Spring Boot 登录实现：JWT 与 Session 全面对比与实战讲解

Spring Boot 登录实现：JWT 与 Session 全面对比与实战讲解

2025.5.21-23:11今天在学习黑马点评时突然发现用的是与苍穹外卖jwt不一样的登录方式-Session，于是就想记录一下这两种方式有什么不同

在实际开发中，登录认证是后端最基础也是最重要的模块之一。常见的实现方式主要有两种：Session 登录 和 JWT（JSON Web Token）登录。

下面将从原理、使用场景、优缺点、代码结构等角度，来对比这两种方案，然后给出 Spring Boot 中的实际应用建议，帮助在实际项目中做出合理选择。

一、登录认证基本流程

无论是 JWT 还是 Session，登录的本质流程都是：

  1. 用户发送用户名和密码；
  2. 后端验证成功后，生成认证信息；
  3. 后端将认证信息返回给客户端；
  4. 客户端携带认证信息访问受保护接口；
  5. 后端验证该认证信息是否合法。

二、Session 登录机制

1. 原理说明

  • 用户第一次登录成功后，服务器创建一个 Session，并在服务器内存或 Redis 中保存用户信息；
  • 同时将 Session ID 写入到浏览器的 Cookie 中；
  • 用户每次请求都会自动携带该 Cookie，服务器根据 Session ID 获取用户信息。
    在这里插入图片描述

2. 代码实现示例

登录接口：
@PostMapping("/login")
public Result login(@RequestBody LoginDTO loginDTO, HttpSession session) {User user = userService.login(loginDTO);session.setAttribute("user", user);return Result.success();
}
拦截器判断是否登录：
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {Object user = request.getSession().getAttribute("user");if (user == null) {response.setStatus(401);return false;}return true;
}

三、JWT 登录机制

1. 原理说明

  • 用户登录成功后，服务器签发一个加密的 JWT Token；
  • 客户端将 Token 保存在 LocalStorage 或 Cookie；
  • 每次请求都将 Token 放在 Authorization 请求头中；
  • 服务器解析并验证 Token，从中读取用户信息。
    在这里插入图片描述

2. JWT Token 的组成

JWT 一般由三部分组成：

Header.Payload.Signature

例如：

eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJ1c2VySWQiOjEyMywidXNlcm5hbWUiOiJsaTIzIn0.sD_Kpdi2M...

3. JWT 登录代码示例

登录生成 Token：
@PostMapping("/login")
public Result login(@RequestBody LoginDTO loginDTO) {User user = userService.login(loginDTO);String token = JwtUtil.generateToken(user); // 自定义工具类生成 tokenreturn Result.success(token);
}
前端请求携带 Token：
GET /user/info HTTP/1.1
Authorization: Bearer eyJhbGciOiJIUzI1NiJ9...
拦截器验证 Token：
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {String token = request.getHeader("Authorization");Claims claims = JwtUtil.parseToken(token);if (claims == null) {response.setStatus(401);return false;}return true;
}

在这里插入图片描述

四、Session vs JWT 对比总结

特性SessionJWT
存储位置服务端（内存/Redis）客户端（LocalStorage/Cookie）
状态性有状态无状态
跨域支持不友好（需处理 Cookie）友好
性能频繁读写服务端存储只需签名验证
安全性较高（信息在服务端）中等（需防止 Token 泄露）
适用场景传统 Web 应用前后端分离、微服务、移动端

五、实战项目推荐

在实际项目中，建议根据以下场景选择：

  • 中小型 Web 应用：推荐使用 Session，实现简单，安全性高；
  • 前后端分离项目：推荐使用 JWT，无状态，跨域友好；
  • 大型系统：考虑 JWT + Session 混合使用，结合两者优势。

六、JWT 常见安全建议

  1. 设置过期时间（exp），避免 token 永久有效；
  2. 使用 HTTPS，防止 Token 被中间人截获；
  3. 配合 Refresh Token 实现续签；
  4. 用户登出时将 Token 加入 Redis 黑名单；
  5. Token 不应包含敏感信息（如密码、身份证号等）。

