RocketMQ中怎么实现权限控制

这篇文章将为大家详细讲解有关RocketMQ中怎么实现权限控制，文章内容质量较高，因此小编分享给大家做个参考，希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。

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1、简单使用

1.1、ACL是什么

ACL是access control list的简称，俗称访问控制列表。访问控制，基本上会涉及到用户、资源、权限、角色等概念，那在RocketMQ中上述会对应哪些对象呢？

用户：用户是访问控制的基础要素，RocketMQ ACL必然也会引入用户的概念，即支持用户名、密码。 资源：需要保护的对象，消息发送涉及的Topic、消息消费涉及的消费组，应该进行保护，故可以抽象成资源。 权限：针对资源，能进行的操作。 角色：RocketMQ中，只定义两种角色：是否是管理员。

1.2、RocketMQ中配置ACL

acl默认的配置文件名：plain_acl.yml,需要放在${ROCKETMQ_HOME}/store/config目录下

需要使用acl必须在服务端开启此功能，在Broker的配置文件中配置，aclEnable = true开启此功能

配置plain_acl.yml文件

globalWhiteRemoteAddresses:
- 10.10.15.*
- 192.168.0.*

accounts:
- accessKey: RocketMQ
  secretKey: 12345678
  whiteRemoteAddress:
  admin: false
  defaultTopicPerm: DENY
  defaultGroupPerm: SUB
  topicPerms:
  - topicA=DENY
  - topicB=PUB|SUB
  - topicC=SUB
  groupPerms:
  # the group should convert to retry topic
  - groupA=DENY
  - groupB=PUB|SUB
  - groupC=SUB

- accessKey: rocketmq2
  secretKey: 12345678
  whiteRemoteAddress: 192.168.1.*
  # if it is admin, it could access all resources
  admin: true

下面我们介绍一下plain_acl.yml文件中相关的参数含义及使用

字段	取值	含义
globalWhiteRemoteAddresses	*;192.168.*.*;192.168.0.1	全局IP白名单
accessKey	字符串	Access Key 用户名
secretKey	字符串	Secret Key 密码
whiteRemoteAddress	*;192.168.*.*;192.168.0.1	用户IP白名单
admin	true;false	是否管理员账户
defaultTopicPerm	DENY;PUB;SUB;PUB|SUB	默认的Topic权限
defaultGroupPerm	DENY;PUB;SUB;PUB|SUB	默认的ConsumerGroup权限
topicPerms	topic=权限	各个Topic的权限
groupPerms	group=权限	各个ConsumerGroup的权限

权限标识符的含义

权限	含义
DENY	拒绝
ANY	PUB 或者 SUB 权限
PUB	发送权限
SUB	订阅权限

处理流程

特殊的请求例如 UPDATE_AND_CREATE_TOPIC 等，只能由 admin 账户进行操作；

对于某个资源，如果有显性配置权限，则采用配置的权限；如果没有显性配置权限，则采用默认的权限

RocketMQ的权限控制存储的默认实现是基于yml配置文件。用户可以动态修改权限控制定义的属性，而不需重新启动Broker服务节点

如果ACL与高可用部署(Master/Slave架构)同时启用，那么需要在Broker Master节点的${ROCKETMQ_HOME}/store/conf/plain_acl.yml配置文件中 设置全局白名单信息，即为将Slave节点的ip地址设置至Master节点plain_acl.yml配置文件的全局白名单中

1.3、代码示例

1.3.1、生产者代码

public class AclProducer {
    public static void main(String[] args) throws MQClientException, InterruptedException {
        DefaultMQProducer producer = new DefaultMQProducer("please_rename_unique_group_name", getAclRPCHook());
        producer.setNamesrvAddr("10.10.15.246:9876;10.10.15.247:9876");
        producer.start();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
                Message msg = new Message("topicA" ,"TagA" , ("Hello RocketMQ " + i).getBytes(RemotingHelper.DEFAULT_CHARSET));
                SendResult sendResult = producer.send(msg);
                System.out.printf("%s%n", sendResult);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                Thread.sleep(1000);
            }
        }
        producer.shutdown();
    }

    static RPCHook getAclRPCHook() {
        return new AclClientRPCHook(new SessionCredentials("RocketMQ","12345678"));
    }
}

