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系統(tǒng)基于Redis的權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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權(quán)限是現(xiàn)代軟件系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)，特別是在多用戶(hù)共享數(shù)據(jù)和資源的應(yīng)用程序中更是如此。一旦用戶(hù)權(quán)限出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)癱瘓或者其他的不良后果。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)高效、可靠的權(quán)限系統(tǒng)非常重要。本文介紹了一個(gè)基于Redis的權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。
一、設(shè)計(jì)思路
在現(xiàn)代軟件系統(tǒng)中，權(quán)限控制通常包括兩個(gè)關(guān)鍵步驟：身份驗(yàn)證和授權(quán)。身份驗(yàn)證主要是驗(yàn)證用戶(hù)是否具有訪問(wèn)系統(tǒng)的權(quán)限，而授權(quán)則是根據(jù)用戶(hù)的權(quán)限等級(jí)，授予其對(duì)系統(tǒng)中不同資源的訪問(wèn)權(quán)限。本文的權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了授權(quán)的功能。
Redis是一個(gè)高性能的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，支持?jǐn)?shù)據(jù)的持久化和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作?？紤]到權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)需要支持快速查詢(xún)、添加和刪除用戶(hù)權(quán)限，以及快速的訪問(wèn)授權(quán)信息，因此我們選擇了Redis作為權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)的存儲(chǔ)引擎。
為方便起見(jiàn)，我們假設(shè)權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)中只有兩個(gè)資源，即文件和數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶(hù)的權(quán)限等級(jí)也只有兩個(gè)，分別為普通用戶(hù)和管理員。在此之上，我們可以擴(kuò)展該系統(tǒng)的資源類(lèi)型和權(quán)限等級(jí)。
二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)子系統(tǒng)：用戶(hù)驗(yàn)證子系統(tǒng)和授權(quán)管理子系統(tǒng)。用戶(hù)驗(yàn)證子系統(tǒng)負(fù)責(zé)驗(yàn)證用戶(hù)身份，確定其是否允許訪問(wèn)系統(tǒng)；授權(quán)管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理用戶(hù)的授權(quán)信息，確保用戶(hù)具有訪問(wèn)資源的權(quán)限。
2.1 用戶(hù)驗(yàn)證子系統(tǒng)
用戶(hù)驗(yàn)證子系統(tǒng)需要一個(gè)能夠驗(yàn)證用戶(hù)身份的模塊，同時(shí)還需要一個(gè)用戶(hù)信息存儲(chǔ)模塊。在本文中，我們使用了Spring Security作為用戶(hù)驗(yàn)證子系統(tǒng)的驗(yàn)證模塊，使用Redis作為用戶(hù)信息存儲(chǔ)模塊。Spring Security是一個(gè)基于Spring的安全框架，它提供了諸如身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制、單點(diǎn)登錄等功能。
我們提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的用戶(hù)信息管理類(lèi)，這個(gè)類(lèi)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)信息的添加、刪除和查詢(xún)，同時(shí)還包括了一個(gè)查詢(xún)用戶(hù)權(quán)限等級(jí)的方法。
2.2 授權(quán)管理子系統(tǒng)
授權(quán)管理子系統(tǒng)的主要功能是管理授權(quán)信息。授權(quán)信息包括：哪些用戶(hù)被授予了訪問(wèn)特定資源的權(quán)限、用戶(hù)的權(quán)限等級(jí)、以及授權(quán)信息的有效期等。授權(quán)系統(tǒng)將授權(quán)信息存儲(chǔ)在Redis數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提供了一個(gè)API，供其他子系統(tǒng)查詢(xún)授權(quán)信息。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們使用了一個(gè)Hash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)授權(quán)信息。Hash是Redis的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)鍵-值映射的集合。我們使用用戶(hù)ID作為Hash的鍵，授權(quán)信息作為鍵的值。下面是一個(gè)示例授權(quán)信息：
{
"user_id": "123456",
"resources": [
{"resource_type":"file", "resource_id":"file1"},
{"resource_type":"database", "resource_id":"db1"}
],
"level": "admin",
"expiry": "2022-01-01 00:00:00"
}
每一個(gè)授權(quán)信息都包括了用戶(hù)ID、資源類(lèi)型、資源ID、權(quán)限等級(jí)和有效期等信息。授權(quán)信息的有效期用于控制用戶(hù)的訪問(wèn)權(quán)限，過(guò)期的授權(quán)信息將被系統(tǒng)自動(dòng)刪除。
為了提高查詢(xún)效率，我們也使用了Redis的多個(gè)Sorted Set來(lái)存儲(chǔ)授權(quán)信息。\Ssorted Set是Redis的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)有序的元素集合。我們使用管理員用戶(hù)和普通用戶(hù)分別作為Sorted Set的鍵，授權(quán)信息的有效期和用戶(hù)ID作為Sorted Set的元素。下面是一個(gè)示例授權(quán)信息：
admin_users_sorted_set.add("2021-01-01 00:00:00|123456")
normal_users_sorted_set.add("2022-01-01 00:00:00|654321")
