什么是单点登录(SSO)

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：

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。

• 简单代码实现JWT(json web token)完成SSO单点登录

一、什么是单点登录？

单点登录的英文名叫做：Single Sign On（简称SSO）。

在初学/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。

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。

• 回顾：分布式基础知识
  
  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。
  
  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：

• 介绍会话技术、Cookie的API、详解、应用
• Session介绍、API、生命周期、应用、与Cookie区别
• 什么是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。

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。

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.com和www.java4y.com，一个SSOwww.sso.com

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）

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。

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。

看到这里，其实SSO认证中心就类似一个中转站。

参考资料：

• https://www.cnblogs.com/EzrealLiu/p/5559255.html
• http://www.cnblogs.com/ywlaker/p/6113927.html
• https://blog.csdn.net/javaloveiphone/article/details/52439613

最后

乐于输出干货的Java技术号：Java3y。

觉得我的文章写得不错，点赞！