Re：从零开始的Spring Security OAuth2（二）

本文开始从源码的层面，讲解一些Spring Security Oauth2的认证流程。本文较长，适合在空余时间段观看。且涉及了较多的源码，非关键性代码以…代替。作者：老徐原文地址：http://t.cn/RW9Pjps友情提示：欢迎关注公众号【芋道源码】。?关注后，拉你进【源码圈】微信群和【老徐】搞基嗨皮。友情提示：欢迎关注公众号【芋道源码】。?关注后，拉你进【源码圈】微信群和【老徐】搞基嗨皮。友情提示：欢迎关注公众号【芋道源码】。?关注后，拉你进【源码圈】微信群和【老徐】搞基嗨皮。

准备工作

首先开启debug信息：

logging:
 level:
   org.springframework: DEBUG

可以完整的看到内部的运转流程。client模式稍微简单一些，使用client模式获取token

http://localhost:8080/oauth/token?client_id=client_1&client_secret=123456&scope=select&grant_type=client_credentials

由于debug信息太多了，我简单按照顺序列了一下关键的几个类：

ClientCredentialsTokenEndpointFilter
DaoAuthenticationProvider
TokenEndpoint
TokenGranter

@EnableAuthorizationServer

上一篇博客中我们尝试使用了password模式和client模式，有一个比较关键的endpoint：/oauth/token。从这个入口开始分析，spring security oauth2内部是如何生成token的。获取token，与第一篇文章中的两个重要概念之一有关，也就是AuthorizationServer与ResourceServer中的AuthorizationServer。在之前的配置中

@Configuration
@EnableAuthorizationServer
protected static class AuthorizationServerConfiguration extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {}

出现了AuthorizationServerConfigurerAdapter 关键类，他关联了三个重要的配置类，分别是

public class AuthorizationServerConfigurerAdapter implements AuthorizationServerConfigurer {
   @Override
   public void configure(AuthorizationServerSecurityConfigurer security <1>) throws Exception{
   }

   @Override
   public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients <2>) throws Exception {
   }

   @Override
   public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints <3>) throws Exception {
   }

}

<1> 配置AuthorizationServer安全认证的相关信息，创建ClientCredentialsTokenEndpointFilter核心过滤器<2> 配置OAuth2的客户端相关信息<3> 配置AuthorizationServerEndpointsConfigurer众多相关类，包括配置身份认证器，配置认证方式，TokenStore，TokenGranter，OAuth2RequestFactory我们逐步分析其中关键的类

客户端身份认证核心过滤器ClientCredentialsTokenEndpointFilter（掌握）

截取关键的代码，可以分析出大概的流程
在请求到达/oauth/token之前经过了ClientCredentialsTokenEndpointFilter这个过滤器，关键方法如下

public Authentication attemptAuthentication(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
       throws AuthenticationException, IOException, ServletException {
   ...
   String clientId = request.getParameter("client_id");
   String clientSecret = request.getParameter("client_secret");

   ...
   clientId = clientId.trim();
   UsernamePasswordAuthenticationToken authRequest = new UsernamePasswordAuthenticationToken(clientId,
           clientSecret);

   return this.getAuthenticationManager().authenticate(authRequest);

}

顶级身份管理者AuthenticationManager（掌握）

用来从请求中获取client_id,client_secret，组装成一个UsernamePasswordAuthenticationToken作为身份标识，使用容器中的顶级身份管理器AuthenticationManager去进行身份认证（AuthenticationManager的实现类一般是ProviderManager。而ProviderManager内部维护了一个List,真正的身份认证是由一系列AuthenticationProvider去完成。而AuthenticationProvider的常用实现类则是DaoAuthenticationProvider，DaoAuthenticationProvider内部又聚合了一个UserDetailsService接口，UserDetailsService才是获取用户详细信息的最终接口，而我们上一篇文章中在内存中配置用户，就是使用了UserDetailsService的一个实现类InMemoryUserDetailsManager）。UML类图可以大概理解下这些类的关系，省略了授权部分。


图1 认证相关UML类图可能机智的读者会发现一个问题，我前面一篇文章已经提到了client模式是不存在“用户”的概念的，那么这里的身份认证是在认证什么呢？debug可以发现UserDetailsService的实现被适配成了ClientDetailsUserDetailsService，这个设计是将client客户端的信息（client_id,client_secret）适配成用户的信息(username,password)，这样我们的认证流程就不需要修改了。经过ClientCredentialsTokenEndpointFilter之后，身份信息已经得到了AuthenticationManager的验证。接着便到达了
TokenEndpoint。

Token处理端点TokenEndpoint（掌握）

前面的两个ClientCredentialsTokenEndpointFilter和AuthenticationManager可以理解为一些前置校验，和身份封装，而这个类一看名字就知道和我们的token是密切相关的。

