Java实现登录功能（一）

前言

刚开始学习Java的时候，你是否有过疑问，登录功能就是简单地查询数据库对比一下账号密码就行了吗？在进行权限认证的时候，又该怎么办呢？每次都在提交的表单上加上账号密码吗？在这种情况下又该怎么防止CSRF(跨站请求伪造)呢?
以下介绍一种现在流行的基于JWT的Token认证实现的登录功能。

一、Token的认证流程及优点

认证流程：

1.客户端发送带有用户名和密码参数的登录请求
2.服务端收到请求，验证用户名和密码
3.验证通过后，服务端签发Token并返回token给客户端
4.客户端收到Token后存储到Cookie或者Storage等中
5.客户端每次向服务端请求资源时需要在cookie或者header请求头中携带服务端签发的token
6.服务端收到请求后验证客户端请求携带的token，如果验证通过就向客户端返回请求数据

一般情况下，Token是被Header请求头所携带的。
有着以下优点：

1.支持跨域：Cookie是无法跨域的，而Token可以放在header请求头发送，所以支持跨域。
2.无状态：Token认证方式在服务端不需要像传统的Session认证方式那样去记录SessionId，因为Token本身包含了登录用户的信息，可以减轻服务端的压力。
3.支持移动端、小程序：当客户端是非浏览器平台时，Cookie是不被支持的，此时采用在Header请求头携带Token的认证方式会显得简单
4.能避免CSRF失效：由于CSRF依赖于Cookie，所以由Header请求头携带Token的认证方式不会发生CSRF，所以能避免CSRF

说明

CSRF——跨站请求伪造。其原理是通过伪造成其它内容的请求地址，诱导用户触发请求。如果用户在登录状态下触发请求，将会自动携带Cookie访问服务端，服务端接收请求后检查到Cookie内部的用户信息会认为是登录用户本人的操作。

二、JWT

JWT(JSON Web Token)是一种比较主流的使用规范。其结构分别由Header标头、Payload有效负载、Signature签名算法三部分组成。

1.Header负责记录令牌类型、签名算法等。
such as: {"alg":"HS256","type","JWT"}

2.Payload负责声明一些标准以及携带一些用户信息
{"userId":"1","username":"mayikt"}
标准声明：
	iss：JWT签发者
	sub：JWT所面向的用户
	aud：JWT的接收者
	exp：JWT的过期时间，过期时间必须大于签发时间
	nbf：JWT的生效时间
	iat：JWT的签发时间
	jti：JWT的唯一身份标识，避免重复
自定义的声明：
	一些不敏感的用户信息。
such as: {"iss":"CJJ","sub":"custom","exp":"1640000000","iat":"1632000000","jti":"156sad54a615a4d56ad15a6sd15s8924","userId":"1"}

3.Signature防止Token被篡改，加盐，确保安全性

三、Java基于JWT实现登录功能

1.引入pom依赖

        <dependency>
            <groupId>com.auth0</groupId>
            <artifactId>java-jwt</artifactId>
            <version>3.18.3</version>
        </dependency>

2.编写JWT工具类

import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.JWTVerifier;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;
import com.auth0.jwt.exceptions.JWTDecodeException;
import com.auth0.jwt.interfaces.DecodedJWT;
import com.example.demo.domain.User;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class JWTUtil {
    //token有效时长
    private static final long EXPIRE=30*60*1000L;
    //token的密钥 可自行定义
    private static final String SECRET="jwt";


    public static String createToken(User user) throws UnsupportedEncodingException {
        //token过期时间
        Date date=new Date(System.currentTimeMillis()+EXPIRE);

        //jwt的header部分
        Map<String ,Object>map=new HashMap<>();
        map.put("alg","HS256");
        map.put("typ","JWT");

        //使用jwt的api生成token
        String token= JWT.create()
                .withHeader(map)
                .withClaim("username", user.getUsername())//私有声明
                .withExpiresAt(date)//过期时间
                .withIssuedAt(new Date())//签发时间
                .sign(Algorithm.HMAC256(SECRET));//签名
        return token;
    }