查看结果

报错提示topicA没有权限，我们在plain_acl.yml文件中配置的也确实是RocketMQ用户拒绝，生产消费topicA主题信息，我们改变主题为topicB,则发现发送消息成功，topicB=PUB|SUB设置的权限是生产消费都可以。

查看结果

1.3.2、消费者代码

public class AclConsumer {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, MQClientException {
        DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer("groupA", getAclRPCHook(),new AllocateMessageQueueAveragely());
        consumer.setConsumeFromWhere(ConsumeFromWhere.CONSUME_FROM_FIRST_OFFSET);
        consumer.subscribe("topicB", "*");
        consumer.setNamesrvAddr("10.10.15.246:9876;10.10.15.247:9876");
        consumer.registerMessageListener(new MessageListenerConcurrently() {
            @Override
            public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List msgs,
                ConsumeConcurrentlyContext context) {
                System.out.printf("%s Receive New Messages: %s %n", Thread.currentThread().getName(), msgs);
                return ConsumeConcurrentlyStatus.CONSUME_SUCCESS;
            }
        });
        consumer.start();
        System.out.printf("Consumer Started.%n");
    }

    static RPCHook getAclRPCHook() {
        return new AclClientRPCHook(new SessionCredentials("RocketMQ","12345678"));
    }
}

查看结果：发现没有任何消息被消费，也没有报错信息，对于RocketMQ用户topicB设置的就是可以可以生产可以消费的，但是我们发现其groupA=DENY是拒绝的，说明消费组是groupA则拒绝消费任何消息，我们改成groupB或者groupC查看结果。

2、源码分析

Broker端ACL原理图

2.1、Broker初始化时ACL相关操作

Broker服务启动时创建BrokerController并初始化initialize()时调用acl相关的初始化方法initialAcl（）

private void initialAcl() {
	//broker配置文件中是否开启ACL功能，默认关闭
    if (!this.brokerConfig.isAclEnable()) {
        log.info("The broker dose not enable acl");
        return;
    }
    //获取权限访问校验器的列表，加载的META-INF/service/org.apache.rocketmq.acl.AccessValidator文件中指向
    //org.apache.rocketmq.acl.plain.PlainAccessValidator，默认只有一个
    List accessValidators = ServiceProvider.load(ServiceProvider.ACL_VALIDATOR_ID, AccessValidator.class);
    if (accessValidators == null || accessValidators.isEmpty()) {
        log.info("The broker dose not load the AccessValidator");
        return;
    }
    for (AccessValidator accessValidator: accessValidators) {
        final AccessValidator validator = accessValidator;
        //注册服务端就的“钩子”对象，对权限进行校验
        this.registerServerRPCHook(new RPCHook() {
            @Override
            public void doBeforeRequest(String remoteAddr, RemotingCommand request) {
                //Do not catch the exception
                validator.validate(validator.parse(request, remoteAddr));
            }
            @Override
            public void doAfterResponse(String remoteAddr, RemotingCommand request, RemotingCommand response) {
            }
        });
    }
}

源码中有相关的注解，我们查看一下注册registerServerRPCHook方法

public void registerServerRPCHook(RPCHook rpcHook) {
	//服务端的NettyRemotingServer服务注册“钩子”函数
    getRemotingServer().registerRPCHook(rpcHook);
    this.fastRemotingServer.registerRPCHook(rpcHook);
}

