SpringSceurity(4)—短信驗證碼功能實現
有關SpringSceurity系列之前有寫文章
1、SpringSecurity(1)—認證+授權代碼實現
2、SpringSecurity(2)—記住我功能實現
3、SpringSceurity(3)—圖形驗證碼功能實現
一、思考
1、設計思路
在獲取短信驗證碼功能和圖形驗證碼還是有很多相似的地方,所以這裡在設計獲取短信驗證的時候，將之前開發好的的圖形驗證碼進一步整合、抽象與重構。
在獲取驗證碼的時候,它們最大的不同在於: 圖形驗證碼是通過接口返回獲取給前端。而短信驗證碼而言是通過第三方API向我們手機推送。
但是它們在登陸的時候就有很大的不同了，對於圖形驗證碼而言驗證通過之前就走 UsernamePasswordAuthenticationFilter 過濾器了開始校驗用戶名密碼了。
但對於短信登陸而言，確實也需要先現在短信驗證碼是否通過，但是一旦通過他是不走 UsernamePasswordAuthenticationFilter，而是通過其它方式查詢用戶信息來校驗
認證已經通過了。
這篇博客只寫獲取獲取短信驗證碼的功能，不寫通過短信驗證碼登陸的邏輯。
2、重構設計
這裏才是最重要的，如何去設計和整合短信驗證碼和圖形驗證碼的代碼,是我們最應該思考的。如何將相似部分抽離出來,然後去實現不相同的部分。
整理后發現不同點主要在於
1、獲取驗證碼。因為對於圖形驗證碼需要有個畫布,而短信驗證碼並不需要,所以它們可以實現同一個接口，來完成不同的邏輯。
2、發送驗證碼。對於圖形驗證碼來講只要把驗證碼返給前端就可以,而短信驗證碼而言是通過第三方API將驗證碼發到我們的手機上。
所以這裏也可以通過實現統一接口來具體實現不同的方法。
相同部分我可以通過抽象類來完成實現,不同部分可以通過具體的實現類來實現。
AbstractValidateCodeProcessorService 抽象類是用來實現兩種驗證碼可以抽離的部分。ImageCodeProcessorServiceImpl 和
SmsCodeProcessorServiceImpl方法是來實現兩種驗證碼不同的發送方式。
在簡單看下時序圖可能會更加明白點。
一個接口只有一個方法(processor)就是處理驗證碼,它其實需要做三件事。
1、獲取驗證碼。2、將驗證碼存入session。3、將驗證碼信息通過短信或者圖形驗證碼發送出去。
首先講生成獲取驗證碼，這裡有一個公共接口和兩個實現類
對於保存驗證碼信息而言,可以在直接在 AbstractValidateCodeProcessorService抽象類來完成,都不需要去實現。
對發送驗證碼信息而言，只需要實現AbstractValidateCodeProcessorService抽象類的send發送驗證碼接口即可。
整個大致接口設計就是這樣,具體的可以通過代碼來展示。
二、代碼實現
1、驗證碼屬性
短信驗證碼和圖形驗證后包含屬性有 code 和 expireTime，短信驗證碼只有這兩個屬性，而圖形驗證碼還多一個BufferedImage實例對象屬性，所以將共同屬性進行抽取
，抽取為ValidateCode類，代碼如下：
ValidateCode實體
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class ValidateCode {
private String code;
private LocalDateTime expireTime;
public boolean isExpired() {
return LocalDateTime.now().isAfter(expireTime);
}
}
對於圖形驗證碼而言,除了需要code和過期時間還需要圖片的畫布,所以繼承ValidateCode之後再寫自己屬性
ImageCode實體
@Data
public class ImageCode extends ValidateCode {
private BufferedImage image;
public ImageCode(BufferedImage image, String code, LocalDateTime expireTime) {
super(code, expireTime);
this.image = image;
}
public ImageCode(BufferedImage image, String code, int expireIn) {
super(code, LocalDateTime.now().plusSeconds(expireIn));
this.image = image;
}
}
對於短信驗證碼而言,暫時不需要添加自己的屬性字段了。
SmsCode實體
public class SmsCode extends ValidateCode {
public SmsCode(String code, LocalDateTime expireTime) {
super(code, expireTime);
}
public SmsCode(String code, int expireIn) {
super(code, LocalDateTime.now().plusSeconds(expireIn));
}
}
2、ValidateCodeProcessor接口
ValidateCodeProcessor接口主要是完成 驗證碼的生成、保存與發送的完整流程，接口的主要設計如下所示：
ValidateCodeProcessorService接口
public interface ValidateCodeProcessorService {
/**
* 因為現在有兩種驗證碼，所以存放到seesion的key不能一樣，所以前綴+具體type
*/
String SESSION_KEY_PREFIX = "SESSION_KEY_FOR_CODE_";
/**
* 通過也是 type+CODE_PROCESSOR獲取對於的bean
*/
String CODE_PROCESSOR = "CodeProcessorService";
/**
* 這個接口要做三件事
* 1、獲取驗證碼。
* 2、將驗證碼存入session
* 3、將驗證碼信息通過短信或者圖形驗證碼發送出去。
* （將spring-boot-security-study-03接口裡的那三步進行里封裝）
*
*/
void processor(ServletWebRequest request) throws Exception;
由於圖片驗證碼和短信驗證碼的 生成和保存、發送等流程是固定的。所以這裏寫一個抽象類來實現ValidateCodeProcessor接口,來實現相似部分。
AbstractValidateCodeProcessorService抽象類
@Component
public abstract class AbstractValidateCodeProcessorService<C> implements ValidateCodeProcessorService {
private static final String SEPARATOR = "/code/";
/**
* 操作session的工具集
*/
private SessionStrategy sessionStrategy = new HttpSessionSessionStrategy();
/**
* 這是Spring的一個特性，就是在項目啟動的時候會自動收集系統中 {@link ValidateCodeGeneratorService} 接口的實現類對象
*
* key為bean name
*/
@Autowired
