一、架构
（1）使用用户的登录信息创建令牌
UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username, password);
（2）执行登陆动作
SecurityUtils.setSecurityManager(securityManager); // 注入SecurityManager Subject subject = SecurityUtils.getSubject(); // 获取Subject单例对象 subject.login(token); // 登陆
Subject中文翻译：项目，而正确的理解也恰恰如此。它是你目前所设计的需要通过Shiro保护的项目的一个抽象概念。通过令牌（token）与项目（subject）的登陆（login）关系，Shiro保证了项目整体的安全。
（3）判断用户
Shiro本身无法知道所持有令牌的用户是否合法，因为除了项目的设计人员恐怕谁都无法得知。因此Realm是整个框架中为数不多的必须由设计者自行实现的模块，当然Shiro提供了多种实现的途径，本文只介绍最常见也最重要的一种实现方式——数据库查询。
（4）两条重要的英文
AuthorizationInfo，AuthenticationInfo。
AuthenticationInfo代表了用户的角色信息集合，AuthorizationInfo代表了角色的权限信息集合。当设计人员对项目中的某一个url路径设置了只允许某个角色或具有某种权限才可以访问的控制约束的时候，Shiro就可以通过以上两个对象来判断。
二、实现Realm
几个新鲜的概念：缓存机制、散列算法、加密算法。
（1）缓存机制
Ehcache是很多Java项目中使用的缓存框架，Hibernate就是其中之一。它的本质就是将原本只能存储在内存中的数据通过算法保存到硬盘上，再根据需求依次取出。你可以把Ehcache理解为一个Map<String,Object>对象，通过put保存对象，再通过get取回对象。
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache name="shirocache">
<diskStore path="java.io.tmpdir" />
<cache name="passwordRetryCache"
maxEntriesLocalHeap="2000"
eternal="false"
timeToIdleSeconds="1800"
timeToLiveSeconds="0"
overflowToDisk="false"
statistics="true">
</cache>
</ehcache>以上是ehcache.xml文件的基础配置，timeToLiveSeconds为缓存的最大生存时间，timeToIdleSeconds为缓存的最大空闲时间，当eternal为false时ttl和tti才可以生效。
（2）散列算法与加密算法
md5是本文会使用的散列算法，加密算法本文不会涉及。散列和加密本质上都是将一个Object变成一串无意义的字符串，不同点是经过散列的对象无法复原，是一个单向的过程。例如，对密码的加密通常就是使用散列算法，因此用户如果忘记密码只能通过修改而无法获取原始密码。但是对于信息的加密则是正规的加密算法，经过加密的信息是可以通过秘钥解密和还原。
（3）用户注册
如何保证用户注册的信息不丢失，不泄密也是项目设计的重点。
public class PasswordHelper {
private RandomNumberGenerator randomNumberGenerator = new SecureRandomNumberGenerator();
private String algorithmName = "md5";
private final int hashIterations = 2;
public void encryptPassword(User user) {
// User对象包含最基本的字段Username和Password
user.setSalt(randomNumberGenerator.nextBytes().toHex());
// 将用户的注册密码经过散列算法替换成一个不可逆的新密码保存进数据，散列过程使用了盐
String newPassword = new SimpleHash(algorithmName, user.getPassword(),
ByteSource.Util.bytes(user.getCredentialsSalt()), hashIterations).toHex();
user.setPassword(newPassword);
}
}
经过散列后的密码替换用户注册时的密码，然后将User保存进数据库。剩下的工作就丢给UserService来处理。
既然散列算法是无法复原的，当用户登录的时候使用当初注册时的密码，我们又应该如何判断？答案就是需要对用户密码再次以相同的算法散列运算一次，再同数据库中保存的字符串比较。
（4）匹配
CredentialsMatcher是一个接口，功能就是用来匹配用户登录使用的令牌和数据库中保存的用户信息是否匹配。当然它的功能不仅如此。本文要介绍的是这个接口的一个实现类：HashedCredentialsMatcher
public class RetryLimitHashedCredentialsMatcher extends HashedCredentialsMatcher { // 声明一个缓存接口，这个接口是Shiro缓存管理的一部分，它的具体实现可以通过外部容器注入 private Cache<String, AtomicInteger> passwordRetryCache; public
public class RetryLimitHashedCredentialsMatcher extends HashedCredentialsMatcher {
// 声明一个缓存接口，这个接口是Shiro缓存管理的一部分，它的具体实现可以通过外部容器注入
private Cache<String, AtomicInteger> passwordRetryCache;
public RetryLimitHashedCredentialsMatcher(CacheManager cacheManager) {
passwordRetryCache = cacheManager.getCache("passwordRetryCache");
