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前言
在我们的安全框架中，不管是什么框架（包括通过过滤器自定义）都需要处理涉及安全相关的异常，例如：登录失败要跳转到登录页，访问权限不足要返回页面亦或是json。接下来，我们就看看Spring Security是怎么处理异常的！
什么是异常处理
在Spring Security中，特指对于安全异常的处理。
我们知道Spring Security主要是基于过滤器来实现的，因此每个安全过滤器都可能发生安全异常，所以处理逻辑会被散落在各个过滤器中。
Spring自然是不能忍受这种设计，于是就有了专门的安全异常处理。
注：下文我们都用异常处理来代指安全异常处理。
异常处理设计
Spring Security将安全异常分为两类。
AuthenticationException —— 认证异常
认证异常 触发原因 描述 BadCredentialsException 无法识别凭证 可能是没有凭证/无法解密/格式不对等 UsernameNotFoundException 没有找到用户 用户名没有对应的账号 SessionAuthenticationException 认证过程中与session相关的校验。例如，控制多点登录时，当某用户多点登录超过规定数量就会发生 session认证异常 AuthenticationServiceException 认证服务遇到无法处理的情况是触发 认证服务异常 ProviderNotFoundException ProviderManager没有配置任何的Provider 没有Provider PreAuthenticatedCredentialsNotFoundException 与第三方认证系统集成时，发现客户端没有传凭证 前认证凭证没有找到 AuthenticationCredentialsNotFoundException 这个主要是鉴权的时候发现没有认证，就会抛出 没有找到认证凭证。 RememberMeAuthenticationException - 主要与记住我功能，恢复登录态有关 NonceExpiredException - 这个主要与Digest认证方式有关 AccountStatusException 校验账号状态时触发 账号状态异常 AccessDeniedException —— 访问拒绝异常
访问拒绝异常 触发原因 描述 AuthorizationServiceException 遇到无法处理的鉴权时触发 例如配置错误，数据类型错误 CrsfException 防御Crsf时触发 这里有两个，分别对应WebFlux和WebMvc 其实对于鉴权来说，只要发现权限不满足，都是直接抛出AccessDeniedException的。
认证异常和访问拒绝异常的区别
与访问拒绝异常相比，认证异常要复杂不少。这是由认证过程和认证方式的多样性导致的。
- 认证过程：
一个完整的用户密码认证过程各组件的调用关系和简化
组件都有不少，更何况要捋清楚调用关系。上面也只能是给大家看看认证过程中需要干啥，有哪些组件负责。 - 认证方式：
这个就不多啰嗦，前面说认证过滤器的时候有说过。
异常处理器
| 异常 | 类定义 | 异常处理器 |
|---|---|---|
| 认证异常 | AuthenticationException | AuthenticationFailureHandler |
| 访问异常 | AccessDeniedException | AccessDeniedHandler |
为什么要搞两个异常，还要搞两个组件来处理呢？
- 从安全业务上说，本来就是两种业务，访问跟认证是两个事情。
- 从单一职责原则来说，肯定要进行拆分，因为这两个组件处理的是不同的异常。
- 一般而言，登录异常我们是需要重定向到登录页面的，而接口访问异常则不然，一般通过返回错误拒绝请求。
实际上，这两个组件定义的可以说一模一样：
public interface AuthenticationFailureHandler { void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException authException) throws IOException, ServletException; } public interface AccessDeniedHandler { void handle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AccessDeniedException accessDeniedException) throws IOException, ServletException; } 除了方法名，和入参的异常不同，其他的都是一样的。甚至，如果我们进一步看看异常的定义的话，连异常定义也是类似的，都是继承于RuntimeException，没有任何其他多余的字段和逻辑。
AuthenticationFailureHandler的实现
| AuthenticationFailureHandler | 描述 |
|---|---|
| AuthenticationEntryPointFailureHandler | 通过AuthenticationEntryPoint组件处理 |
| SimpleUrlAuthenticationFailureHandler | 重定向到指定URL，如果没有指定，则退化返回401 |
| ForwardAuthenticationFailureHandler | 重定向到指定的URL，必须指定URL |
| ExceptionMappingAuthenticationFailureHandler | 通过匹配异常寻找对应的处理器，一般由用户自行配置。 |
| DelegatingAuthenticationFailureHandler | 委托其他的处理器处理 |
这里有一个特殊的，他使用另一个组件AuthenticationEntryPoint进行处理。
AuthenticationEntryPoint
Http403ForbiddenEntryPoint
他是处理登录异常的通用的可选方案，通常是AbstractPreAuthenticatedProcessingFilter（基于外部认证服务器进行认证）。核心逻辑：总是返回403。
这个实现是用来兜底的，如果找不到其他的，那就会用他。HttpStatusEntryPoint
他是一种可选方案，直接返回一个用户指定的http状态，response.setStatus(this.httpStatus.value())。LoginUrlAuthenticationEntryPoint
如果我们使用的是UsernamePasswordAuthenticationFilter，那么默认使用的就是这个。其核心逻辑也比较简单明了，就是重定向到登录页面。如果我们往上一层对比到SimpleUrlAuthenticationFailureHandler 、ForwardAuthenticationFailureHandler ，他的区别在于如果我们指定了loginPage，那么就会使用他。他会自动识别是绝对地址还是相对地址进行拼接。DigestAuthenticationEntryPoint
显然，他是为DigestAuthenticationFilter服务的。他会设置一些与Digest相关的请求头，然后调用response.sendError方法处理。BasicAuthenticationEntryPoint
