怎樣淺談Java訪問控制機制

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Java 訪問控制機制的原理是：在某些策略配置文件中預(yù)定義好某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限，當(dāng)某些代碼以某個權(quán)限訪問某個資源的時候，如果對該資源預(yù)指定的權(quán)限中沒有該權(quán)限，則禁止訪問，否則可以訪問。

上面一段話讀起來比較晦澀，下面先以數(shù)據(jù)庫用戶和數(shù)據(jù)表為例來說明。

指定某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限

某些代碼：用戶 Admin, X

某些資源：數(shù)據(jù)庫表 User

操作權(quán)限：用戶 Admin(某些代碼)對 User 表(某些資源) 具有 CRUD 權(quán)限

用戶 X(某些代碼)對 User 表(某些資源) 具有 R 權(quán)限

某些代碼以某個權(quán)限訪問某個資源

用戶 X(某些代碼)查詢(某個權(quán)限) User 表(某些資源)，因為預(yù)定義中用戶 X 對 User 表是有查詢權(quán)限的，所以檢查通過

用戶 X(某些代碼)刪除(某個權(quán)限) User 表(某些資源) 中某條數(shù)據(jù)，因為預(yù)定義中用戶 X 對 User 表只有查詢權(quán)限，沒有刪除權(quán)限的，所以檢查不通過

在 Java 中，道理也是一樣的，只是 Java 中某個類相當(dāng)于上面的某個用戶，如 ClassA 相當(dāng)于用戶 Admin， ClassB 相當(dāng)于用戶 X。 但是在 Java 中情況稍微復(fù)雜一點，比如 ClassB 可以調(diào)用 ClassA 的方法，那么這時候，權(quán)限將如何檢查呢?還是以例子來說明。

指定某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限

某些代碼：用戶 ClassA, ClassB

某些資源：某個配置文件 x.properties

操作權(quán)限：ClassA(某些代碼)對 x.properties(某些資源) 具有讀寫權(quán)限

ClassB(某些代碼)對 x.properties(某些資源) 具有讀權(quán)限

某些代碼以某個權(quán)限訪問某個資源

ClassA(某些代碼)讀或?qū)?某個權(quán)限) 配置文件x.properties(某些資源)，因為預(yù)定義中ClassA 對 x.properties是有讀和寫權(quán)限的，所以檢查通過

ClassB(某些代碼)讀(某個權(quán)限) 配置文件x.properties(某些資源)，因為預(yù)定義中ClassB對 x.properties是有讀權(quán)限的，所以檢查通過

ClassB(某些代碼)寫(某個權(quán)限) 配置文件x.properties(某些資源)，因為預(yù)定義中ClassB對 x.properties是沒有寫權(quán)限的，所以檢查不通過

Class B 調(diào)用 ClassA 的寫 x.properties 文件方法，是什么檢查過程呢?

在 Java 中，不管有幾個類的反復(fù)調(diào)用，最終都是以某個權(quán)限操作某個資源，如這里是 Class B 調(diào)用 ClassA，其最終操作權(quán)限是以寫的權(quán)限去操作 x.properties 文件。那么 Java 就會對反復(fù)調(diào)用過程中的所有類進(jìn)行檢查，看它們對 x.properties 文件是否有寫權(quán)限，如果都有則通過，只要任何一個類沒有該權(quán)限，則不通過。

其中檢查的過程與調(diào)用過程是互為逆向的。如在上例中，ClassB 調(diào)用 ClassA 的去寫 x.properties 文件，那么 JVM 就會先檢查 ClassA 對 x.properties 文件是否有寫權(quán)限，因為預(yù)定義中有，所以 ClassA 通過。接下來檢查 ClassB，因為預(yù)定義中，ClassB對 x.properties 文件沒有寫 權(quán)限，所以檢查不通過，本次操作失敗。

在 Java 訪問控制機制中，主要有以下幾個類：

SecurityManager

AccessController

AccessControlContext

ProtectionDomain

PermissionCollection

Permission

Policy

SecurityManager/ AccessController

訪問控制的入口類。在 Java 中，訪問控制默認(rèn)是關(guān)閉的。

AccessControlContext

類的調(diào)用過程上下文。它以棧的形式保存類的調(diào)用過程，如在上面例子中，ClassB 調(diào)用 ClassA，那么 AccessControlContext 的棧底是 ClassB，棧頂是 ClassA，如果 ClassA 再調(diào)用 ClassC，那么 ClassC 在壓入棧，棧頂變成了 ClassC

ProtectionDomain

這是一個關(guān)鍵的類。它定義了“某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限”，亦即那個目錄下的代碼對那些資源有哪些操作權(quán)限。它有三個屬性：

某些代碼

一般是指某個目錄下的所有代碼，如 “JRE_HOEM/lib/ext”在 Java 中表示為 CodeBase

某些資源

比如 conf 目錄下的文件，在 Java 中表現(xiàn)為某個文件(夾)路徑 BasePath

某些權(quán)限

是指某些代碼對對某些資源操作權(quán)限的集合，比如讀權(quán)限、寫權(quán)限，在 Java 中表現(xiàn)為 PermissionCollection 類。

PermissionCollection

權(quán)限的集合類。如文件讀權(quán)限、文件寫權(quán)限的集合：

FilePermission(file,SecurityConstants.FILE_WRITE_ACTION)

