后端生成Token架构与设计详解

Evergreen 2020年11月21日数据一致性预计阅读 5 分钟

> 作者：[巨人大哥](cnblogs.com/jurendage/p/9219041.html)

目的：Java后端生成Token目的是为了用于校验客户端，`防止重复提交`。

技术选型：用开源的JWT架构。

## 1.概述

在web项目中，服务端和前端经常需要交互数据，有的时候由于网络相应慢，客户端在提交某些敏感数据（比如按照正常的业务逻辑，此份数据只能保存一份）时，如果前端多次点击提交按钮会导致提交多份数据，这种情况我们是要防止发生的。

## 2.解决方法：

①前端处理：在提交之后通过js立即将按钮隐藏或者置为不可用。

②后端处理：对于每次提交到后台的数据必须校验，也就是通过前端携带的令牌（一串唯一字符串）与后端校验来判断当前数据是否有效。

## 3.总结：

第一种方法相对来说比较简单，但是安全系数不高，第二种方法从根本上解决了问题，所以我推荐第二种方法。

## 4.核心代码

生成Token的工具类：

```
/**  
 * 生成Token的工具类：  
 */  
package red.hearing.eval.modules.token;  
  
import java.security.MessageDigest;  
import java.security.NoSuchAlgorithmException;  
import java.util.Random;  
  
import sun.misc.BASE64Encoder;  
  
/**  
 * 生成Token的工具类  
 * @author zhous  
 * @since 2018-2-23 13:59:27  
 *  
 */  
public class TokenProccessor {  
      
     private TokenProccessor(){};  
     private static final TokenProccessor instance = new TokenProccessor();  
       
    public static TokenProccessor getInstance() {  
        return instance;  
    }  
  
    /**  
     * 生成Token  
     * @return  
     */  
    public String makeToken() {  
        String token = (System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(999999999)) + "";  
         try {  
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5");  
            byte md5[] =  md.digest(token.getBytes());  
            BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();  
            return encoder.encode(md5);  
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
            // TODO Auto-generated catch block  
            e.printStackTrace();  
        }  
         return null;  
    }  
}
```

Token通用工具类

```
/**  
 *   
 */  
package red.hearing.eval.modules.token;  
  
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;  
  
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;  
  
/**  
 * Token的工具类  
 * @author zhous  
 *  
 */  
public class TokenTools {  
      
    /**  
     * 生成token放入session  
     * @param request  
     * @param tokenServerkey  
     */  
    public static void createToken(HttpServletRequest request,String tokenServerkey){  
        String token = TokenProccessor.getInstance().makeToken();  
        request.getSession().setAttribute(tokenServerkey, token);  
    }  
      
    /**  
     * 移除token  
     * @param request  
     * @param tokenServerkey  
     */  
    public static void removeToken(HttpServletRequest request,String tokenServerkey){  
        request.getSession().removeAttribute(tokenServerkey);  
    }  
      
    /**  
     * 判断请求参数中的token是否和session中一致  
     * @param request  
     * @param tokenClientkey  
     * @param tokenServerkey  
     * @return  
     */  
    public static boolean judgeTokenIsEqual(HttpServletRequest request,String tokenClientkey,String tokenServerkey){  
        String token_client = request.getParameter(tokenClientkey);  
        if(StringUtils.isEmpty(token_client)){  
            return false;  
        }  
        String token_server = (String) request.getSession().getAttribute(tokenServerkey);  
        if(StringUtils.isEmpty(token_server)){  
            return false;  
        }  
          
        if(!token_server.equals(token_client)){  
            return false;  
        }  
          
        return true;  
    }  
      
}  
```

使用方法：

①在输出前端页面的时候调用TokenTools.createToken方法，会把本次生成的token放入session中。

②然后在前端页面提交数据时从session中获取token，然后添加到要提交的数据中。

③服务端接受数据后调用judgeTokenIsEqual方法判断两个token是否一致，如果不一致则返回，不进行处理。

> 备注：tokenClientkey和tokenServerkey自定义，调用judgeTokenIsEqual方法时的tokenClientkey一定要与前端页面的key一致。

