赖：
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>

步骤 2：创建安全配置类

  1. 创建一个新的 Java 类 SecurityConfig 并扩展 WebSecurityConfigurerAdapter。
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http
            .authorizeRequests()
            .antMatchers("/", "/posts").permitAll()
            .antMatchers("/post/*").authenticated()
            .and()
            .formLogin()
            .loginPage("/login")
            .permitAll()
            .and()
            .logout()
            .permitAll();
    }
}
  1. 在这里，我们配置了 URL 模式的安全性。任何人都可以访问主页 (/) 和文章列表 (/posts)，但只有认证用户可以访问文章详情（例如 /post/1）。

步骤 3：创建控制器

  1. 创建一个控制器 BlogController 来处理 HTTP 请求。
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
@Controller
public class BlogController {
    @GetMapping("/")
    public String home() {
        return "home";
    }
    @GetMapping("/posts")
    public String posts() {
        return "posts";
    }
    @GetMapping("/post/{id}")
    public String postDetails() {
        return "post-details";
    }
    @GetMapping("/login")
    public String login() {
        return "login";
    }
}
  1. 这里，我们定义了不同的路由和它们对应的视图。

步骤 4：创建视图

  1. 创建相应的 HTML 文件（如 home.html, posts.html, post-details.html, login.html）在 src/main/resources/templates 目录下。

步骤 5：运行应用程序

  1. 运行你的 Spring Boot 应用。
  2. 在浏览器中访问 http://localhost:8080，尝试点击不同的链接，并观察安全配置的效果。

通过这个案例，你将学会如何在 Spring Boot 应用中添加基本的 Spring Security 配置。这样做不仅提高了应用的安全性，还为今后添加更复杂的安全功能奠定了基础。

第2章 Spring Security 的环境设置与基础配置（2024 最新版）（下）+https://developer.aliyun.com/article/1487142

文章标签：
Java
Spring
安全
数据库
数据安全/隐私保护
关键词：
Spring配置
Spring环境
Spring Security
Spring设置
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