一、單系統登錄機制

1、http無狀態協議

web應用采用browser/server架構，http作為通信協議。http是無狀態協議，瀏覽器的每一次請求，服務器會獨立處理，不與之前或之后的請求產生關聯，這個過程用下圖說明，三次請求/響應對之間沒有任何聯系

但這也同時意味著，任何用戶都能通過瀏覽器訪問服務器資源，如果想保護服務器的某些資源，必須限制瀏覽器請求；要限制瀏覽器請求，必須鑒別瀏覽器請求，響應合法請求，忽略非法請求；要鑒別瀏覽器請求，必須清楚瀏覽器請求狀態。既然http協議無狀態，那就讓服務器和瀏覽器共同維護一個狀態吧！這就是會話機制

2、會話機制

瀏覽器第一次請求服務器，服務器創建一個會話，并將會話的id作為響應的一部分發送給瀏覽器，瀏覽器存儲會話id，并在后續第二次和第三次請求中帶上會話id，服務器取得請求中的會話id就知道是不是同一個用戶了，這個過程用下圖說明，后續請求與第一次請求產生了關聯

服務器在內存中保存會話對象，瀏覽器怎么保存會話id呢？你可能會想到兩種方式

請求參數

cookie

將會話id作為每一個請求的參數，服務器接收請求自然能解析參數獲得會話id，并借此判斷是否來自同一會話，很明顯，這種方式不靠譜。那就瀏覽器自己來維護這個會話id吧，每次發送http請求時瀏覽器自動發送會話id，cookie機制正好用來做這件事。cookie是瀏覽器用來存儲少量數據的一種機制，數據以”key/value“形式存儲，瀏覽器發送http請求時自動附帶cookie信息

tomcat會話機制當然也實現了cookie，訪問tomcat服務器時，瀏覽器中可以看到一個名為“JSESSIONID”的cookie，這就是tomcat會話機制維護的會話id，使用了cookie的請求響應過程如下圖

3、登錄狀態

有了會話機制，登錄狀態就好明白了，我們假設瀏覽器第一次請求服務器需要輸入用戶名與密碼驗證身份，服務器拿到用戶名密碼去數據庫比對，正確的話說明當前持有這個會話的用戶是合法用戶，應該將這個會話標記為“已授權”或者“已登錄”等等之類的狀態，既然是會話的狀態，自然要保存在會話對象中，tomcat在會話對象中設置登錄狀態如下

實現了登錄狀態的瀏覽器請求服務器模型如下圖描述

每次請求受保護資源時都會檢查會話對象中的登錄狀態，只有 isLogin=true 的會話才能訪問，登錄機制因此而實現。

二、多系統的復雜性

web系統早已從久遠的單系統發展成為如今由多系統組成的應用群，面對如此眾多的系統，用戶難道要一個一個登錄、然后一個一個注銷嗎？就像下圖描述的這樣

web系統由單系統發展成多系統組成的應用群，復雜性應該由系統內部承擔，而不是用戶。無論web系統內部多么復雜，對用戶而言，都是一個統一的整體，也就是說，用戶訪問web系統的整個應用群與訪問單個系統一樣，登錄/注銷只要一次就夠了

雖然單系統的登錄解決方案很完美，但對于多系統應用群已經不再適用了，為什么呢？

單系統登錄解決方案的核心是cookie，cookie攜帶會話id在瀏覽器與服務器之間維護會話狀態。但cookie是有限制的，這個限制就是cookie的域（通常對應網站的域名），瀏覽器發送http請求時會自動攜帶與該域匹配的cookie，而不是所有cookie

既然這樣，為什么不將web應用群中所有子系統的域名統一在一個頂級域名下，例如“*.baidu.com”，然后將它們的cookie域設置為“baidu.com”，這種做法理論上是可以的，甚至早期很多多系統登錄就采用這種同域名共享cookie的方式。