Token主要是用于以作客户端进行请求的一个令牌，当第一次登录后，服务器生成一个Token便将此Token返回给客户端，以后客户端只需带上这个Token前来请求数据即可，无需再次带上密匙。

```
package com.franz.websocket;
 
import com.franz.common.utils.StringUtils;
import com.franz.weixin.p3.oauth2.util.MD5Util;
import io.jsonwebtoken.*;
import net.sf.json.JSONObject;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.jeecgframework.core.common.service.CommonService;
 
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
 
 
/**
 * OAuthTokenUtils
 * Token管理
 * @author nizhigengvip@163.com
 */
public class OAuthTokenManager {
    private String APP_ID = "";
    private String APP_SECRET = "";
    private String KEY_SING =  ""; //用於存放TOKEN的標誌,Redis
    private LinkedHashMap<string, object=""> pairs = new LinkedHashMap();//封装json的map
    private CommonService service;
    public static final int MINUTE_TTL = 60*1000;  //millisecond
    public static final int HOURS_TTL = 60*60*1000;  //millisecond
    public static final int DAY_TTL = 12*60*60*1000;  //millisecond
 
 
 
    private OAuthTokenManager() {}
    private static OAuthTokenManager single=null;
    public static OAuthTokenManager getInstance() {
            if (single == null) {
                single = new OAuthTokenManager();
            }
            return single;
        }
 
    public String getKEY_SING() {
        return KEY_SING;
    }
 
    public void setPairs(LinkedHashMap<string, object=""> pairs) {
        this.pairs = pairs;
    }
    public LinkedHashMap<string, object=""> getPairs() {
        return pairs;
    }
 
    public void put(String key, Object value){//向json中添加属性，在js中访问，请调用data.map.key
        pairs.put(key, value);
    }
 
    public void remove(String key){
        pairs.remove(key);
    }
 
    /**
     * 總體封裝
     * @param appid
     * @param secret
     * @param logicInterface 回調函數
     * @return
     */
    public String token(String appid,String secret,LogicInterface logicInterface){
        //获取appid和secret
        this.accessPairs(appid,secret);
        //验证appid和secretS，获取对象载体
        Object subject = this.loginAuthentication(logicInterface);
        //生成JWT签名数据ToKen
        String token = this.createToken(this.generalSubject(subject),this.MINUTE_TTL);
        return token;
    }
 
    public void accessPairs(String APP_ID, String APP_SECRET) {
        this.APP_ID = APP_ID;
        this.APP_SECRET = APP_SECRET;
        //this.KEY_SING = MD5Util.MD5Encode(APP_ID+"_"+APP_SECRET, "UTF-8").toUpperCase();//要用到的时候才用
    }
 
    public Object loginAuthentication(LogicInterface logicInterface){
        if (StringUtils.isNotBlank(APP_ID) && StringUtils.isNotBlank(APP_SECRET)) {
                Map<string, object=""> map = new HashMap<>();
                map.put("APP_ID",APP_ID);
                map.put("APP_SECRET",APP_SECRET);
                if(logicInterface == null || logicInterface.handler(map) == null){
                    return map;
                }else {
                    return logicInterface.handler(map);
                }
        } else {
            return null;
        }
    }
    /**
     * 由字符串生成加密key
     * @return
     */
    public SecretKey generalKey(){
        String stringKey = APP_ID+APP_SECRET;
        byte[] encodedKey = Base64.decodeBase64(stringKey);
        SecretKey key = new SecretKeySpec(encodedKey, 0, encodedKey.length, "AES");
        return key;
    }
    /**
     * 生成subject信息
     * @param obj
     * @return
     */
    public static String generalSubject(Object obj){
        if(obj != null ) {
            JSONObject json = JSONObject.fromObject(obj);
            return json.toString();
        }else{
            return "{}";
        }
 
    }
 
    /**
     * 创建token
     * @param subject
     * @param ttlMillis
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public String createToken(String subject, long ttlMillis) {
 
        SignatureAlgorithm signatureAlgorithm = SignatureAlgorithm.HS256;
        long nowMillis = System.currentTimeMillis();
        Date now = new Date(nowMillis);
        SecretKey key = generalKey();
        JwtBuilder builder = Jwts.builder()
                .setId(APP_ID)
                .setIssuedAt(now)
                .setSubject(subject)
                .signWith(signatureAlgorithm, key);
        if (ttlMillis >= 0) {
            long expMillis = nowMillis + ttlMillis;
            Date exp = new Date(expMillis);
            builder.setExpiration(exp);
        }
        return builder.compact();
    }
 
    /**
     * 解密token
     * @param token
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public Claims validateToken(String token) throws Exception{
        Claims claims = Jwts.parser()
                .setSigningKey(generalKey())
                .parseClaimsJws(token).getBody();