七、总结

Session 和 JWT 各有优缺点，选择时需根据项目实际情况权衡：

  • Session 适合传统 Web 应用，安全性高，实现简单；
  • JWT 适合前后端分离、微服务架构，无状态，扩展性强。

在实际开发中，还可以结合两者的优势，实现更灵活、安全的认证方案。

八、登录超时控制

1. Session 登录的过期控制

# application.yml 中配置 Session 失效时间（单位分钟）
server:servlet:session:timeout: 30

Session 登录通常依赖浏览器 Cookie，每次请求自动续期，适合长期在线场景。

2. JWT 的过期控制

JWT 自带 exp 字段，在生成 Token 时设置过期时间：

// JwtUtil 生成 Token 示例
public static String generateToken(User user) {Date now = new Date();Date expireDate = new Date(now.getTime() + EXPIRE_TIME); // 设置过期时间return Jwts.builder().setHeaderParam("typ", "JWT").setSubject(user.getId().toString()).setIssuedAt(now).setExpiration(expireDate).claim("username", user.getUsername()).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, SECRET) // 签名加密.compact();
}

九、JWT 的刷新机制（Refresh Token）

为了避免用户频繁登录，可以实现 Refresh Token 机制：

  1. 登录时生成两个 Token：AccessToken（短过期）和 RefreshToken（长过期）；
  2. AccessToken 过期后，使用 RefreshToken 重新获取 AccessToken；
  3. RefreshToken 也过期时，才需要用户重新登录。
// 登录接口返回两个 Token
@PostMapping("/login")
public Result login(@RequestBody LoginDTO loginDTO) {User user = userService.login(loginDTO);String accessToken = JwtUtil.generateAccessToken(user);String refreshToken = JwtUtil.generateRefreshToken(user);Map<String, String> tokens = new HashMap<>();tokens.put("accessToken", accessToken);tokens.put("refreshToken", refreshToken);return Result.success(tokens);
}// 刷新 Token 接口
@PostMapping("/refreshToken")
public Result refreshToken(@RequestBody RefreshTokenDTO dto) {// 验证 RefreshToken 有效性Claims claims = JwtUtil.parseRefreshToken(dto.getRefreshToken());if (claims == null) {return Result.error("登录已过期，请重新登录");}// 重新生成 AccessTokenUser user = userService.getById(Long.valueOf(claims.getSubject()));String accessToken = JwtUtil.generateAccessToken(user);return Result.success(accessToken);
}

十、登出与 Redis 黑名单机制

JWT 本身无法主动失效，但可以通过 Redis 黑名单实现：

// 登出接口
@PostMapping("/logout")
public Result logout(HttpServletRequest request) {String token = request.getHeader("Authorization");if (token != null && token.startsWith("Bearer ")) {token = token.substring(7);// 解析 Token 获取过期时间Claims claims = JwtUtil.parseToken(token);if (claims != null) {Date expireDate = claims.getExpiration();long expireSeconds = (expireDate.getTime() - System.currentTimeMillis()) / 1000;// 将 Token 加入 Redis 黑名单，直到过期redisTemplate.opsForValue().set("jwt:blacklist:" + token, "invalid", expireSeconds, TimeUnit.SECONDS);}}return Result.success();
}// 拦截器中检查黑名单
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {String token = request.getHeader("Authorization");if (token != null && token.startsWith("Bearer ")) {token = token.substring(7);// 检查黑名单if (redisTemplate.hasKey("jwt:blacklist:" + token)) {response.setStatus(401);return false;}// 验证 TokenClaims claims = JwtUtil.parseToken(token);if (claims == null) {response.setStatus(401);return false;}// 将用户信息存入请求request.setAttribute("userId", claims.getSubject());}return true;
}

十一、实际开发中推荐的 JWT 完整实现流程图

用户登录请求
│
▼
后端验证用户名密码
│
▼
验证成功
│
├─┬─ 生成 AccessToken（含用户 ID、角色等）
│ │
│ ├─ 生成 RefreshToken（与用户 ID 绑定）
│ │
│ └─ 将 RefreshToken 存入 Redis（设置过期时间）
│
▼
返回 AccessToken 和 RefreshToken 给前端
│
▼
前端保存 Token（如 LocalStorage）
│
▼
前端每次请求携带 AccessToken（放在 Header）
│
▼
后端拦截器验证 AccessToken
│
├─ 验证失败 ──┐
│             │
│             ▼
│      返回 401 未授权
│             │
│             ▼
│  前端使用 RefreshToken 请求新 AccessToken
│             │
│             ▼
│  后端验证 RefreshToken
│             │
│     ┌───────┴───────┐
│     │               │
│  有效              无效
│     │               │
│     ▼               ▼
│  生成新 Token     用户重新登录
│     │
│     ▼
返回新 AccessToken