然而，可行并不代表好，共享cookie的方式存在眾多局限。首先，應用群域名得統一；其次，應用群各系統使用的技術（至少是web服務器）要相同，不然cookie的key值（tomcat為JSESSIONID）不同，無法維持會話，共享cookie的方式是無法實現跨語言技術平臺登錄的，比如java、php、.net系統之間；第三，cookie本身不安全。

因此，我們需要一種全新的登錄方式來實現多系統應用群的登錄，這就是單點登錄

三、單點登錄

什么是單點登錄？單點登錄全稱Single Sign On（以下簡稱SSO），是指在多系統應用群中登錄一個系統，便可在其他所有系統中得到授權而無需再次登錄，包括單點登錄與單點注銷兩部分

1、登錄

相比于單系統登錄，sso需要一個獨立的認證中心，只有認證中心能接受用戶的用戶名密碼等安全信息，其他系統不提供登錄入口，只接受認證中心的間接授權。間接授權通過令牌實現，sso認證中心驗證用戶的用戶名密碼沒問題，創建授權令牌，在接下來的跳轉過程中，授權令牌作為參數發送給各個子系統，子系統拿到令牌，即得到了授權，可以借此創建局部會話，局部會話登錄方式與單系統的登錄方式相同。這個過程，也就是單點登錄的原理，用下圖說明

下面對上圖簡要描述

用戶訪問系統1的受保護資源，系統1發現用戶未登錄，跳轉至sso認證中心，并將自己的地址作為參數

sso認證中心發現用戶未登錄，將用戶引導至登錄頁面

用戶輸入用戶名密碼提交登錄申請

sso認證中心校驗用戶信息，創建用戶與sso認證中心之間的會話，稱為全局會話，同時創建授權令牌

sso認證中心帶著令牌跳轉會最初的請求地址（系統1）

系統1拿到令牌，去sso認證中心校驗令牌是否有效

sso認證中心校驗令牌，返回有效，注冊系統1

系統1使用該令牌創建與用戶的會話，稱為局部會話，返回受保護資源

用戶訪問系統2的受保護資源

系統2發現用戶未登錄，跳轉至sso認證中心，并將自己的地址作為參數

sso認證中心發現用戶已登錄，跳轉回系統2的地址，并附上令牌

系統2拿到令牌，去sso認證中心校驗令牌是否有效

sso認證中心校驗令牌，返回有效，注冊系統2

系統2使用該令牌創建與用戶的局部會話，返回受保護資源

用戶登錄成功之后，會與sso認證中心及各個子系統建立會話，用戶與sso認證中心建立的會話稱為全局會話，用戶與各個子系統建立的會話稱為局部會話，局部會話建立之后，用戶訪問子系統受保護資源將不再通過sso認證中心，全局會話與局部會話有如下約束關系

局部會話存在，全局會話一定存在

全局會話存在，局部會話不一定存在

全局會話銷毀，局部會話必須銷毀

你可以通過博客園、百度、csdn、淘寶等網站的登錄過程加深對單點登錄的理解，注意觀察登錄過程中的跳轉url與參數

2、注銷

單點登錄自然也要單點注銷，在一個子系統中注銷，所有子系統的會話都將被銷毀，用下面的圖來說明

sso認證中心一直監聽全局會話的狀態，一旦全局會話銷毀，監聽器將通知所有注冊系統執行注銷操作

下面對上圖簡要說明

用戶向系統1發起注銷請求

系統1根據用戶與系統1建立的會話id拿到令牌，向sso認證中心發起注銷請求

sso認證中心校驗令牌有效，銷毀全局會話，同時取出所有用此令牌注冊的系統地址

sso認證中心向所有注冊系統發起注銷請求

各注冊系統接收sso認證中心的注銷請求，銷毀局部會話

sso認證中心引導用戶至登錄頁面

四、部署圖

單點登錄涉及sso認證中心與眾子系統，子系統與sso認證中心需要通信以交換令牌、校驗令牌及發起注銷請求，因而子系統必須集成sso的客戶端，sso認證中心則是sso服務端，整個單點登錄過程實質是sso客戶端與服務端通信的過程，用下圖描述

