什么是单点登录(SSO)

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什么是单点登录(SSO)

java3y 2019-05-16 19:17:58 浏览1198

前言

只有光头才能变强。

文本已收录至我的GitHub仓库,欢迎Star:https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

在我实习之前我就已经在看单点登录的是什么了,但是实习的时候一直在忙其他的事,所以有几个网站就一直躺在我的收藏夹里边:

收藏的一些网站

在前阵子有个读者来我这投稿,是使用JWT实现单点登录的(但是文章中并没有介绍什么是单点登录),所以我觉得是时候来整理一下了。

一、什么是单点登录?

单点登录的英文名叫做:Single Sign On(简称SSO)。

初学/以前的时候,一般我们就单系统,所有的功能都在同一个系统上。

所有的功能都在同一个系统上

后来,我们为了合理利用资源和降低耦合性,于是把单系统拆分成多个子系统。

拆分成多个子系统

比如阿里系的淘宝和天猫,很明显地我们可以知道这是两个系统,但是你在使用的时候,登录了天猫,淘宝也会自动登录。

登录了天猫,淘宝也登录了

简单来说,单点登录就是在多个系统中,用户只需一次登录,各个系统即可感知该用户已经登录。

二、回顾单系统登录

在我初学JavaWeb的时候,登录和注册是我做得最多的一个功能了(初学Servlet的时候做过、学SpringMVC的时候做过、跟着做项目的时候做过…),反正我也数不清我做了多少次登录和注册的功能了...这里简单讲述一下我们初学时是怎么做登录功能的。

众所周知,HTTP是无状态的协议,这意味着服务器无法确认用户的信息。于是乎,W3C就提出了:给每一个用户都发一个通行证,无论谁访问的时候都需要携带通行证,这样服务器就可以从通行证上确认用户的信息。通行证就是Cookie

如果说Cookie是检查用户身上的”通行证“来确认用户的身份,那么Session就是通过检查服务器上的”客户明细表“来确认用户的身份的。Session相当于在服务器中建立了一份“客户明细表”

HTTP协议是无状态的,Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一个用户。于是乎:服务器向用户浏览器发送了一个名为JESSIONID的Cookie,它的值是Session的id值。其实Session是依据Cookie来识别是否是同一个用户

所以,一般我们单系统实现登录会这样做:

  • 登录:将用户信息保存在Session对象中

    • 如果在Session对象中能查到,说明已经登录
    • 如果在Session对象中查不到,说明没登录(或者已经退出了登录)
  • 注销(退出登录):从Session中删除用户的信息
  • 记住我(关闭掉浏览器后,重新打开浏览器还能保持登录状态):配合Cookie来用

我之前Demo的代码,可以参考一下:

 /**
 * 用户登陆
 */
@PostMapping(value = "/user/session", produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
public Result login(String mobileNo, String password, String inputCaptcha, HttpSession session, HttpServletResponse response) {

    //判断验证码是否正确
    if (WebUtils.validateCaptcha(inputCaptcha, "captcha", session)) {

        //判断有没有该用户
        User user = userService.userLogin(mobileNo, password);
        if (user != null) {
            /*设置自动登陆,一个星期.  将token保存在数据库中*/
            String loginToken = WebUtils.md5(new Date().toString() + session.getId());
            user.setLoginToken(loginToken);
            User user1 = userService.userUpload(user);

            session.setAttribute("user", user1);

            CookieUtil.addCookie(response,"loginToken",loginToken,604800);

            return ResultUtil.success(user1);

        } else {
            return ResultUtil.error(ResultEnum.LOGIN_ERROR);
        }
    } else {
        return ResultUtil.error(ResultEnum.CAPTCHA_ERROR);
    }

}

/**
 * 用户退出
 */
@DeleteMapping(value = "/session", produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
public Result logout(HttpSession session,HttpServletRequest request,HttpServletResponse response ) {

    //删除session和cookie
    session.removeAttribute("user");