    /**
     * 校验token的有效性
     * 1 token的header和payload是否没改过
     * 2 没有过期
     */
    public static boolean verify(String token){
        try {
            //解密
            JWTVerifier verifier=JWT.require(Algorithm.HMAC256(SECRET)).build();
            verifier.verify(token);
            return true;
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
    }
    //无需解密也可以获取token的信息
    public static String getUsername(String token){
        try {
            DecodedJWT jwt = JWT.decode(token);
            return jwt.getClaim("username").asString();
        } catch (JWTDecodeException e) {
            return null;
        }
    }
}

3.编写登录接口

domain、mapper、service层请自行编写，其中Result类是统一返回结果集类

import com.example.demo.domain.User;
import com.example.demo.service.UserService;
import com.example.demo.utils.JWTUtil;
import com.example.demo.utils.Result;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

@RestController
public class LoginController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestParam String username, @RequestParam String password) throws UnsupportedEncodingException {
        User user=userService.getUserByPass(username, password);
        if(user == null){
        	return Result.fail("用户名或密码错误");
        }
        //登录成功则调用JWTUtil类的创建Token方法返回客户端
        String token= JWTUtil.createToken(user);
        return Result.succ(200,"登陆成功",token);
    }
    
}

4.Java后端校验Token测试

import com.example.demo.utils.Result;
import com.example.demo.utils.JWTUtil;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @GetMapping("/test")
    public Result test(HttpServletRequest request){
    	String token=req.getHeader("Authorization");
    	if(token == null){
    		return Result.fail("尚未登录");
    	}
    	//获取到token中的用户信息
    	System.out.println(JWTUtil.getUsername(token));
    	//可自行编写获取用户信息后的操作
    	//......
    	
        return Result.succ("test");
    }
    
}

此处仅进行测试，后续博客将介绍安全框架搭配使用。

5.Vue登录页面中的存储Token方法

methods: {
    submitLogin() {
      this.$refs.loginForm.validate((valid) => {
        if (valid) {
          this.loading = true
          this.postRequest('/login', this.loginForm, 'form').then((resp) => {
            if (resp) {
              // 存储用户token
              const tokenStr = resp.obj.tokenHead + resp.obj.token
              window.sessionStorage.setItem('tokenStr', tokenStr)

              let path = this.$route.query.redirect
              this.$router.replace(
                path == '/' || path == undefined ? '/home' : path
              )
            }
          })
        } else {
          this.$message.error('你还有未填写的信息')
          return false
        }
      })
    },
  },

6.Vue前端每次请求资源携带Token方法

import axios from 'axios'
// 请求拦截器
axios.interceptors.request.use(config => {
        if (window.sessionStorage.getItem('tokenStr')) {
            //请求携带自定义token
            config.headers['Authorization'] =
                window.sessionStorage.getItem('tokenStr');
        }
        return config
    }, error => {
        console.log(error);
    })

温馨提示：
遇到报错跨域问题可参考 解决跨域问题

总结

本文简单地介绍了基于JWT的Token认证方式实现的登录功能。

本文主要应用的技术有：GUI、JDBC、多线程

 实现的功能具体如下：

1、登录功能

2、注册功能

3、是否隐藏密码的选择以及实现功能

4、选择性别功能

5、密码与确认密码功能

6、登录页面实时展示当前的时间

7、当登录时用户名与密码在数据库中没有相匹配的数据，则会跳转到注册页面上去。

8、同样，注册完毕后，数据会运用JDBC将数据写入数据库中，然后跳转回登录页面。

 登录页面：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.sql.*;
import java.time.LocalTime;

public class JDBC_登录功能 {
    public static void main(String[] args) {
        guitext3 gt=new guitext3();
       new Thread(new time1(gt.time)).start();//启动线程