sso認證中心與sso客戶端通信方式有多種，這里以簡單好用的httpClient為例，web service、rpc、restful api都可以

五、實現

只是簡要介紹下基于java的實現過程，不提供完整源碼，明白了原理，我相信你們可以自己實現。sso采用客戶端/服務端架構，我們先看sso-client與sso-server要實現的功能（下面：sso認證中心=sso-server）

sso-client

攔截子系統未登錄用戶請求，跳轉至sso認證中心

接收并存儲sso認證中心發送的令牌

與sso-server通信，校驗令牌的有效性

建立局部會話

攔截用戶注銷請求，向sso認證中心發送注銷請求

接收sso認證中心發出的注銷請求，銷毀局部會話

sso-server

驗證用戶的登錄信息

創建全局會話

創建授權令牌

與sso-client通信發送令牌

校驗sso-client令牌有效性

系統注冊

接收sso-client注銷請求，注銷所有會話

接下來，我們按照原理來一步步實現sso吧！

1、sso-client攔截未登錄請求

java攔截請求的方式有servlet、filter、listener三種方式，我們采用filter。在sso-client中新建LoginFilter.java類并實現Filter接口，在doFilter()方法中加入對未登錄用戶的攔截

2、sso-server攔截未登錄請求

攔截從sso-client跳轉至sso認證中心的未登錄請求，跳轉至登錄頁面，這個過程與sso-client完全一樣

3、sso-server驗證用戶登錄信息

用戶在登錄頁面輸入用戶名密碼，請求登錄，sso認證中心校驗用戶信息，校驗成功，將會話狀態標記為“已登錄”

4、sso-server創建授權令牌

授權令牌是一串隨機字符，以什么樣的方式生成都沒有關系，只要不重復、不易偽造即可，下面是一個例子

String token = UUID.randomUUID().toString();

5、sso-client取得令牌并校驗

sso認證中心登錄后，跳轉回子系統并附上令牌，子系統（sso-client）取得令牌，然后去sso認證中心校驗，在LoginFilter.java的doFilter()中添加幾行

6、sso-server接收并處理校驗令牌請求

用戶在sso認證中心登錄成功后，sso-server創建授權令牌并存儲該令牌，所以，sso-server對令牌的校驗就是去查找這個令牌是否存在以及是否過期，令牌校驗成功后sso-server將發送校驗請求的系統注冊到sso認證中心（就是存儲起來的意思）

令牌與注冊系統地址通常存儲在key-value數據庫（如redis）中，redis可以為key設置有效時間也就是令牌的有效期。redis運行在內存中，速度非常快，正好sso-server不需要持久化任何數據。

令牌與注冊系統地址可以用下圖描述的結構存儲在redis中，可能你會問，為什么要存儲這些系統的地址？如果不存儲，注銷的時候就麻煩了，用戶向sso認證中心提交注銷請求，sso認證中心注銷全局會話，但不知道哪些系統用此全局會話建立了自己的局部會話，也不知道要向哪些子系統發送注銷請求注銷局部會話

7、sso-client校驗令牌成功創建局部會話

令牌校驗成功后，sso-client將當前局部會話標記為“已登錄”，修改LoginFilter.java，添加幾行

if (verifyResult) {

session.setAttribute("isLogin", true);

}

sso-client還需將當前會話id與令牌綁定，表示這個會話的登錄狀態與令牌相關，此關系可以用java的hashmap保存，保存的數據用來處理sso認證中心發來的注銷請求

8、注銷過程

用戶向子系統發送帶有“logout”參數的請求（注銷請求），sso-client攔截器攔截該請求，向sso認證中心發起注銷請求