以上示例中，admin_users_sorted_set和normal_users_sorted_set分別存儲(chǔ)了管理員和普通用戶(hù)的授權(quán)信息。授權(quán)信息中的有效期用于Sorted Set的排序。因此，我們可以通過(guò)一次查詢(xún)操作，獲取指定時(shí)間內(nèi)的所有用戶(hù)權(quán)限信息。
三、代碼實(shí)現(xiàn)
以下是系統(tǒng)的核心代碼實(shí)現(xiàn)：
/**
* 授權(quán)管理系統(tǒng)
*/
public class AuthenticationManager {
RedisTemplate template;
// 用戶(hù)的權(quán)限等級(jí)
public enum AuthLevel {
ADMIN,
NORMAL
}
/**
* 構(gòu)造函數(shù)，需要傳入RedisTemplate實(shí)例
*/
public AuthenticationManager(RedisTemplate template) {
this.template = template;
}
/**
* 新增授權(quán)
* @param userid 用戶(hù)ID
* @param resources 資源列表
* @param level 權(quán)限等級(jí)
* @param expiry 授權(quán)信息的有效期
*/
public void addAuthorization(string userId, List resources,
AuthLevel level, String expiry) {
Map authInfo = new HashMap();
authInfo.put("user_id", userId);
authInfo.put("resources", resources);
authInfo.put("level", level.name());
authInfo.put("expiry", expiry);
String hashKey = "auth_info:" + userId;
template.opsForHash().putAll(hashKey, authInfo);
// 添加用戶(hù)身份到Sorted Set
if (level == AuthLevel.ADMIN) {
template.opsForZSet().add("admin_users", userId, toMillis(expiry));
} else {
template.opsForZSet().add("normal_users", userId, toMillis(expiry));
}
}
/**
* 移除授權(quán)信息
* @param userId 用戶(hù)ID
*/
public void removeAuthorization(String userId) {
template.delete("auth_info:" + userId);
template.opsForZSet().remove("admin_users", userId);
template.opsForZSet().remove("normal_users", userId);
}
/**
* 檢查用戶(hù)是否有訪問(wèn)資源的權(quán)限
* @param userId 用戶(hù)ID
* @param resourceType 資源類(lèi)型
* @param resourceId 資源ID
* @return 是否有訪問(wèn)權(quán)限
*/
public boolean hasAuthorization(String userId, String resourceType, String resourceId) {
// 1. 查詢(xún)用戶(hù)權(quán)限等級(jí)
AuthLevel level = getUserAuthLevel(userId);
if (level == null) {
throw new RuntimeException("User " + userId + " is not authorized!");
}
// 2. 查詢(xún)用戶(hù)具有訪問(wèn)權(quán)限的資源
Set userResources = getUserResources(userId, level);
// 3. 判斷用戶(hù)是否具有訪問(wèn)指定資源的權(quán)限
for (Resource res : userResources) {
if (resourceType.equals(res.getType()) && resourceId.equals(res.getId())) {
return true;
}
}
return false;
}
/**
* 獲取用戶(hù)權(quán)限等級(jí)
* @param userId 用戶(hù)ID
* @return 權(quán)限等級(jí)
*/
public AuthLevel getUserAuthLevel(String userId) {
Map authInfo = template.opsForHash().entries("auth_info:" + userId);
if (authInfo.isEmpty()) {
return null;
}
String levelStr = authInfo.get("level").toString();
return AuthLevel.valueOf(levelStr.toUpperCase());
}
/**
* 獲取用戶(hù)具有訪問(wèn)權(quán)限的資源列表
* @param userId 用戶(hù)ID
* @param level 用戶(hù)權(quán)限等級(jí)
* @return 資源列表
*/
private Set getUserResources(String userId, AuthLevel level) {
String sortedSetKey = (level == AuthLevel.ADMIN) ? "admin_users" : "normal_users";
Set set = template.opsForZSet().rangeByScore(sortedSetKey, System.currentTimeMillis(),
Double.POSITIVE_INFINITY);
Set resources = new HashSet();
for (Object obj : set) {
String userId2 = obj.toString();
if (userId.equals(userId2)) {
Map authInfo = template.opsForHash().entries("auth_info:" + userId2);
List resourceList = (List) authInfo.get("resources");
for (Object resObj : resourceList) {
Map resMap = (Map
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創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過(guò)10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。專(zhuān)業(yè)提供云主機(jī)、虛擬主機(jī)、域名注冊(cè)、VPS主機(jī)、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
分享名稱(chēng)：系統(tǒng)基于Redis的權(quán)限查詢(xún)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（redis設(shè)計(jì)權(quán)限查詢(xún)）
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