@FrameworkEndpoint
public class TokenEndpoint extends AbstractEndpoint {

   @RequestMapping(value = "/oauth/token", method=RequestMethod.POST)
   public ResponseEntity<OAuth2AccessToken> postAccessToken(Principal principal, @RequestParam
   Map<String, String> parameters) throws HttpRequestMethodNotSupportedException {
        ...
       String clientId = getClientId(principal);
       ClientDetails authenticatedClient = getClientDetailsService().loadClientByClientId(clientId);//<1>
       ...
       TokenRequest tokenRequest = getOAuth2RequestFactory().createTokenRequest(parameters, authenticatedClient);//<2>
       ...
       OAuth2AccessToken token = getTokenGranter().grant(tokenRequest.getGrantType(), tokenRequest);//<3>
       ...
       return getResponse(token);

   }

   private TokenGranter tokenGranter;
}

<1> 加载客户端信息<2> 结合请求信息，创建TokenRequest<3> 将TokenRequest传递给TokenGranter颁发token省略了一些校验代码之后，真正的/oauth/token端点暴露在了我们眼前，其中方法参数中的Principal经过之前的过滤器，已经被填充了相关的信息，而方法的内部则是依赖了一个TokenGranter 来颁发token。其中OAuth2AccessToken的实现类DefaultOAuth2AccessToken就是最终在控制台得到的token序列化之前的原始类:

public class DefaultOAuth2AccessToken implements Serializable, OAuth2AccessToken {
 private static final long serialVersionUID = 914967629530462926L;
 private String value;
 private Date expiration;
 private String tokenType = BEARER_TYPE.toLowerCase();
 private OAuth2RefreshToken refreshToken;
 private Set<String> scope;
 private Map<String, Object> additionalInformation = Collections.emptyMap();
 //getter,setter
}

@org.codehaus.jackson.map.annotate.JsonSerialize(using = OAuth2AccessTokenJackson1Serializer.class)
@org.codehaus.jackson.map.annotate.JsonDeserialize(using = OAuth2AccessTokenJackson1Deserializer.class)
@com.fasterxml.jackson.databind.annotation.JsonSerialize(using = OAuth2AccessTokenJackson2Serializer.class)
@com.fasterxml.jackson.databind.annotation.JsonDeserialize(using = OAuth2AccessTokenJackson2Deserializer.class)
public interface OAuth2AccessToken {
   public static String BEARER_TYPE = "Bearer";
   public static String OAUTH2_TYPE = "OAuth2";
   public static String ACCESS_TOKEN = "access_token";
   public static String TOKEN_TYPE = "token_type";
   public static String EXPIRES_IN = "expires_in";
   public static String REFRESH_TOKEN = "refresh_token";
   public static String SCOPE = "scope";
   ...
}

一个典型的样例token响应,如下所示，就是上述类序列化后的结果：

{
   "access_token":"950a7cc9-5a8a-42c9-a693-40e817b1a4b0",
   "token_type":"bearer",
   "refresh_token":"773a0fcd-6023-45f8-8848-e141296cb3cb",
   "expires_in":27036,
   "scope":"select"
}

TokenGranter（掌握）

先从UML类图对TokenGranter接口的设计有一个宏观的认识

图2 TokenGranter相关UML类图
TokenGranter的设计思路是使用CompositeTokenGranter管理一个List列表，每一种grantType对应一个具体的真正授权者，在debug过程中可以发现CompositeTokenGranter 内部就是在循环调用五种TokenGranter实现类的grant方法，而granter内部则是通过grantType来区分是否是各自的授权类型。

public class CompositeTokenGranter implements TokenGranter {

   private final List<TokenGranter> tokenGranters;

   public CompositeTokenGranter(List<TokenGranter> tokenGranters) {
       this.tokenGranters = new ArrayList<TokenGranter>(tokenGranters);
   }

   public OAuth2AccessToken grant(String grantType, TokenRequest tokenRequest) {
       for (TokenGranter granter : tokenGranters) {
           OAuth2AccessToken grant = granter.grant(grantType, tokenRequest);
           if (grant!=null) {
               return grant;
           }
       }
       return null;
   }
}

五种类型分别是：
ResourceOwnerPasswordTokenGranter ==> password密码模式

AuthorizationCodeTokenGranter ==> authorization_code授权码模式

ClientCredentialsTokenGranter ==> client_credentials客户端模式

ImplicitTokenGranter ==> implicit简化模式

RefreshTokenGranter ==>refresh_token 刷新token专用

以客户端模式为例，思考如何产生token的，则需要继续研究5种授权者的抽象类：AbstractTokenGranter

public abstract class AbstractTokenGranter implements TokenGranter {
   protected final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
   //与token相关的service，重点
   private final AuthorizationServerTokenServices tokenServices;
   //与clientDetails相关的service，重点
   private final ClientDetailsService clientDetailsService;
   //创建oauth2Request的工厂，重点
   private final OAuth2RequestFactory requestFactory;

   private final String grantType;
   ...