}
@Override
public boolean doCredentialsMatch(AuthenticationToken token, AuthenticationInfo info) {
String username = (String) token.getPrincipal();
AtomicInteger retryCount = passwordRetryCache.get(username);
if (retryCount == null) {
retryCount = new AtomicInteger(0);
passwordRetryCache.put(username, retryCount);
}
// 自定义一个验证过程：当用户连续输入密码错误5次以上禁止用户登录一段时间
if (retryCount.incrementAndGet() > 5) {
throw new ExcessiveAttemptsException();
}
boolean match = super.doCredentialsMatch(token, info);
if (match) {
passwordRetryCache.remove(username);
}
return match;
}
}这个实现里设计人员仅仅是增加了一个不允许连续错误登录的判断。真正匹配的过程还是交给它的直接父类去完成。连续登录错误的判断依靠Ehcache缓存来实现。显然match返回true为匹配成功。
（5）获取用户的角色和权限信息
如果你已经理解了Shiro对于用户匹配和注册加密的全过程，真正理解Realm的实现反而比较简单。我们还得回到上文提及的两个非常类似的对象AuthorizationInfo和AuthenticationInfo。因为Realm就是提供这两个对象的地方。
public class UserRealm extends AuthorizingRealm {
// 用户对应的角色信息与权限信息都保存在数据库中，通过UserService获取数据
private UserService userService = new UserServiceImpl();
/**
* 提供用户信息返回权限信息
*/
@Override
protected AuthorizationInfo doGetAuthorizationInfo(PrincipalCollection principals) {
String username = (String) principals.getPrimaryPrincipal();
SimpleAuthorizationInfo authorizationInfo = new SimpleAuthorizationInfo();
// 根据用户名查询当前用户拥有的角色
Set<Role> roles = userService.findRoles(username);
Set<String> roleNames = new HashSet<String>();
for (Role role : roles) {
roleNames.add(role.getRole());
}
// 将角色名称提供给info
authorizationInfo.setRoles(roleNames);
// 根据用户名查询当前用户权限
Set<Permission> permissions = userService.findPermissions(username);
Set<String> permissionNames = new HashSet<String>();
for (Permission permission : permissions) {
permissionNames.add(permission.getPermission());
}
// 将权限名称提供给info
authorizationInfo.setStringPermissions(permissionNames);
return authorizationInfo;
}
/**
* 提供账户信息返回认证信息
*/
@Override
protected AuthenticationInfo doGetAuthenticationInfo(AuthenticationToken token) throws AuthenticationException {
String username = (String) token.getPrincipal();
User user = userService.findByUsername(username);
if (user == null) {
// 用户名不存在抛出异常
throw new UnknownAccountException();
}
if (user.getLocked() == 0) {
// 用户被管理员锁定抛出异常
throw new LockedAccountException();
}
SimpleAuthenticationInfo authenticationInfo = new SimpleAuthenticationInfo(user.getUsername(),
user.getPassword(), ByteSource.Util.bytes(user.getCredentialsSalt()), getName());
return authenticationInfo;
}
}根据Shiro的设计思路，用户与角色之前的关系为多对多，角色与权限之间的关系也是多对多。在数据库中需要因此建立5张表，分别是用户表（存储用户名，密码，盐等）、角色表（角色名称，相关描述等）、权限表（权限名称，相关描述等）、用户-角色对应中间表（以用户ID和角色ID作为联合主键）、角色-权限对应中间表（以角色ID和权限ID作为联合主键）。具体dao与service的实现本文不提供。总之结论就是，Shiro需要根据用户名和密码首先判断登录的用户是否合法，然后再对合法用户授权。而这个过程就是Realm的实现过程。
（6）会话
用户的一次登录即为一次会话，Shiro也可以代替Tomcat等容器管理会话。目的是当用户停留在某个页面长时间无动作的时候，再次对任何链接的访问都会被重定向到登录页面要求重新输入用户名和密码而不需要程序员在Servlet中不停的判断Session中是否包含User对象。
最后实现的shiro权限系统如下：