关于NettyRemotingServer服务和NettyRemotingClient服务配合使用，后面章节RocketMQ Remoting会重点分析

2.2、 PlainAccessValidator权限验证器

PlainAccessValidator.parse()，根据客户端不同的请求Code其需要的检验资源也不一样

switch (request.getCode()) {
	//发送消息需要校验当前的账户的topic是否具有PUB权限
    case RequestCode.SEND_MESSAGE:
        accessResource.addResourceAndPerm(request.getExtFields().get("topic"), Permission.PUB);
        break;
    case RequestCode.SEND_MESSAGE_V2:
        accessResource.addResourceAndPerm(request.getExtFields().get("b"), Permission.PUB);
        break;
    case RequestCode.CONSUMER_SEND_MSG_BACK:
        accessResource.addResourceAndPerm(request.getExtFields().get("originTopic"), Permission.PUB);
        accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(request.getExtFields().get("group")), Permission.SUB);
        break;
    //拉取消息时需要知道该consumer账户下拉取的topic是否具有SUB权限，并且还要知道订阅组consumerGroup是否有sub权限
    case RequestCode.PULL_MESSAGE:
        accessResource.addResourceAndPerm(request.getExtFields().get("topic"), Permission.SUB);
        accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(request.getExtFields().get("consumerGroup")), Permission.SUB);
        break;
    case RequestCode.QUERY_MESSAGE:
        accessResource.addResourceAndPerm(request.getExtFields().get("topic"), Permission.SUB);
        break;
    case RequestCode.HEART_BEAT:
        HeartbeatData heartbeatData = HeartbeatData.decode(request.getBody(), HeartbeatData.class);
        for (ConsumerData data : heartbeatData.getConsumerDataSet()) {
            accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(data.getGroupName()), Permission.SUB);
            for (SubscriptionData subscriptionData : data.getSubscriptionDataSet()) {
                accessResource.addResourceAndPerm(subscriptionData.getTopic(), Permission.SUB);
            }
        }
        break;
    case RequestCode.UNREGISTER_CLIENT:
        final UnregisterClientRequestHeader unregisterClientRequestHeader =
            (UnregisterClientRequestHeader) request
                .decodeCommandCustomHeader(UnregisterClientRequestHeader.class);
        accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(unregisterClientRequestHeader.getConsumerGroup()), Permission.SUB);
        break;
    case RequestCode.GET_CONSUMER_LIST_BY_GROUP:
        final GetConsumerListByGroupRequestHeader getConsumerListByGroupRequestHeader =
            (GetConsumerListByGroupRequestHeader) request
                .decodeCommandCustomHeader(GetConsumerListByGroupRequestHeader.class);
        accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(getConsumerListByGroupRequestHeader.getConsumerGroup()), Permission.SUB);
        break;
    case RequestCode.UPDATE_CONSUMER_OFFSET:
        final UpdateConsumerOffsetRequestHeader updateConsumerOffsetRequestHeader =
            (UpdateConsumerOffsetRequestHeader) request
                .decodeCommandCustomHeader(UpdateConsumerOffsetRequestHeader.class);
        accessResource.addResourceAndPerm(getRetryTopic(updateConsumerOffsetRequestHeader.getConsumerGroup()), Permission.SUB);
        accessResource.addResourceAndPerm(updateConsumerOffsetRequestHeader.getTopic(), Permission.SUB);
        break;
    default:
        break;

}

根据request.getCode()获取当前的操作需要的权限标识集合，供后面与系统的权限配置文件plain_acl.yml中的权限标识符校验时使用

2.3、PlainPermissionLoader资源加载器

Broker初始化相关服务的时候创建了PlainAccessValidator，我们发现其默认的构造方法中调用了其权限资源加载器PlainPermissionLoader

public PlainAccessValidator() {
    aclPlugEngine = new PlainPermissionLoader();
}

创建PlainPermissionLoader对象

public PlainPermissionLoader() {
	//加载服务端的权限文件plain_acl.yml
    load();
    //开启线程每500ms检测权限文件是否改变，若改变则执行load（）从新加载权限文件
    watch();
}

查看load方法流程

public void load() {
    Map plainAccessResourceMap = new HashMap<>();
    List globalWhiteRemoteAddressStrategy = new ArrayList<>();