   public OAuth2AccessToken grant(String grantType, TokenRequest tokenRequest) {

       ...
       String clientId = tokenRequest.getClientId();
       ClientDetails client = clientDetailsService.loadClientByClientId(clientId);
       validateGrantType(grantType, client);

       logger.debug("Getting access token for: " + clientId);

       return getAccessToken(client, tokenRequest);

   }

   protected OAuth2AccessToken getAccessToken(ClientDetails client, TokenRequest tokenRequest) {
       return tokenServices.createAccessToken(getOAuth2Authentication(client, tokenRequest));
   }

   protected OAuth2Authentication getOAuth2Authentication(ClientDetails client, TokenRequest tokenRequest) {
       OAuth2Request storedOAuth2Request = requestFactory.createOAuth2Request(client, tokenRequest);
       return new OAuth2Authentication(storedOAuth2Request, null);
   }

   ...
}

回过头去看TokenEndpoint中，正是调用了这里的三个重要的类变量的相关方法。由于篇幅限制，不能延展太多，不然没完没了，所以重点分析下AuthorizationServerTokenServices是何方神圣。

AuthorizationServerTokenServices（了解）

AuthorizationServer端的token操作service，接口设计如下：

public interface AuthorizationServerTokenServices {
   //创建token
   OAuth2AccessToken createAccessToken(OAuth2Authentication authentication) throws AuthenticationException;
   //刷新token
   OAuth2AccessToken refreshAccessToken(String refreshToken, TokenRequest tokenRequest)
           throws AuthenticationException;
   //获取token
   OAuth2AccessToken getAccessToken(OAuth2Authentication authentication);

}

在默认的实现类DefaultTokenServices中，可以看到token是如何产生的，并且了解了框架对token进行哪些信息的关联。

@Transactional
public OAuth2AccessToken createAccessToken(OAuth2Authentication authentication) throws AuthenticationException {

   OAuth2AccessToken existingAccessToken = tokenStore.getAccessToken(authentication);
   OAuth2RefreshToken refreshToken = null;
   if (existingAccessToken != null) {
       if (existingAccessToken.isExpired()) {
           if (existingAccessToken.getRefreshToken() != null) {
               refreshToken = existingAccessToken.getRefreshToken();
               // The token store could remove the refresh token when the
               // access token is removed, but we want to
               // be sure...
               tokenStore.removeRefreshToken(refreshToken);
           }
           tokenStore.removeAccessToken(existingAccessToken);
       }
       else {
           // Re-store the access token in case the authentication has changed
           tokenStore.storeAccessToken(existingAccessToken, authentication);
           return existingAccessToken;
       }
   }

   // Only create a new refresh token if there wasn't an existing one
   // associated with an expired access token.
   // Clients might be holding existing refresh tokens, so we re-use it in
   // the case that the old access token
   // expired.
   if (refreshToken == null) {
       refreshToken = createRefreshToken(authentication);
   }
   // But the refresh token itself might need to be re-issued if it has
   // expired.
   else if (refreshToken instanceof ExpiringOAuth2RefreshToken) {
       ExpiringOAuth2RefreshToken expiring = (ExpiringOAuth2RefreshToken) refreshToken;
       if (System.currentTimeMillis() > expiring.getExpiration().getTime()) {
           refreshToken = createRefreshToken(authentication);
       }
   }

   OAuth2AccessToken accessToken = createAccessToken(authentication, refreshToken);
   tokenStore.storeAccessToken(accessToken, authentication);
   // In case it was modified
   refreshToken = accessToken.getRefreshToken();
   if (refreshToken != null) {
       tokenStore.storeRefreshToken(refreshToken, authentication);
   }
   return accessToken;

}

简单总结一下AuthorizationServerTokenServices的作用，他提供了创建token，刷新token，获取token的实现。在创建token时，他会调用tokenStore对产生的token和相关信息存储到对应的实现类中，可以是redis，数据库，内存，jwt。

总结

本篇总结了使用客户端模式获取Token时，spring security oauth2内部的运作流程，重点是在分析AuthenticationServer相关的类。其他模式有一定的不同，但抽象功能是固定的，只是具体的实现类会被相应地替换。阅读spring的源码，会发现它的设计中出现了非常多的抽象接口，这对我们理清楚内部工作流程产生了不小的困扰，我的方式是可以借助UML类图，先从宏观理清楚作者的设计思路，这会让我们的分析事半功倍。下一篇文章重点分析用户携带token访问受限资源时，spring security oauth2内部的工作流程。即ResourceServer相关的类。