    }
}
class guitext3 {
    JFrame jf;
    JLabel l1,l2,time;
    JTextField f1;
    JPasswordField f2;
    JButton jb1,jb2;
    JCheckBox jc;
    public guitext3() {
        jf = new JFrame("QQ登录窗口");
        jf.setSize(320,250);
        jf.setLocation(700,300);//设置窗口每次启动都显示在屏幕正中央
        jf.setLayout(null);
        Font font = new Font("仿宋", Font.BOLD, 20);//设置统一的字体，让代码更加整洁美观
        l1 = new JLabel("用户名：");
        l1.setBounds(10,10,100,40);
        l1.setFont(font);
        f1 = new JTextField(null,20);
        f1.setBounds(90,15,180,30);
        f1.setFont(font);
        l2 = new JLabel("密  码：");
        l2.setBounds(8,50,100,40);
        l2.setFont(font);
        f2=new JPasswordField(null,20);
        f2.setBounds(90,55,180,30);
        f2.setEchoChar('*');//设置密码的外显为*
        f2.setFont(font);
        jc=new JCheckBox("显示密码");
        jc.setBounds(230,130,80,40);
        jc.addItemListener(new ItemListener() {
            public void itemStateChanged(ItemEvent e) {
                if (e.getStateChange() == ItemEvent.SELECTED) {//被选中
                    f2.setEchoChar((char) 0);
                } else {
                    f2.setEchoChar('*');
                }
            }
        });
        ActionListener listener=new AbstractAction() {
            @Override
            public void actionPerformed(ActionEvent e) {

            }
        };
        jc.addActionListener(listener);
        jb1 = new JButton("登录");
        jb1.setBounds(30,100,80,40);
        time=new JLabel();
        time.setBounds(30,150,140,40);
        time.setFont(font);
        //匿名内部类
        jb1.addMouseListener(new MouseAdapter() {
            public void mouseClicked(MouseEvent e) {
                Statement st=null;
                Connection con=null;
                ResultSet rs=null;
                try {
                    //注册驱动
                    Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
                    //这里的3306/后跟的是数据库名
                    //获取数据库连接
                    String url="jdbc:mysql://localhost:3306/students?serverTimezone=GMT%2B8";
                    //通过DriverManager完成注册
                    con= DriverManager.getConnection(url,"root","123");//你自己的数据库用户名和密码
                    //执行SQL语句
                    String sql="select * from student";//from 后跟表名
                    st=con.createStatement();
                    rs=st.executeQuery(sql);
            boolean flag=false;
            while(rs.next()){
                //如果输入的用户名和密码与数据库中的用户和对应的密码相同，则弹出“登录成功！”的窗口
                if(f1.getText().equals(rs.getString(1))&&f2.getText().equals(rs.getString(2))){
                    JOptionPane.showMessageDialog(null, "登录成功！");
                    flag=true;//登陆成功后将标记改为true方便确认
                    break;
                }
            }
            if(flag==false){//如果标记为false，则表示用户名和密码在数据库中未找到，弹出“登录失败！请注册账户！”的窗口
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "登录失败！请注册账户！");
                f1.setText(null);//清空用户栏
                f2.setText(null);//清空密码栏
                //这个账号不存在，需要注册，跳转到注册窗口
                guitext4 gt=new guitext4();
                jf.dispose();//关闭窗体，释放所有资源
            }
                } catch (ClassNotFoundException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                } catch (SQLException ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
            }
        });
        jb1.setFont(font);
        jb2 = new JButton("退出");
        jb2.setBounds(150,100,80,40);
        //匿名内部类
        jb2.addMouseListener(new MouseAdapter() {
            //重写鼠标点击事件
            public void mouseClicked(MouseEvent e) {//如果点击了退出窗口，则弹出“退出成功！”的窗口
                JOptionPane.showMessageDialog(null, "退出成功！");
                //系统退出
                System.exit(0);
            }
        });
        jb2.setFont(font);
        //将这些按钮和文本等加入到窗体中
        jf.add(l1);
        jf.add(f1);
        jf.add(l2);
        jf.add(f2);
        jf.add(jb1);
        jf.add(jb2);
        jf.add(time);
        jf.add(jc);
        jf.setVisible(true);//让组件显示
    }
}
//写一个时间线程类
class time1 implements Runnable{
    JLabel time;//方便传参
    public time1(JLabel time) {
        this.time = time;
    }
    public void run(){
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(1000);//休眠1秒
                LocalTime time=LocalTime.now();//获取当前时间
                this.time.setText(time.toString());//设置JLabel文本
                //SimpleDateFormat t = new SimpleDateFormat ("HH:mm:ss");//格式化时间，把时间格式化为时：分：秒
               // this.time.setText(t.format(time));//给标签添加内容，即时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