十二、附录：JWT 工具类参考实现

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.Date;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;@Component
public class JwtUtil {@Value("${jwt.secret}")private String secret;@Value("${jwt.accessTokenExpireTime}")private long accessTokenExpireTime; // 分钟@Value("${jwt.refreshTokenExpireTime}")private long refreshTokenExpireTime; // 天/*** 生成 Access Token*/public String generateAccessToken(User user) {Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("username", user.getUsername());claims.put("roles", user.getRoles());return generateToken(user.getId().toString(), claims, accessTokenExpireTime * 60 * 1000);}/*** 生成 Refresh Token*/public String generateRefreshToken(User user) {return generateToken(user.getId().toString(), null, refreshTokenExpireTime * 24 * 60 * 60 * 1000);}/*** 生成 Token*/private String generateToken(String subject, Map<String, Object> claims, long expireTime) {Date now = new Date();Date expireDate = new Date(now.getTime() + expireTime);return Jwts.builder().setHeaderParam("typ", "JWT").setClaims(claims).setSubject(subject).setIssuedAt(now).setExpiration(expireDate).signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secret).compact();}/*** 解析 Token*/public Claims parseToken(String token) {try {return Jwts.parser().setSigningKey(secret).parseClaimsJws(token).getBody();} catch (Exception e) {return null;}}/*** 验证 Token 是否过期*/public boolean isTokenExpired(String token) {Claims claims = parseToken(token);if (claims == null) {return true;}Date expiration = claims.getExpiration();return expiration.before(new Date());}
}

十三、JWT 与 Session 混合使用的实践方案

在一些大型系统中，可能存在不同端口或子系统使用不同的认证方式（如后台管理系统用 Session，移动端用 JWT），这时可以采用 混合认证策略：

1. 使用建议

模块建议认证方式
管理后台（单体、Spring MVC）使用 Session（Cookie 自动管理，方便权限控制）
移动端 / 小程序 / H5使用 JWT（无状态认证，跨域安全，适合 API）
多端统一用户体系JWT + Session 混合，并通过 Redis 存储登录状态

2. 核心实现思路

  • 登录成功时，服务端生成 JWT，同时创建一个短 Session，用于后台系统交互；
  • Redis 中统一存储用户 Token 状态，便于管理和失效控制；
  • 拦截器判断请求来源（如是否含 Authorization），自动适配认证方式。

十四、常见问题 FAQ

Q1：JWT 一旦泄露是否会被无限使用？

是的，如果没有设置过期时间或失效机制（如黑名单），Token 会一直有效。所以必须：

  • 设置过期时间；
  • 使用 HTTPS；
  • 实现登出逻辑（Redis 黑名单）；

Q2：JWT 是不是比 Session 更安全？

不完全正确。JWT 只是在无状态架构下更合适，但它暴露信息在客户端，若加密不严密，反而更容易被篡改或伪造。而 Session 只存在服务端，反而更隐蔽和安全。

Q3：JWT 必须存放在 LocalStorage 吗？

不一定。也可以存放在：

  • LocalStorage（常见方式，刷新页面不丢失）；
  • SessionStorage（更安全，但刷新页面会清空）；
  • HttpOnly Cookie（防 XSS，但不支持 JS 访问，需配合后端设置跨域 Cookie）；

十六、推荐学习与实践路径

1. 学会使用 Spring MVC + Session 登录机制

在 Spring MVC 项目中，Session 登录是一种传统且有效的认证方式。
登录接口实现：
通过 HttpSession 对象将用户信息存入 Session：

@PostMapping("/login")
public String login(@RequestParam String username, @RequestParam String password, HttpSession session) {User user = userService.login(username, password);if (user != null) {session.setAttribute("user", user); // 存入 Sessionreturn "redirect:/home"; // 登录成功跳转}return "login"; // 登录失败返回登录页
}