        /*System.out.println("ID: " + claims.getId());
        System.out.println("Subject: " + claims.getSubject());
        System.out.println("Issuer: " + claims.getIssuer());
        System.out.println("Expiration: " + claims.getExpiration());*/
        return claims;
    }
}
```

```
import com.ewider.weixin.p3.oauth2.util.MD5Util;
import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException;
import io.jsonwebtoken.MalformedJwtException;
import io.jsonwebtoken.SignatureException;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
 
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
 
/**
 * OAuthTokenController
 *
 * @author Franz.ge.倪志耿
 */
@Scope("prototype")
@Controller
@RequestMapping("/oAuthToken")
public class OAuthToken {
 
    /**
     * 獲取Token
     * @param grant_type
     * @param appid
     * @param secret
     * @return
     */
    @RequestMapping(params = "token",method = RequestMethod.GET)
    @ResponseBody
    public Object token (@RequestParam(value = "grant_type") String grant_type, @RequestParam(value = "appid") String appid,
            @RequestParam(value = "secret") String secret,HttpServletResponse response) {
        Map<string, object=""> map = new HashMap<>();
        switch (grant_type) {
            case "authorization_code" : //授权码模式(即先登录获取code,再获取token)
                break;
            case "password" : //密码模式(将用户名,密码传过去,直接获取token)
                break;
            case "client_credentials" : //客户端模式(无用户,用户向客户端注册,然后客户端以自己的名义向’服务端’获取资源)
                OAuthTokenManager oAuthTokenManager = OAuthTokenManager.getInstance();
                String token = oAuthTokenManager.token(appid, secret,null);//loginInterface是业务逻辑回掉函数
                //返回Token
                map.put("access_token",token);
                map.put("expires_in",OAuthTokenManager.MINUTE_TTL/1000);
                break;
            case "implicit" : //简化模式(在redirect_uri 的Hash传递token; Auth客户端运行在浏览器中,如JS,Flash)
                break;
            case "refresh_token" : //刷新access_token
                break;
        }
 
        return map;
    }
 
    @RequestMapping(params = "loginAuth2",method = RequestMethod.GET)
    @ResponseBody
    public Object loginAuth2 (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @RequestParam(value = "accessToken") String accessToken ){
        Map<string, object=""> map = new HashMap<>();
        //COOKIE不存在：解析验证正确性
        try {
                OAuthTokenManager oAuthTokenManager = OAuthTokenManager.getInstance();
                Claims claims = oAuthTokenManager.validateToken(accessToken);
                if (claims != null ) {
                    map.put("state","success");
                    map.put("loginAuth","采用Token登录");
                    int validMillis = (int)(claims.getExpiration().getTime()-System.currentTimeMillis());
                    if(validMillis > 0) {
                        //交給容器管理，可以存放redis，這裡模擬是cookie
                        Cookie cookie = new Cookie(MD5Util.MD5Encode("MD5SING", "UTF-8").toUpperCase(), accessToken);
                        cookie.setMaxAge(validMillis/1000);
                        response.addCookie(cookie);
                    }
 
                }else{
                    map.put("state","fail");
                }
            }catch (MalformedJwtException | SignatureException e){
                     map.put("state","signature");//改造簽名，或者無效的Token
                     map.put("loginAuth","該Token無效");//改造簽名，或者無效的Token
            }catch (ExpiredJwtException e){
                     map.put("state","expired");//改造簽名，或者無效的Token
                     map.put("loginAuth","Token已經過時");
            }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("state","fail");
            }
            return map;
    }
 
    @RequestMapping(params = "index",method = RequestMethod.GET)
    @ResponseBody
    public Object index (HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
        Map<string, object=""> map = new HashMap<>();
        //从COOKIE中查找，模拟访问，可以集成容器管理
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        if (cookies!=null) {
            for (int i = cookies.length-1; i >= 0; i--) {
                Cookie cookie = cookies[i];
                if (cookie.getName().equals(MD5Util.MD5Encode("MD5SING", "UTF-8").toUpperCase())) {
                    //跳过登陆
                    map.put("index","采用Redis登录");
                    return map;
                }
            }
        }
        map.put("index","你的Token已经销毁");
        return map;
    }
 
}
```

```
<dependency>
  <groupid>io.jsonwebtoken</groupid>
  <artifactid>jjwt</artifactid>
            <version>0.7.0</version>
</dependency>
```

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