    JSONObject plainAclConfData = AclUtils.getYamlDataObject(fileHome + File.separator + fileName,
        JSONObject.class);

    if (plainAclConfData == null || plainAclConfData.isEmpty()) {
        throw new AclException(String.format("%s file  is not data", fileHome + File.separator + fileName));
    }
    log.info("Broker plain acl conf data is : ", plainAclConfData.toString());
    //获取全局白名单IP集合
    JSONArray globalWhiteRemoteAddressesList = plainAclConfData.getJSONArray("globalWhiteRemoteAddresses");
    if (globalWhiteRemoteAddressesList != null && !globalWhiteRemoteAddressesList.isEmpty()) {
        for (int i = 0; i < globalWhiteRemoteAddressesList.size(); i++) {
            globalWhiteRemoteAddressStrategy.add(remoteAddressStrategyFactory.
                    getRemoteAddressStrategy(globalWhiteRemoteAddressesList.getString(i)));
        }
    }
    //获取账户权限集合
    JSONArray accounts = plainAclConfData.getJSONArray("accounts");
    if (accounts != null && !accounts.isEmpty()) {
        List plainAccessConfigList = accounts.toJavaList(PlainAccessConfig.class);
        for (PlainAccessConfig plainAccessConfig : plainAccessConfigList) {
        	//构建每个账户的权限资源
            PlainAccessResource plainAccessResource = buildPlainAccessResource(plainAccessConfig);
            //放入Map中AccessKey作为key，该账户的权限资源作为value
            plainAccessResourceMap.put(plainAccessResource.getAccessKey(),plainAccessResource);
        }
    }
    this.globalWhiteRemoteAddressStrategy = globalWhiteRemoteAddressStrategy;
    this.plainAccessResourceMap = plainAccessResourceMap;
}

加载资源文件，解析其中的权限标识，等待权限校验器PlainAccessValidator调用其validate()对权限校验

2.4、权限校验流程

核心的校验方法PlainPermissionLoader.validate()

public void validate(PlainAccessResource plainAccessResource) {

    //全局的白名单IP进行校验
    for (RemoteAddressStrategy remoteAddressStrategy : globalWhiteRemoteAddressStrategy) {
        //匹配成功说明是全局的白名单IP，具有所有权限，直接返回。
    	if (remoteAddressStrategy.match(plainAccessResource)) {
            return;
        }
    }
    //判断用户名是否为空，null则抛出AclException异常
    if (plainAccessResource.getAccessKey() == null) {
        throw new AclException(String.format("No accessKey is configured"));
    }
    //校验账户是否存在于服务端的权限资源文件中plain_acl.yml，不在则抛出异常
    if (!plainAccessResourceMap.containsKey(plainAccessResource.getAccessKey())) {
        throw new AclException(String.format("No acl config for %s", plainAccessResource.getAccessKey()));
    }
    PlainAccessResource ownedAccess = plainAccessResourceMap.get(plainAccessResource.getAccessKey());
    //检查该账户的白名单IP是否匹配上客户端IP,匹配成功具有所有权限，除UPDATE_AND_CREATE_TOPIC等特殊权限需要管理员权限
    if (ownedAccess.getRemoteAddressStrategy().match(plainAccessResource)) {
        return;
    }
    //校验签名
    String signature = AclUtils.calSignature(plainAccessResource.getContent(), ownedAccess.getSecretKey());
    if (!signature.equals(plainAccessResource.getSignature())) {
        throw new AclException(String.format("Check signature failed for accessKey=%s", plainAccessResource.getAccessKey()));
    }
    //校验账户内的资源权限
    checkPerm(plainAccessResource, ownedAccess);
}