拦截器验证登录状态：
编写拦截器检查 Session 中是否存在用户信息：

@Component
public class LoginInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {HttpSession session = request.getSession();User user = (User) session.getAttribute("user");if (user == null) { // 未登录则重定向到登录页response.sendRedirect("/login");return false;}return true; // 已登录，允许访问}
}

注册拦截器：
在 Spring MVC 配置类中指定拦截路径（如 /api/**）和排除路径（如 /login）：

@Configuration
public class WebMvcConfig implements WebMvcConfigurer {@Autowiredprivate LoginInterceptor loginInterceptor;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {registry.addInterceptor(loginInterceptor).addPathPatterns("/api/**") // 拦截所有 API 接口.excludePathPatterns("/login", "/static/**"); // 排除登录页和静态资源}
}

2. 掌握前后端分离项目中 JWT 的基本使用方式

JWT 工具类实现：
生成和解析 Token，包含过期时间和签名加密：

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import java.util.Date;public class JwtUtil {private static final String SECRET = "your_secret_key_keep_it_secure"; // 密钥（需保密）private static final long EXPIRATION_TIME = 3600000; // 1小时（毫秒）// 生成 Tokenpublic static String generateToken(String username) {Claims claims = Jwts.claims().setSubject(username); // 载荷存储用户标识Date now = new Date();Date expiration = new Date(now.getTime() + EXPIRATION_TIME); // 设置过期时间return Jwts.builder().setClaims(claims).setIssuedAt(now).setExpiration(expiration).signWith(SignatureAlgorithm.HS256, SECRET) // HS256 签名算法.compact();}// 解析 Tokenpublic static Claims parseToken(String token) {try {return Jwts.parser().setSigningKey(SECRET).parseClaimsJws(token).getBody(); // 成功解析返回载荷} catch (Exception e) {return null; // 解析失败返回 null}}
}

登录接口返回 Token：
验证用户信息后生成 Token 并返回给前端：

@PostMapping("/login")
public ResponseEntity<Map<String, String>> login(@RequestBody UserLoginRequest request) {User user = userService.authenticate(request.getUsername(), request.getPassword());if (user != null) {String token = JwtUtil.generateToken(user.getUsername());Map<String, String> result = new HashMap<>();result.put("token", token);return ResponseEntity.ok(result); // 返回 Token}return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body(null); // 认证失败
}

后端验证 Token：
通过拦截器从请求头中获取 Token 并解析验证：

public class JwtInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {String token = request.getHeader("Authorization");if (token != null && token.startsWith("Bearer ")) {token = token.substring(7); // 去除 "Bearer " 前缀Claims claims = JwtUtil.parseToken(token);if (claims != null) {// 解析成功，将用户信息存入请求（如用户 ID、角色）request.setAttribute("userId", claims.getSubject());return true;}}response.setStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED); // 未认证或 Token 无效return false;}
}

3. 实现 Token 过期 + 刷新机制

双 Token 设计：

  • AccessToken：短有效期（如 1 小时），用于接口认证；
  • RefreshToken：长有效期（如 7 天），用于刷新 AccessToken。

登录时返回双 Token：

@PostMapping("/login")
public ResponseEntity<Map<String, String>> login(@RequestBody UserLoginRequest request) {User user = userService.authenticate(request.getUsername(), request.getPassword());if (user != null) {String accessToken = JwtUtil.generateToken(user.getUsername(), "access"); // 短过期String refreshToken = JwtUtil.generateToken(user.getUsername(), "refresh"); // 长过期Map<String, String> tokens = new HashMap<>();tokens.put("accessToken", accessToken);tokens.put("refreshToken", refreshToken);return ResponseEntity.ok(tokens);}return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body(null);
}

刷新 Token 接口：
使用 RefreshToken 生成新的 AccessToken：

@PostMapping("/refresh-token")
public ResponseEntity<Map<String, String>> refreshToken(@RequestHeader("Refresh-Token") String refreshToken) {Claims claims = JwtUtil.parseToken(refreshToken);if (claims != null && "refresh".equals(claims.get("type"))) { // 验证 Token 类型String username = claims.getSubject();String newAccessToken = JwtUtil.generateToken(username, "access"); // 生成新 AccessTokenMap<String, String> result = new HashMap<>();result.put("accessToken", newAccessToken);return ResponseEntity.ok(result);}return ResponseEntity.status(HttpStatus.UNAUTHORIZED).body(null);
}