private Map<String, ValidateCodeGeneratorService> validateCodeGeneratorMap;
@Override
public void processor(ServletWebRequest request) throws Exception {
//第一件事
C validateCode = generate(request);
//第二件事
save(request, validateCode);
//第三件事
send(request, validateCode);
}
/**
* 生成驗證碼
*
*/
private C generate(ServletWebRequest request) {
String type = getProcessorType(request);
//這裏 image+CodeGenerator = imgCodeGenerator 對應的就是ImageCodeGeneratorServiceService
ValidateCodeGeneratorService validateCodeGenerator = validateCodeGeneratorMap.get(type.concat(ValidateCodeGeneratorService.CODE_GENERATOR));
return (C) validateCodeGenerator.generate(request);
}
/**
* 保存驗證碼到session中
*/
private void save(ServletWebRequest request, C validateCode) {
//這裏也是封裝了一下
sessionStrategy.setAttribute(request, SESSION_KEY_PREFIX.concat(getProcessorType(request).toUpperCase()), validateCode);
}
/**
* 發送驗證碼 （只有發送驗證碼是需要自己去實現的。）
*/
protected abstract void send(ServletWebRequest request, C validateCode) throws Exception;
/**
* 獲取請求URL中具體請求的驗證碼類型
*
*/
private String getProcessorType(ServletWebRequest request) {
// 獲取URI分割后的第二個片段 (/code/image 通過/code/ 切割后就只剩下 image
return StringUtils.substringAfter(request.getRequest().getRequestURI(), SEPARATOR);
}
}
簡單說明：
1、這裏用到了Spring一個特性就是Map<String, ValidateCodeGeneratorService> validateCodeGeneratorMap 可以把ValidateCodeGeneratorService所以的實現類都放
到這個map中,key為bean的名稱。
2、抽象類中實現了 ValidateCodeProcessor接口的processor方法，它主要是完成了驗證碼的創建、保存和發送的功能。
3、generate 方法根據傳入的不同泛型而生成了特定的驗證碼。
4、save 方法是將生成的驗證碼實例對象存入到session中，兩種驗證碼的存儲方式一致，只是有個key不一致,所以代碼也是通用的。
5、send 方法一個抽象方法，分別由ImageCodeProcessorService和SmsCodeProcessorService來具體實現，也是根據泛型來判斷具體調用哪一個具體的實現類的send方法。
3、驗證碼的生成接口
上面說過驗證的生成應該也是通過實現類
ValidateCodeGeneratorService
public interface ValidateCodeGeneratorService {
/**
* 這個常量也是用來 type+CodeGeneratorService獲取對於bean對象
*/
String CODE_GENERATOR = "CodeGeneratorService";
/**
* 生成驗證碼
* 具體是圖片驗證碼 還是短信驗證碼就需要對應的實現類
*/
ValidateCode generate(ServletWebRequest request);
}
圖形驗證碼具體實現類
mageCodeGeneratorServiceImpl
@Data
@Component("imageCodeGeneratorService")
public class ImageCodeGeneratorServiceImpl implements ValidateCodeGeneratorService {
private static final String IMAGE_WIDTH_NAME = "width";
private static final String IMAGE_HEIGHT_NAME = "height";
private static final Integer MAX_COLOR_VALUE = 255;
@Autowired
private ValidateCodeProperties validateCodeProperties;
@Override
public ImageCode generate(ServletWebRequest request) {
int width = ServletRequestUtils.getIntParameter(request.getRequest(), IMAGE_WIDTH_NAME, validateCodeProperties.getImage().getWidth());
int height = ServletRequestUtils.getIntParameter(request.getRequest(), IMAGE_HEIGHT_NAME,validateCodeProperties.getImage().getHeight());
BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
Graphics g = image.getGraphics();
Random random = new Random();
// 生成畫布
g.setColor(getRandColor(200, 250));
g.fillRect(0, 0, width, height);
g.setFont(new Font("Times New Roman", Font.ITALIC, 20));
g.setColor(getRandColor(160, 200));
for (int i = 0; i < 155; i++) {
int x = random.nextInt(width);
int y = random.nextInt(height);
int xl = random.nextInt(12);
int yl = random.nextInt(12);
g.drawLine(x, y, x + xl, y + yl);
}
// 生成数字驗證碼
StringBuilder sRand = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < validateCodeProperties.getImage().getLength(); i++) {
String rand = String.valueOf(random.nextInt(10));
sRand.append(rand);
