Spring Security之多次登录失败后账户锁定功能的实现

在上一次写的文章中，为大家说到了如何动态的从数据库加载用户、角色、权限信息，从而实现登录验证及授权。在实际的开发过程中，我们通常会有这样的一个需求：当用户多次登录失败的时候，我们应该将账户锁定，等待一定的时间之后才能再次进行登录操作。

一、基础知识回顾

要实现多次登录失败账户锁定的功能，我们需要先回顾一下基础知识：

Spring Security 不需要我们自己实现登录验证逻辑，而是将用户、角色、权限信息以实现UserDetails和UserDetailsService接口的方式告知Spring Security。具体的登录验证逻辑Spring Security 会帮助我们实现。
UserDetails接口中有一个方法叫做isAccountNonLocked()用于判断账号是否被锁定，也就是说我们应该通过该方法对应的set方法setAccountNonLocked(false)告知Spring Security该登录账户被锁定。
那么应该在哪里判断账号登录失败的次数并执行锁定机制呢？当然是我们之前文章给大家介绍的《自定义登录成功及失败结果处理》的AuthenticationFailureHandler。

建议您先阅读本文，如果您对本文的实现过程感到迷惑，建议您再翻看本号之前的相关内容。

二、实现多次登录失败锁定的原理

一般来说实现这个需求，我们需要针对每一个用户记录登录失败的次数nLock和锁定账户的到期时间releaseTime。具体你是把这2个信息存储在mysql、还是文件中、还是redis中等等，完全取决于你对你所处的应用架构适用性的判断。具体的实现逻辑无非就是：

登陆失败之后，从存储中将nLock取出来加1。
如果nLock大于登陆失败阈值(比如3次)，则将nLock=0，然后设置releaseTime为当前时间加上锁定周期。通过setAccountNonLocked(false)告知Spring Security该登录账户被锁定。
如果nLock小于等于1，则将nLock再次存起来。
在一个合适的时机，将锁定状态重置为setAccountNonLocked(true)。

这是一种非常典型的实现方式，笔者向大家介绍一款非常有用的开源软件叫做：ratelimitj。这个软件的功能主要是为API访问进行限流，也就是说可以通过制定规则限制API接口的访问频率。那恰好登录验证接口也是API的一种啊，我们正好也需要限制它在一定的时间内的访问次数。

三、具体实现

首先需要将ratelimitj通过maven坐标引入到我们的应用里面来。我们使用的是内存存储的版本，还有redis存储的版本，大家可以根据自己的应用情况选用。

        <dependency>
            <groupId>es.moki.ratelimitj</groupId>
            <artifactId>ratelimitj-inmemory</artifactId>
            <version>0.4.1</version>
        </dependency>

之后通过继承SimpleUrlAuthenticationFailureHandler ，实现onAuthenticationFailure方法。该实现是针对登录失败的结果的处理，在我们之前的文章中已经讲过。

@Component
public class MyAuthenticationFailureHandler extends SimpleUrlAuthenticationFailureHandler {

    @Autowired
    UserDetailsManager userDetailsManager;

    //规则定义：1小时之内5次机会，就触发限流行为
    Set<RequestLimitRule> rules = 
            Collections.singleton(RequestLimitRule.of(1 * 60, TimeUnit.MINUTES,5)); 
    RequestRateLimiter limiter = new InMemorySlidingWindowRequestRateLimiter(rules);


    @Override
    public void onAuthenticationFailure(HttpServletRequest request,
                                        HttpServletResponse response, 
                                        AuthenticationException exception) 
                                        throws IOException, ServletException {

         String userId = //从request或request.getSession中获取登录用户名
         //计数器加1，并判断该用户是否已经到了触发了锁定规则
         boolean reachLimit = limiter.overLimitWhenIncremented(userId);

        if(reachLimit){ //如果触发了锁定规则，通过UserDetails告知Spring Security锁定账户
               user.setAccountNonLocked(false);
               userDetailsManager.updateUser(user);
               SysUser user = (SysUser) userDetailsManager.loadUserByUsername(userId);
        }
        

        
        //此处省略通过response做json或html响应
    }
}

核心实现注意看代码中的注释
代码中的SysUser为UserDetails的实现类，如果不知道如何实现请参考本号之前的文章
userDetailsManager被用于管理UserDetails信息，通过改变UserDetails改变Spring Security验证行为。

四、重置锁定状态的时机

user.setAccountNonLocked(true);

重置锁定状态很简单，就是上面的代码。但是更重要的是如何选择重置锁定状态的时机。笔者能想到几种方案如下

下一次登陆的时候，自定义过滤器，加在Spring Boot过滤器链最前端做锁定状态重置的判断。
当登录账户被锁定之后，之后用户的每一次登录都会抛出LockedException。我们完全可以通过Spring Boot的全局异常捕获机制，在其中捕获LockedException，并做锁定状态的判断及重置行为。
写一个Spring 的定时器轮询，当然这是最差的方案。