为BasicAuthenticationFilter服务。核心逻辑与Digest类似，也是设置相关请求头，通过response.sendError方法处理。DelegatingAuthenticationEntryPoint
委托。没有自己的逻辑，而是交给别的AuthenticationEntryPoint。
AccessDeniedHandler的实现
- AccessDeniedHandlerImpl
基础实现，也是默认实现。设置HTTP错误码-403，并转发到错误页面。 - InvalidSessionAccessDeniedHandler
显然是为了处理session失效异常的。不过有趣的是，官方在CsrfConfigurer中引入这个。并且是为了处理MissingCsrfTokenException的。并且为了单一职责，还构建了下面的委托处理器。 - DelegatingAccessDeniedHandler
委托处理器。他管理着哪些异常对应哪个处理器，并将当前异常的处理交付给对应的处理器处理。故而得名“委托”处理器，算是个代理人吧。当然，他要求必须有个兜底的默认处理器。 - RequestMatcherDelegatingAccessDeniedHandler
他也是委托处理器，不同点在于，他是RequestMatcherDelegating，也即基于RequestMatcher进行Request匹配处理器。 - ObservationMarkingAccessDeniedHandler
他是用来统计数据的，观察标记。 - CompositeAccessDeniedHandler
组合模式的实现，用来管理多个处理器。目前看的话，主要是为了统计服务，因为他会调用每一个处理器，这可能会出现问题。只有统计这个处理器，需要其他的处理器来实现真正的处理，需要配合。
到这里问一句，这里我们看到了几种设计模式？策略模式、委托模式、组合模式。可以看到Spring对于代码的追求，这也是我们阅读源码的目的之一，学习好的设计。而这背后都是设计原则。
异常处理原理
前面我们大概了解了异常处理的来龙去脉，知道了其核心组件。现在我们来深入了解其原理。
认证异常处理原理
要理解这个，就必须回顾一下认证流程（这里以默认的用户密码登录为例）：
AbstractAuthenticationProcessingFilter#doFilter > UsernamePasswordAuthenticationFilter#attemptAuthentication |-> ProviderManager#authenticate |-|-> AbstractUserDetailsAuthenticationProvider#authenticate |-|-|->DaoAuthenticationProvider#retrieveUser |-|-|-|->JdbcDaoImpl#loadUserByUsername |-|-|->DaoAuthenticationProvider#additionalAuthenticationChecks |-|-|->DaoAuthenticationProvider#createSuccessAuthentication |-|-|->AbstractUserDetailsAuthenticationProvider#createSuccessAuthentication // 同层级的表示顺序调用，不同层级的：上层方法调用下层方法，是递进关系。层级减少表示方法返回 负责处理认证请求的AbstractAuthenticationProcessingFilter#doFilter方法中会捕获异常，并交给unsuccessfulAuthentication方法处理。
public abstract class AbstractAuthenticationProcessingFilter extends GenericFilterBean implements ApplicationEventPublisherAware, MessageSourceAware { protected void unsuccessfulAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, AuthenticationException failed) throws IOException, ServletException { // 1. 清空安全上下文 this.securityContextHolderStrategy.clearContext(); // 2. 记住我功能，清空cookie，认证失败的处理 this.rememberMeServices.loginFail(request, response); // 3. 通过认证失败处理处理 this.failureHandler.onAuthenticationFailure(request, response, failed); } } 默认情况下，会使用SimpleUrlAuthenticationFailureHandler重定向到登录页面。
什么？怎么知道是这个处理器？行吧，我们来看看FormLoginConfigurer的源码吧。
public final class FormLoginConfigurer<H extends HttpSecurityBuilder<H>> extends AbstractAuthenticationFilterConfigurer<H, FormLoginConfigurer<H>, UsernamePasswordAuthenticationFilter> { public FormLoginConfigurer() { // 调用父类构造器 super(new UsernamePasswordAuthenticationFilter(), null); usernameParameter("username"); passwordParameter("password"); } /** * 在配置过目标过滤器之前，会先调用这个方法进行Configurer的初始化 */ @Override public void init(H http) throws Exception { // 初始化父类 super.init(http); // 初始化默认的登录页面 initDefaultLoginFilter(http); } } public abstract class AbstractAuthenticationFilterConfigurer<B extends HttpSecurityBuilder<B>, T extends AbstractAuthenticationFilterConfigurer<B, T, F>, F extends AbstractAuthenticationProcessingFilter> extends AbstractHttpConfigurer<T, B> { protected AbstractAuthenticationFilterConfigurer(F authenticationFilter, String defaultLoginProcessingUrl) { // 调用另一个构造器 this(); this.authFilter = authenticationFilter; if (defaultLoginProcessingUrl != null) { // 由于FormLoginConfigurer的构造器中传的是null，因此不会走到这 // 当然，由于这个方法是public，因此也可以在配置时被我们调用 // 他无非就是指定什么地址是认证请求罢了 loginProcessingUrl(defaultLoginProcessingUrl); } } protected AbstractAuthenticationFilterConfigurer() { // 构造器中设置登录页面uri setLoginPage("/login"); } private void setLoginPage(String loginPage) { this.loginPage = loginPage; // 指定AuthenticationEntryPoint，后面异常处理过滤器用的是这个来处理没有登录的异常。 