FilePermission(file,SecurityConstants.FILE_READ_ACTION)

Permission

某個具體的權(quán)限。如文件讀權(quán)限 FilePermission(file,SecurityConstants.FILE_WRITE_ACTION)

Policy

“指定某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限”的策略定義在策略文件中，Policy 負(fù)責(zé)從配置文件中讀取這些策略，并根據(jù)策略文件構(gòu)建 ProtectionDomain。JVM 中只有一個 Policy 對象。

“某些代碼對某些資源具有某些操作權(quán)限”建立過程

在 Java 中，每個類都有一個 ProtectionDomain 的一個引用，因為每個類都屬于某個特定的目錄下，這樣就可以知道某個類對某些資源有哪些操作權(quán)限了。下面看每個類與 ProtectionDomain 建立關(guān)系的過程：

當(dāng) ClassLoader 去加載一個 class 的時候，它會把這個類及授給這個類的權(quán)限集封裝到“java.security.ProtectionDomain”中，其中這些權(quán)限是通過 ClassLoader并根據(jù)策略文件進(jìn)行分配的。

1) 找到類字節(jié)碼的加載 URL

2) 如果這個類是從包 java.* 中加載的，那就把該類與內(nèi)在的 System ProtectionDomain 關(guān)聯(lián)，其中 System ProtectionDomain 是具有全部權(quán)限(AllPermission)的。如果該類不是從包 java.* 中加載的，則繼續(xù)

3) 如果該類要關(guān)聯(lián)的 ProtectionDomain 以及存在，則直接添加它們之間引用關(guān)系即可，否則繼續(xù)

4) 創(chuàng)建一個 CodeSource 對象，里面封裝了類字節(jié)碼的加載路徑

5) 創(chuàng)建一個 PermissionCollection 對象，并把策略文件中賦給 CodeSource 的權(quán)限封裝到該 PC 對象中

6) 創(chuàng)建一個 ProtectionDomain，里面封裝了 CodeSource 和 PermissionCollection 對象，即那些代碼對那些資源有那些操作權(quán)限：ProtectionDomain = new ProtectionDomain(CodeSource,PermissionCollection)

7) 把剛加載的 class 類與當(dāng)前的 ProtectionDomain 關(guān)聯(lián)

各個類之間引用調(diào)用關(guān)系這里不闡述，下面繼續(xù)看例子：

現(xiàn)在假設(shè)有如下代碼：${user.dir}/testA/ClassA ${user.dir}/testB/ClassB

有如下資源：${user.dir}/conf/x.properties

加入在 Java 策略文件中添加如下策略：

grant codeBase "file:${user.dir}/testA/*" {

permission java.io.FilePermission "${user.dir}/conf *", "read";

permission java.io.FilePermission "${user.dir}/conf *", "write";

};

grant codeBase "file:${user.dir}/testB/*" {

permission java.io.FilePermission "${user.dir}/conf *", "read";

};

上面有提到，在Java 中每個 Class都保存有 ProtectionDomain的引用，這里 ClassA 和 ClassB 的 ProtectionDomain 模型如下：

怎樣淺談Java訪問控制機制
怎樣淺談Java訪問控制機制

下面假設(shè) ClassB 調(diào)用 ClassA 的去寫 x.poperties 文件，那么 AccessControlContext 和 PermissionCollection 對應(yīng)模型是這樣的：

怎樣淺談Java訪問控制機制

當(dāng) AccessController.checkPermission 開始檢查權(quán)限時，它知道要本次要檢查的權(quán)限是 FilePermission(“x.properties”, “write”)，即對 “x.properties”的寫權(quán)限。于是它先獲取調(diào)用過程上下文中所有類(main(JVM)-->ClassB-->ClassA-->FileOutputStream-->AccessController)的 ProtectedDomain 找出來：

JVM 從 mian 執(zhí)行的，它的 ProtectedDomain 是 SystemDomain

ClassA 的 ProtectedDomain 是 ProtectedDomainA

ClassB 的 ProtectedDomain 是 ProtectedDomainB

FileInputStream 和 AccessController 的 ProtectedDomain 是 SystemDomain

把訪問上下文的 ProtectedDomain 都找出來后，就逐個檢查每個 ProtectedDomain 是否有 FilePermission(“x.properties”, “write”) 權(quán)限。因為在 Java 訪問控制機制中，它要確保每個調(diào)用的類都有該權(quán)限才能通過檢查。

于是，開始做下面檢查：

1) AccessController-->SystemDomain : Java 內(nèi)部代碼保護(hù)域，具有所有操作權(quán)限，檢查通過

2) FileInputStream-->SystemDomain : Java 內(nèi)部代碼保護(hù)域，具有所有操作權(quán)限，檢查通過

3) ClassA-->ProtectedDomainA: 在上面的 ProtectedDomainA 模型中，我們知道它是有 FilePermission(“x.properties”, “write”) 權(quán)限的，檢查通過

4) ClassB-->ProtectedDomainB: 在上面的 ProtectedDomainB 模型中，我們知道它沒有 FilePermission(“x.properties”, “write”) 權(quán)限的，檢查不通過

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文章標(biāo)題：怎樣淺談Java訪問控制機制
文章源于：http://muchs.cn/article20/ipgsjo.html

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