在这里插入图片描述

4. 实现 Redis 黑名单、登录限制、踢出机制

Redis 黑名单：
用户登出时将 Token 加入 Redis 黑名单，设置与 Token 剩余有效期一致的过期时间：

@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;// 登出逻辑
public void logout(String token) {Claims claims = JwtUtil.parseToken(token);if (claims != null) {long expireTime = claims.getExpiration().getTime() - System.currentTimeMillis();if (expireTime > 0) {redisTemplate.opsForValue().set("blacklist:" + token, "invalid", expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);}}
}// 拦截器中检查黑名单
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) {String token = request.getHeader("Authorization");if (redisTemplate.hasKey("blacklist:" + token)) { // 存在于黑名单则拒绝访问response.setStatus(HttpStatus.UNAUTHORIZED);return false;}// 其他验证逻辑...return true;
}

登录频率限制：
使用 Redis 记录用户登录次数，限制每分钟最多 5 次尝试：

public boolean checkLoginFrequency(String username) {String key = "login:attempts:" + username;Integer count = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);if (count != null && count >= 5) { // 超过限制return false; // 禁止登录}// 次数加 1，设置过期时间 1 分钟redisTemplate.opsForValue().increment(key, 1);redisTemplate.expire(key, 1, TimeUnit.MINUTES);return true;
}

管理员踢出用户：
将用户所有有效 Token 加入黑名单（需结合用户 ID 批量操作）：

public void kickUser(String userId) {// 查询用户所有有效 Token（需业务系统存储 Token 与用户的映射）List<String> tokens = tokenRepository.findByUserId(userId);tokens.forEach(token -> logout(token)); // 批量加入黑名单
}

5. 掌握 Spring Security 对 JWT 的整合

自定义 JWT 认证过滤器：
继承 OncePerRequestFilter，解析 Token 并设置安全上下文：

public class JwtAuthenticationFilter extends OncePerRequestFilter {private final JwtUtil jwtUtil;public JwtAuthenticationFilter(JwtUtil jwtUtil) {this.jwtUtil = jwtUtil;}@Overrideprotected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {String token = request.getHeader("Authorization");if (token != null && token.startsWith("Bearer ")) {token = token.substring(7);Claims claims = jwtUtil.parseToken(token);if (claims != null) {String username = claims.getSubject();// 构建认证对象（可添加角色权限）Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(username, null, Collections.singletonList(new SimpleGrantedAuthority("ROLE_USER")));SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication); // 设置安全上下文}}filterChain.doFilter(request, response); // 继续执行后续过滤器}
}

Spring Security 配置：
禁用 CSRF，添加 JWT 过滤器并配置权限规则：

@Configuration
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {private final JwtUtil jwtUtil;public SecurityConfig(JwtUtil jwtUtil) {this.jwtUtil = jwtUtil;}@Overrideprotected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {http.csrf().disable() // 前后端分离场景禁用 CSRF.authorizeRequests().antMatchers(HttpMethod.POST, "/login").permitAll() // 允许登录接口.antMatchers("/admin/**").hasRole("ADMIN") // 管理员接口需 ADMIN 角色.anyRequest().authenticated() // 其他接口需认证.and().addFilterBefore(new JwtAuthenticationFilter(jwtUtil), UsernamePasswordAuthenticationFilter.class); // 添加 JWT 过滤器}
}

通过 Spring Security 的整合，可更便捷地实现细粒度权限控制（如 @PreAuthorize 注解）和安全策略管理。

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技术篇-2.5.Matlab应用场景及开发工具安装

Matlab 在数学建模和数值分析等领域具有无可替代的地位。它几乎涵盖所有常见数学算法的内置函数库&#xff0c;使得从数据预处理、方程求解到优化算法的实现&#xff0c;无需编写大量底层代码即可快速完成&#xff1b;同时&#xff0c;Matlab 强大的可视化能力&#xff0c;可以…
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