this.authenticationEntryPoint = new LoginUrlAuthenticationEntryPoint(loginPage); } @Override public void init(B http) throws Exception { // 更新/初始化认证相关的默认组件 updateAuthenticationDefaults(); // 更新访问权限-认证页面、认证请求、认证失败 updateAccessDefaults(http); // 注册默认的AuthenticationEntryPoint registerDefaultAuthenticationEntryPoint(http); } protected final void updateAuthenticationDefaults() { if (this.loginProcessingUrl == null) { loginProcessingUrl(this.loginPage); } if (this.failureHandler == null) { // 指定默认的异常跳转页面 failureUrl(this.loginPage + "?error"); } LogoutConfigurer<B> logoutConfigurer = getBuilder().getConfigurer(LogoutConfigurer.class); if (logoutConfigurer != null && !logoutConfigurer.isCustomLogoutSuccess()) { logoutConfigurer.logoutSuccessUrl(this.loginPage + "?logout"); } } public final T failureUrl(String authenticationFailureUrl) { // 就是这个啦 T result = failureHandler(new SimpleUrlAuthenticationFailureHandler(authenticationFailureUrl)); this.failureUrl = authenticationFailureUrl; return result; } protected final void registerAuthenticationEntryPoint(B http, AuthenticationEntryPoint authenticationEntryPoint) { // 所谓注册就是注册到异常处理过滤器上 // 思考个问题：下面这种处理方式不就耦合ExceptionHandlingConfigurer了吗？ // 为什么不是像其他的sharedObject那样，直接放到HttpSecurityd#sharedObjects中，在ExceptionHandlingConfigurer再自行获取设置。 // 答：如果这样的话，会导致BUG。init方法是在执行了用户配置方法之后在HttpSecurity构建过滤器链的时候调用的。有可能将用户配置的覆盖了。 ExceptionHandlingConfigurer<B> exceptionHandling = http.getConfigurer(ExceptionHandlingConfigurer.class); if (exceptionHandling == null) { return; } exceptionHandling.defaultAuthenticationEntryPointFor(postProcess(authenticationEntryPoint), getAuthenticationEntryPointMatcher(http)); } } 从FormLoginConfigurer出发，我们知道UsernamePasswordAuthenticationFilter使用的是SimpleUrlAuthenticationFailureHandler，同时ExceptionTranslationFilter使用的是LoginUrlAuthenticationEntryPoint。但这个设计我没有很理解，个人觉得应该在顶层都使用AuthenticationFailureHandler才合理。不知道是不是为了区分场景。
- 场景一：登录处理时发生的异常，直接被捕获处理了。
- 场景二：是鉴权时发现没有任何凭证，由异常处理过滤器处理。
但SimpleUrlAuthenticationFailureHandler、LoginUrlAuthenticationEntryPoint，内部处理没有太大区别，都是为了跳转到登录页面。
访问拒绝异常处理原理
鉴权相关的，之前我们聊过，忘记的同学可以通过下面的链接再回忆复习一下。可能文章的题目可能说的权限配置，但同时也从原理上给大家分析了如何鉴权的。也正是因为有两种方式，所以没有单独写鉴权过滤器。因为基于HttpRequest的配置方式的鉴权原理是通过AuthorizationFilter，也就是过滤器实现的。而另一种权限配置方式-基于方法配置权限-则是通过AOP实现的。
ExceptionTranslationFilter
他主要负责处理的是鉴权过程中发生的异常。这里就包括用户权限不足的AccessDeniedException，以及鉴权时发现用户还没有登录而抛出的认证异常。
public class AuthorizationFilter extends GenericFilterBean { private Authentication getAuthentication() { Authentication authentication = this.securityContextHolderStrategy.getContext().getAuthentication(); if (authentication == null) { throw new AuthenticationCredentialsNotFoundException( "An Authentication object was not found in the SecurityContext"); } return authentication; } } public class ExceptionTranslationFilter extends GenericFilterBean implements MessageSourceAware { private void doFilter(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException { try { chain.doFilter(request, response); } catch (IOException ex) { throw ex; } catch (Exception ex) { // 尝试从异常堆栈中找到安全异常 Throwable[] causeChain = this.throwableAnalyzer.determineCauseChain(ex); RuntimeException securityException = (AuthenticationException) this.throwableAnalyzer .getFirstThrowableOfType(AuthenticationException.class, causeChain); if (securityException == null) { securityException = (AccessDeniedException) this.throwableAnalyzer .getFirstThrowableOfType(AccessDeniedException.class, causeChain); } if (securityException == null) { // 不是安全异常，直接重新抛出 rethrow(ex); } if (response.isCommitted()) { // 如果response已经提交，则抛出servlet异常 throw new ServletException("Unable to handle the Spring Security Exception " + "because the response is already committed.", ex); } // 处理安全异常 handleSpringSecurityException(request, response, chain, securityException); } } private void handleSpringSecurityException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain, RuntimeException exception) throws IOException, ServletException { if (exception instanceof AuthenticationException) { // 处理认证异常 handleAuthenticationException(request, response, chain, (AuthenticationException) exception); } else if (exception instanceof AccessDeniedException) { // 处理访问异常 handleAccessDeniedException(request, response, chain, (AccessDeniedException) exception); } } private void handleAuthenticationException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain, AuthenticationException exception) throws ServletException, IOException { // 这里是转换方法名，是一种代码追求、也是一种代码的自解释：对于上层方法的作用是处理认证异常，而处理认证异常的手段是发送开始认证（其实就是跳转到登录页面开始登录流程），因为走到这的都是鉴权时不存在凭证导致的认证异常。 sendStartAuthentication(request, response, chain, exception); } private void handleAccessDeniedException(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain, AccessDeniedException exception) throws ServletException, IOException { Authentication authentication = this.securityContextHolderStrategy.getContext().getAuthentication(); boolean isAnonymous = this.authenticationTrustResolver.isAnonymous(authentication); if (isAnonymous || this.authenticationTrustResolver.isRememberMe(authentication)) { // 对于匿名用户或者不是记住我用户，直接跳转登录页开始登录流程 sendStartAuthentication(request, response, chain, new InsufficientAuthenticationException( this.messages.getMessage("ExceptionTranslationFilter.insufficientAuthentication", "Full authentication is required to access this resource"))); } else { // 正常用户则通过AccessDeniedHandler处理 this.accessDeniedHandler.handle(request, response, exception); } } protected void sendStartAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain, AuthenticationException reason) throws ServletException, IOException { // SEC-112: Clear the SecurityContextHolder's Authentication, as the // existing Authentication is no longer considered valid SecurityContext context = this.securityContextHolderStrategy.createEmptyContext(); // 清空安全上下文 this.securityContextHolderStrategy.setContext(context); // 记录当前权限不足的请求，登录成功后可能需要自动跳转 this.requestCache.saveRequest(request, response); // 通过AuthenticationEntryPoint处理，这里是跳转到登录页面 this.authenticationEntryPoint.commence(request, response, reason); } } 总结
- 异常处理体系包括
异常定义分两类 —— 认证异常、访问拒绝异常（鉴权异常）
异常处理器 —— AuthenticationFailureHandler、AccessDeniedHandler分别对应异常分类
异常的处理 —— 认证过滤器和异常处理器 - 认证异常的处理一般是跳转到登录页面。
访问异常的处理默认则是AccessDeniedHandlerImpl处理，发送403错误码或者跳转到错误页。
后记
前阵子搬家，一直在适应新屋子的生活节奏，拖了不少时间，对不住了各位。后面应该会回复正常。
至此，咱们聊了认证、鉴权、session、异常处理，接下来咱们聊聊认证过程中一些小的功能点，例如：登录后跳转到之前异常的请求、RemenberMe、多处登录控制。