g.setColor(new Color(20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110), 20 + random.nextInt(110)));
g.drawString(rand, 13 * i + 6, 16);
}
g.dispose();
return new ImageCode(image, sRand.toString(), validateCodeProperties.getImage().getExpireIn());
}
/**
* 生成隨機背景條紋
*
* @param fc 前景色
* @param bc 背景色
* @return RGB顏色
*/
private Color getRandColor(int fc, int bc) {
Random random = new Random();
if (fc > MAX_COLOR_VALUE) {
fc = MAX_COLOR_VALUE;
}
if (bc > MAX_COLOR_VALUE) {
bc = MAX_COLOR_VALUE;
}
int r = fc + random.nextInt(bc - fc);
int g = fc + random.nextInt(bc - fc);
int b = fc + random.nextInt(bc - fc);
return new Color(r, g, b);
}
}
短信驗證碼具體實現類
SmsCodeGeneratorServiceImpl
@Data
@Component("smsCodeGeneratorService")
public class SmsCodeGeneratorServiceImpl implements ValidateCodeGeneratorService {
@Autowired
private ValidateCodeProperties validateCodeProperties;
@Override
public SmsCode generate(ServletWebRequest request) {
//生成隨機數
String code = RandomStringUtils.randomNumeric(validateCodeProperties.getSms().getLength());
return new SmsCode(code, validateCodeProperties.getSms().getExpireIn());
}
}
4、驗證碼的發送邏輯類
獲取的實現類寫好了，我們在寫發送具體的發送實現類,發送類的實現類是實現AbstractValidateCodeProcessorService抽象類的。
圖片發送實現類
ImageCodeProcessorServiceImpl
@Component("imageCodeProcessorService")
public class ImageCodeProcessorServiceImpl extends AbstractValidateCodeProcessorService<ImageCode> {
private static final String FORMAT_NAME = "JPEG";
/**
* 發送圖形驗證碼，將其寫到相應中
*
* @param request ServletWebRequest實例對象
* @param imageCode 驗證碼
*/
@Override
protected void send(ServletWebRequest request, ImageCode imageCode) throws Exception {
ImageIO.write(imageCode.getImage(), FORMAT_NAME, request.getResponse().getOutputStream());
}
}
短信發送具體實現類。這裏只是後台輸出就好了，實際中只要接入對於的SDK就可以了。
SmsCodeProcessorServiceImpl
@Component("smsCodeProcessorService")
public class SmsCodeProcessorServiceImpl extends AbstractValidateCodeProcessorService<SmsCode> {
private static final String SMS_CODE_PARAM_NAME = "mobile";
@Override
protected void send(ServletWebRequest request, SmsCode smsCode) throws Exception {
//這裡有一個參數也是前端需要傳來的 就是用戶的手機號
String mobile = ServletRequestUtils.getRequiredStringParameter(request.getRequest(), SMS_CODE_PARAM_NAME);
// 這裏僅僅寫個打印，具體邏輯一般都是調用第三方接口發送短信
System.out.println("向手機號為：" + mobile + "的用戶發送驗證碼：" + smsCode.getCode());
}
整個大致就是這樣，我們再來測試一下。
三、測試
1、ValidateCodeController接口
獲取驗證碼接口
@RestController
@Slf4j
public class ValidateCodeController {
@Autowired
private Map<String, ValidateCodeProcessorService> validateCodeProcessorMap;
@RequestMapping("/code/{type}")
public void createCode(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, @PathVariable String type) throws Exception {
if(!StringUtils.equalsAny(type, "image", "sms")){
log.info("type類型錯誤 type={}",type);
return;
};
//根據type獲取具體的實現類
ValidateCodeProcessorService validateCodeProcessorService = validateCodeProcessorMap.get(type.concat(ValidateCodeProcessorService.CODE_PROCESSOR));
validateCodeProcessorService.processor(new ServletWebRequest(request, response));
}
}
2、獲得圖形驗證碼
獲取成功
3、獲取短信驗證碼
獲取短信驗證碼需要多傳一個參數就是mobile 手機號碼
因為這裏發送短信沒有接第三方SDK,而是直接在控制台輸出
參考
1、Spring Security技術棧開發企業級認證與授權（JoJo）
這一套架構設計真的非常的好,代碼可讀性和可用性都非常高，以後如果要接第三個驗證碼只要實現發送和獲取的接口來自定義實a現就好了。很受啟發！
別人罵我胖，我會生氣，因為我心裏承認了我胖。別人說我矮，我就會覺得好笑，因為我心裏知道我不可能矮。這就是我們為什麼會對別人的攻擊生氣。
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