 注册页面：

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.sql.*;

public class JDBC_注册功能 {
    public static void main(String[] args) {
        guitext4 gt=new guitext4();
    }
}
class guitext4{
    JFrame jf;
   // JPanel jp;
    JLabel l1,l2,l3;
    JTextField f1;
    JPasswordField f2,f3;
    JButton jb1,jb2;
    JRadioButton jr1,jr2;
    JCheckBox jc;
    public guitext4() {
        jf = new JFrame("QQ注册窗口");
        jf.setSize(320,280);//设置窗体大小
        jf.setLocation(700,300);//设置窗口每次启动都显示在屏幕正中央
        jf.setLayout(null);
       // jp = new JPanel();
        Font font = new Font("仿宋", Font.BOLD, 20);//设置统一的字体，让代码更加整洁美观
        l1 = new JLabel("用户名：");
        l1.setBounds(10,10,100,40);
        l1.setFont(font);
        f1 = new JTextField(null,20);
        f1.setBounds(90,15,180,30);
        f1.setFont(font);
            l2 = new JLabel("密  码：");
            l2.setBounds(8, 50, 100, 40);
            l2.setFont(font);
            f2 = new JPasswordField(null, 20);
            f2.setBounds(90, 55, 180, 30);
            f2.setEchoChar('*');//设置密码的外显为*
            f2.setFont(font);
            l3 = new JLabel("确认密码：");
            l3.setBounds(8, 88, 130, 40);
            l3.setFont(font);
            f3 = new JPasswordField(null, 20);
            f3.setBounds(120, 95, 160, 30);
            f3.setEchoChar('*');//设置密码的外显为*
        jc=new JCheckBox("显示密码");//创建一个复选按钮
        jc.setBounds(230,130,80,40);
        jc.addItemListener(new ItemListener() {
            public void itemStateChanged(ItemEvent e) {
                if (e.getStateChange() == ItemEvent.SELECTED) {//被选中
                    f2.setEchoChar((char) 0);//显示原本的数据
                    f3.setEchoChar((char)0);//显示原本的数据
                } else {
                    f2.setEchoChar('*');//设置密码的外显为*
                    f3.setEchoChar('*');//设置密码的外显为*
                }
            }
        });
                f3.setFont(font);
                ButtonGroup group = new ButtonGroup();
                //创建两个单选按钮
                jr1 = new JRadioButton("男");
                jr1.setBounds(70, 130, 80, 40);
                jr1.setFont(font);
                jr2 = new JRadioButton("女");
                jr2.setBounds(150, 130, 80, 40);
                jr2.setFont(font);
                //将两个单选按钮加入到同一个ButtonGroup组中
                group.add(jr1);
                group.add(jr2);
                //实现监听接口
                ActionListener listener = new AbstractAction() {
                    @Override
                    //actionPerformed==>发生动作时调用
                    public void actionPerformed(ActionEvent e) {