    CookieUtil.clearCookie(request, response, "loginToken");

    return ResultUtil.success();
}
/**
* @author ozc
* @version 1.0
* <p>
* 拦截器;实现自动登陆功能
*/
public class UserInterceptor implements HandlerInterceptor {


@Autowired
private UserService userService;

public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object o) throws Exception {
    User sessionUser = (User) request.getSession().getAttribute("user");

    // 已经登陆了,放行
    if (sessionUser != null) {
        return true;
    } else {
        //得到带过来cookie是否存在
        String loginToken = CookieUtil.findCookieByName(request, "loginToken");
        if (StringUtils.isNotBlank(loginToken)) {
            //到数据库查询有没有该Cookie
            User user = userService.findUserByLoginToken(loginToken);
            if (user != null) {
                request.getSession().setAttribute("user", user);
                return true;
            } else {
                //没有该Cookie与之对应的用户(Cookie不匹配)
                CookieUtil.clearCookie(request, response, "loginToken");
                return false;
            }
        } else {

            //没有cookie、也没有登陆。是index请求获取用户信息,可以放行
            if (request.getRequestURI().contains("session")) {
                return true;
            }

            //没有cookie凭证
            response.sendRedirect("/login.html");
            return false;
        }
    }
}
}

总结一下上面代码的思路:

  • 用户登录时,验证用户的账户和密码
  • 生成一个Token保存在数据库中,将Token写到Cookie中
  • 将用户数据保存在Session中
  • 请求时都会带上Cookie,检查有没有登录,如果已经登录则放行

如果没看懂的同学,建议回顾Session和Cookie和HTTP:

三、多系统登录的问题与解决

3.1 Session不共享问题

单系统登录功能主要是用Session保存用户信息来实现的,但我们清楚的是:多系统即可能有多个Tomcat,而Session是依赖当前系统的Tomcat,所以系统A的Session和系统B的Session是不共享的。

系统A的Session和系统B的Session是不共享的

解决系统之间Session不共享问题有一下几种方案:

  • Tomcat集群Session全局复制(集群内每个tomcat的session完全同步)【会影响集群的性能呢,不建议】
  • 根据请求的IP进行Hash映射到对应的机器上(这就相当于请求的IP一直会访问同一个服务器)【如果服务器宕机了,会丢失了一大部分Session的数据,不建议】
  • 把Session数据放在Redis中(使用Redis模拟Session)【建议

    • 如果还不了解Redis的同学,建议移步(Redis合集

我们可以将登录功能单独抽取出来,做成一个子系统。

抽取出来成为子系统

SSO(登录系统)的逻辑如下:

// 登录功能(SSO单独的服务)
@Override
public TaotaoResult login(String username, String password) throws Exception {
    
    //根据用户名查询用户信息
    TbUserExample example = new TbUserExample();
    Criteria criteria = example.createCriteria();
    criteria.andUsernameEqualTo(username);
    List<TbUser> list = userMapper.selectByExample(example);
    if (null == list || list.isEmpty()) {
        return TaotaoResult.build(400, "用户不存在");
    }
    //核对密码
    TbUser user = list.get(0);
    if (!DigestUtils.md5DigestAsHex(password.getBytes()).equals(user.getPassword())) {
        return TaotaoResult.build(400, "密码错误");
    }
    //登录成功,把用户信息写入redis
    //生成一个用户token
    String token = UUID.randomUUID().toString();
    jedisCluster.set(USER_TOKEN_KEY + ":" + token, JsonUtils.objectToJson(user));
    //设置session过期时间
    jedisCluster.expire(USER_TOKEN_KEY + ":" + token, SESSION_EXPIRE_TIME);
    return TaotaoResult.ok(token);
}

其他子系统登录时,请求SSO(登录系统)进行登录,将返回的token写到Cookie中,下次访问时则把Cookie带上:

public TaotaoResult login(String username, String password, 
        HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
    //请求参数
    Map<String, String> param = new HashMap<>();
    param.put("username", username);
    param.put("password", password);
    //登录处理
    String stringResult = HttpClientUtil.doPost(REGISTER_USER_URL + USER_LOGIN_URL, param);
    TaotaoResult result = TaotaoResult.format(stringResult);
    //登录出错
    if (result.getStatus() != 200) {
        return result;
    }
    //登录成功后把取token信息,并写入cookie
    String token = (String) result.getData();
    //写入cookie
    CookieUtils.setCookie(request, response, "TT_TOKEN", token);
    //返回成功
    return result;
    