查看其对于当前账户内部的资源校验

void checkPerm(PlainAccessResource needCheckedAccess, PlainAccessResource ownedAccess) {
	//判断请求的命令的Code是否需要管理员权限，并判断该用户是否是管理员
    if (Permission.needAdminPerm(needCheckedAccess.getRequestCode()) && !ownedAccess.isAdmin()) {
        throw new AclException(String.format("Need admin permission for request code=%d, but accessKey=%s is not", needCheckedAccess.getRequestCode(), ownedAccess.getAccessKey()));
    }
    Map needCheckedPermMap = needCheckedAccess.getResourcePermMap();
    Map ownedPermMap = ownedAccess.getResourcePermMap();

    if (needCheckedPermMap == null) {
        // If the needCheckedPermMap is null,then return
        return;
    }
    for (Map.Entry needCheckedEntry : needCheckedPermMap.entrySet()) {
        String resource = needCheckedEntry.getKey();
        Byte neededPerm = needCheckedEntry.getValue();
        //判断是否是group，在构建resourcePermMap时候，group的key=RETRY_GROUP_TOPIC_PREFIX + consumerGroup
        boolean isGroup = PlainAccessResource.isRetryTopic(resource);
        //系统的权限配置文件中配置项包不含该客户端命令请求需要的权限
        if (!ownedPermMap.containsKey(resource)) {
            //判断其是否是topic还是group的权限标识，获取该类型的全局的权限是什么
            byte ownedPerm = isGroup ? needCheckedAccess.getDefaultGroupPerm() :
                needCheckedAccess.getDefaultTopicPerm();
            //核对权限
            if (!Permission.checkPermission(neededPerm, ownedPerm)) {
                throw new AclException(String.format("No default permission for %s", PlainAccessResource.printStr(resource, isGroup)));
            }
            continue;
        }
        //系统的权限配置文件中配置项包含该客户端命令请求需要的权限，则直接判断其权限
        if (!Permission.checkPermission(neededPerm, ownedPermMap.get(resource))) {
            throw new AclException(String.format("No default permission for %s", PlainAccessResource.printStr(resource, isGroup)));
        }
    }
}

所有的检验流程如果有一项不满足则抛出AclException异常

2.5、客户端发送请求

上面图中只是分析了Broker服务端的处理流程，客户端如何调用我们具体分析下我们以发送消息为例:

我们之前分析过Producer的消息发送的核心方法是DefaultMQProducerImpl.sendKernelImpl()该方法

//是否注册了“钩子”
if (this.hasSendMessageHook()) {
    context = new SendMessageContext();
    context.setProducer(this);
    context.setProducerGroup(this.defaultMQProducer.getProducerGroup());
    context.setCommunicationMode(communicationMode);
    context.setBornHost(this.defaultMQProducer.getClientIP());
    context.setBrokerAddr(brokerAddr);
    context.setMessage(msg);
    context.setMq(mq);
    String isTrans = msg.getProperty(MessageConst.PROPERTY_TRANSACTION_PREPARED);
    if (isTrans != null && isTrans.equals("true")) {
        context.setMsgType(MessageType.Trans_Msg_Half);
    }

    if (msg.getProperty("__STARTDELIVERTIME") != null || msg.getProperty(MessageConst.PROPERTY_DELAY_TIME_LEVEL) != null) {
        context.setMsgType(MessageType.Delay_Msg);
    }
    //封装其ACL请求的参数信息
    this.executeSendMessageHookBefore(context);
}

hasSendMessageHook(),我们在构建Producer的时候创建了该对象，加入到DefaultMQProducerImpl的sendMessageHookList属性中。

我们查看其发送消息NettyRemotingClient类中调用AclClientRPCHook.doBeforeRequest()发送前的数据准备

public void doBeforeRequest(String remoteAddr, RemotingCommand request) {
    byte[] total = AclUtils.combineRequestContent(request,
        parseRequestContent(request, sessionCredentials.getAccessKey(), sessionCredentials.getSecurityToken()));
    String signature = AclUtils.calSignature(total, sessionCredentials.getSecretKey());
    request.addExtField(SIGNATURE, signature);
    request.addExtField(ACCESS_KEY, sessionCredentials.getAccessKey());
    
    // The SecurityToken value is unneccessary,user can choose this one.
    if (sessionCredentials.getSecurityToken() != null) {
        request.addExtField(SECURITY_TOKEN, sessionCredentials.getSecurityToken());
    }
}

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