                    }
                };
                jr1.addActionListener(listener);
                jr2.addActionListener(listener);
                jc.addActionListener(listener);
                jb1 = new JButton("注册");
                jb1.setBounds(50, 170, 80, 40);
                //匿名内部类
                jb1.addMouseListener(new MouseAdapter() {
                    public void mouseClicked(MouseEvent e) {
                        PreparedStatement ps = null;//PreparedStatement==>表示预编译的SQL语句的对象。
                        // SQL语句已预编译并存储在PreparedStatement对象中。
                        Connection con = null;//Connection==>与特定数据库的连接
                        try {
                            //注册驱动
                            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
                            //这里的3306/后跟的是数据库名
                            //获取数据库连接
                            String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/students?serverTimezone=GMT%2B8";
                            //通过DriverManager完成注册
                            con = DriverManager.getConnection(url, "root", "123");//你自己数据库的用户名和密码
                            //执行SQL语句
                            String sql = "insert into student(username,password,sex) values(?,?,?)";
                            ps = con.prepareStatement(sql);
                            if(f1.getText().length()!=0){
                                //注：这里的所有getText()都不能写成!=null
                                ps.setString(1, f1.getText());
                            }else{
                                JOptionPane.showMessageDialog(null, "姓名不能为空！");//弹出窗口
                            }
                            if(f2.getText().length()!=0) {
                                ps.setString(2, f2.getText());
                            }else{
                                JOptionPane.showMessageDialog(null, "密码不能为空！");
                            }
                            if(jr1.isSelected()||jr2.isSelected()) {//如果选择男或者女，就存入数据库。
                                if (jr1.isSelected()) {//isSelected（）==>判断按钮有没有被选中
                                    ps.setString(3, jr1.getText());//选中男，则将sex=男添加到数据
                                }
                                if (jr2.isSelected()) {
                                    ps.setString(3, jr2.getText());//选中女，则将sex=女添加到数据
                                }
                            }else{//否则弹出窗口提醒“请选择性别！”
                                JOptionPane.showMessageDialog(null, "请选择性别！");
                            }
                        } catch (ClassNotFoundException ex) {
                            ex.printStackTrace();
                        } catch (SQLException ex) {
                            ex.printStackTrace();
                        }
                        if (new String(f2.getPassword()).equals(new String(f3.getPassword()))) {//如果密码与确认密码一致
                            if (new String(f2.getPassword()).equals(new String(f3.getPassword()))&&f1.getText().length()!=0&&f2.getText().length()!=0
                                    &&(jr1.isSelected()||jr2.isSelected())) {//如果密码与确认密码一致，用户名和密码不为空并且选择了性别，则注册成功
                                JOptionPane.showMessageDialog(null, "注册成功！");
                                //注册成功后跳转到登录窗口
                                guitext3 gt = new guitext3();
                                jf.dispose();//关闭窗体，释放所有资源
                                try {
                                    int i = ps.executeUpdate();//将注册的账户存储到数据库中
                                } catch (SQLException ex) {
                                    ex.printStackTrace();
                                }
                            }
                        } else {
                            JOptionPane.showMessageDialog(null, "注册失败！密码与确认密码不一致！");
                            f2.setText(null);//清空密码
                            f3.setText(null);//清空确认密码
                        }
                    }
                });
                jb1.setFont(font);
                jb2 = new JButton("退出");
                jb2.setBounds(170, 170, 80, 40);
                //匿名内部类
                jb2.addMouseListener(new MouseAdapter() {
                    public void mouseClicked(MouseEvent e) {
                        JOptionPane.showMessageDialog(null, "退出成功！");
                        //系统退出
                        System.exit(0);
                    }
                });
                jb2.setFont(font);
                jf.add(l1);
                jf.add(f1);
                jf.add(l2);
                jf.add(f2);
                jf.add(l3);
                jf.add(f3);
                jf.add(jr1);
                jf.add(jr2);
                jf.add(jc);
                jf.add(jb1);
                jf.add(jb2);
                // jf.add(jp);
                jf.setVisible(true);
            }
        }

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