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[Java实战]Spring Boot 3整合JWT实现无状态身份认证（二十四）

一、JWT简介与核心概念

1. JWT是什么？

JSON Web Token (JWT) 是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全地传输信息。JWT由三部分组成：

• Header：描述令牌类型和签名算法（如HS256、RS256）。
• Payload：包含用户身份信息（如用户ID、角色）和其他声明（如过期时间）。
• Signature：对前两部分的签名，确保令牌未被篡改。

2. 为什么要用JWT？

• 无状态：服务端无需存储会话信息，适合分布式系统。
• 跨域支持：可通过HTTP头部轻松传递，适用于前后端分离架构。
• 安全性：基于签名验证，防止数据篡改。

二、环境准备

1. 创建Spring Boot 3.4.5项目

通过 Spring Initializr 创建项目，选择以下依赖：

• Spring Web
• Spring Security
• Lombok（简化代码）
  

2. 添加JWT依赖

在 pom.xml 中添加 jjwt 库：

<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-api</artifactId><version>0.12.3</version>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-impl</artifactId><version>0.12.3</version><scope>runtime</scope>
</dependency>
<dependency><groupId>io.jsonwebtoken</groupId><artifactId>jjwt-jackson</artifactId><version>0.12.3</version><scope>runtime</scope>
</dependency>

三、核心代码实现

1. JWT工具类

/*** JwtUtils - 类功能描述** @author csdn:曼岛_* @version 1.0* @date 2025/5/14 15:00* @since openJDK 17*/
@Component
public class JwtUtils {// 密钥（示例，实际应使用安全随机生成并妥善存储）private static final SecretKey SECRET_KEY = Keys.secretKeyFor(SignatureAlgorithm.HS256);private static final long EXPIRATION_TIME = 86400000; // 24小时（毫秒）// 生成JWT令牌public String generateToken(UserDetails userDetails) {Map<String, Object> claims = new HashMap<>();return Jwts.builder().claims(claims).subject(userDetails.getUsername()).issuedAt(new Date()).expiration(new Date(System.currentTimeMillis() + EXPIRATION_TIME)).signWith(SECRET_KEY).compact();}// 解析用户名public String extractUsername(String token) {return extractClaim(token, Claims::getSubject);}// 验证令牌有效性public boolean validateToken(String token, UserDetails userDetails) {final String username = extractUsername(token);return (username.equals(userDetails.getUsername()) && !isTokenExpired(token));}// 检查令牌是否过期private boolean isTokenExpired(String token) {return extractExpiration(token).before(new Date());}// 提取过期时间（新增方法）private Date extractExpiration(String token) {return extractClaim(token, Claims::getExpiration);}// 提取声明private <T> T extractClaim(String token, Function<Claims, T> claimsResolver) {final Claims claims = extractAllClaims(token);return claimsResolver.apply(claims);}// 解析全部声明private Claims extractAllClaims(String token) {return Jwts.parser().verifyWith(SECRET_KEY).build().parseSignedClaims(token).getPayload();}// 从请求头获取令牌public String getTokenFromRequest(HttpServletRequest request) {String bearerToken = request.getHeader("Authorization");if (bearerToken != null && bearerToken.startsWith("Bearer ")) {return bearerToken.substring(7);}return null;}
}

四、集成Spring Security

1. 配置Spring Security

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig {private final JwtAuthFilter jwtAuthFilter;public SecurityConfig(JwtAuthFilter jwtAuthFilter) {this.jwtAuthFilter = jwtAuthFilter;}@Beanpublic SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {http.csrf(AbstractHttpConfigurer::disable).authorizeHttpRequests(auth -> auth.requestMatchers("/api/auth/**").permitAll().anyRequest().authenticated()).sessionManagement(session -> session.sessionCreationPolicy(SessionCreationPolicy.STATELESS)).addFilterBefore(jwtAuthFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);return http.build();}@Beanpublic PasswordEncoder passwordEncoder() {return NoOpPasswordEncoder.getInstance(); // 临时使用 NoOpPasswordEncoder// return new BCryptPasswordEncoder();  //生产环境这样用}@Beanpublic AuthenticationManager authenticationManager(AuthenticationConfiguration config) throws Exception {return config.getAuthenticationManager();}
}

2. 实现JWT认证过滤器

/*** JwtAuthFilter - 类功能描述** @author csdn:曼岛_* @version 1.0* @date 2025/5/14 15:04* @since openJDK 17*/
@Component
public class JwtAuthFilter extends OncePerRequestFilter {private final JwtUtils jwtUtils;private final CustomUserDetailsService userDetailsService;public JwtAuthFilter(JwtUtils jwtUtils, UserDetailsService userDetailsService) {this.jwtUtils = jwtUtils;this.userDetailsService = (CustomUserDetailsService) userDetailsService;}@Overrideprotected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,HttpServletResponse response,FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {String token = jwtUtils.getTokenFromRequest(request);if (token != null) {String username = jwtUtils.extractUsername(token);UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(username);UsernamePasswordAuthenticationToken authentication =new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails,null,userDetails.getAuthorities());SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);}filterChain.doFilter(request, response);}
}

五、创建认证接口

1. 用户登录请求DTO

public record LoginRequest(String username, String password) {}

2. 认证控制器

/*** AuthController - 类功能描述** @author csdn:曼岛_* @version 1.0* @date 2025/5/14 15:07* @since openJDK 17*/
@RestController
@RequestMapping("/api/auth")
public class AuthController {private final AuthenticationManager authenticationManager;private final JwtUtils jwtUtils;public AuthController(AuthenticationManager authenticationManager,JwtUtils jwtUtils) {this.authenticationManager = authenticationManager;this.jwtUtils = jwtUtils;}@PostMapping("/login")public ResponseEntity<String> login(@RequestBody LoginRequest request) {String username = request.username();String password = request.password();System.out.println("=====username====="+username);System.out.println("=====password====="+password);Authentication authentication = authenticationManager.authenticate(new UsernamePasswordAuthenticationToken(request.username(),request.password()));// 设置安全上下文SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);// 从 Authentication 对象中提取 UserDetailsUserDetails userDetails = (UserDetails) authentication.getPrincipal();// 生成 JWT 令牌String token = jwtUtils.generateToken(userDetails);return ResponseEntity.ok(token);}
}

六、测试验证

1. 登录获取Token

curl -X POST http://localhost:8080/api/auth/login \-H "Content-Type: application/json" \-d '{"username":"user","password":"password"}'

2. 访问受保护接口

curl http://localhost:8080/api/protected \-H "Authorization: Bearer <your-jwt-token>"

七、常见问题与解决方案

1. SignatureException: JWT signature does not match

• 原因：密钥不匹配或令牌被篡改。
• 解决：确保服务端密钥一致且安全存储。

2. ExpiredJwtException

• 原因：令牌已过期。
• 解决：重新登录获取新令牌，或实现令牌刷新机制。

3. Spring Security配置不生效

• 检查点：确保 @EnableWebSecurity 注解已添加，过滤器链配置正确。

八、总结

通过本文，已完成以下关键步骤：

1. 集成 jjwt 库实现JWT生成与解析。
2. 配置Spring Security实现无状态认证。
3. 创建登录接口颁发JWT令牌。
4. 通过过滤器验证请求中的JWT令牌。

扩展建议：

• 添加角色权限控制（@PreAuthorize）。
• 实现令牌刷新机制。
• 使用HTTPS增强传输安全性。

如果你在使用过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言交流。感谢你的阅读，希望这篇文章对你有所帮助！