}

总结:

  • SSO系统生成一个token,并将用户信息存到Redis中,并设置过期时间
  • 其他系统请求SSO系统进行登录,得到SSO返回的token,写到Cookie中
  • 每次请求时,Cookie都会带上,拦截器得到token,判断是否已经登录

到这里,其实我们会发现其实就两个变化:

  • 将登陆功能抽取为一个系统(SSO),其他系统请求SSO进行登录
  • 本来将用户信息存到Session,现在将用户信息存到Redis

3.2 Cookie跨域的问题

上面我们解决了Session不能共享的问题,但其实还有另一个问题。Cookie是不能跨域的

比如说,我们请求<https://www.google.com/>时,浏览器会自动把google.com的Cookie带过去给google的服务器,而不会把<https://www.baidu.com/>的Cookie带过去给google的服务器。

这就意味着,由于域名不同,用户向系统A登录后,系统A返回给浏览器的Cookie,用户再请求系统B的时候不会将系统A的Cookie带过去。

针对Cookie存在跨域问题,有几种解决方案:

  1. 服务端将Cookie写到客户端后,客户端对Cookie进行解析,将Token解析出来,此后请求都把这个Token带上就行了
  2. 多个域名共享Cookie,在写到客户端的时候设置Cookie的domain。
  3. 将Token保存在SessionStroage中(不依赖Cookie就没有跨域的问题了)

到这里,我们已经可以实现单点登录了。

3.3 CAS原理

说到单点登录,就肯定会见到这个名词:CAS (Central Authentication Service),下面说说CAS是怎么搞的。

如果已经将登录单独抽取成系统出来,我们还能这样玩。现在我们有两个系统,分别是www.java3y.comwww.java4y.com,一个SSOwww.sso.com

现在我们有三个系统

首先,用户想要访问系统Awww.java3y.com受限的资源(比如说购物车功能,购物车功能需要登录后才能访问),系统Awww.java3y.com发现用户并没有登录,于是重定向到sso认证中心,并将自己的地址作为参数。请求的地址如下:

  • www.sso.com?service=www.java3y.com

sso认证中心发现用户未登录,将用户引导至登录页面,用户进行输入用户名和密码进行登录,用户与认证中心建立全局会话(生成一份Token,写到Cookie中,保存在浏览器上)

4步过程

随后,认证中心重定向回系统A,并把Token携带过去给系统A,重定向的地址如下:

  • www.java3y.com?token=xxxxxxx

接着,系统A去sso认证中心验证这个Token是否正确,如果正确,则系统A和用户建立局部会话(创建Session)。到此,系统A和用户已经是登录状态了。

第五步和第六步

此时,用户想要访问系统Bwww.java4y.com受限的资源(比如说订单功能,订单功能需要登录后才能访问),系统Bwww.java4y.com发现用户并没有登录,于是重定向到sso认证中心,并将自己的地址作为参数。请求的地址如下:

  • www.sso.com?service=www.java4y.com

注意,因为之前用户与认证中心www.sso.com已经建立了全局会话(当时已经把Cookie保存到浏览器上了),所以这次系统B重定向到认证中心www.sso.com是可以带上Cookie的。

认证中心根据带过来的Cookie发现已经与用户建立了全局会话了,认证中心重定向回系统B,并把Token携带过去给系统B,重定向的地址如下:

  • www.java4y.com?token=xxxxxxx

接着,系统B去sso认证中心验证这个Token是否正确,如果正确,则系统B和用户建立局部会话(创建Session)。到此,系统B和用户已经是登录状态了。

系统B的流程图

看到这里,其实SSO认证中心就类似一个中转站

参考资料:

最后

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觉得我的文章写得不错,点