实现无感知的刷新 Token 是一种提升用户体验的常用技术，可以在用户使用应用时自动更新 Token，无需用户手动干预。这种技术在需要长时间保持用户登录状态的应用中非常有用，比如在一些需要频繁访问服务器资源的WEB和移动应用。以下是使用Spring Boot实现无感知刷新Token的一个场景案例和相应的示例代码。

场景案例

假设我们有一个电子商务平台，用户登录后可以浏览商品、加入购物车、提交订单等。为了保持用户会话的安全，我们使用JWT（JSON Web Tokens）技术。用户的登录会话由两部分组成：access_token 和 refresh_token。access_token 有较短的有效期，例如15分钟，而 refresh_token 有较长的有效期，例如7天。

用户每次发起请求时，系统都会检查 access_token 的有效性。如果 access_token 过期但 refresh_token 仍然有效，系统会自动发起一个刷新令牌的过程，为用户颁发新的 access_token 和 refresh_token，从而实现无感知刷新。

技术实现

我们将使用Spring Boot框架实现这一功能，具体技术栈包括：

示例代码1. 引入依赖

在 pom.xml 中添加以下依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-securityartifactId>
    dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.jsonwebtokengroupId>
        <artifactId>jjwtartifactId>
        <version>0.9.1version>
    dependency>
dependencies>

2. 配置JWT工具类

创建一个工具类用于生成和解析JWT Token。

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.Jwts;
import io.jsonwebtoken.SignatureAlgorithm;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.Date;
@Component
public class JwtTokenUtil {
    private String secretKey = "secret"; // 密钥，实际应用中应保密
    public String generateAccessToken(String username) {
        return Jwts.builder()
                .setSubject(username)
                .setIssuer("YourApp")
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 15 * 60 * 1000)) // 15分钟后过期
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secretKey)
                .compact();
    }
    public String generateRefreshToken(String username) {
        return Jwts.builder()
                .setSubject(username)
                .setIssuer("YourApp")
                .setIssuedAt(new Date())
                .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 7 * 24 * 60 * 60 * 1000)) // 7天后过期
                .signWith(SignatureAlgorithm.HS512, secretKey)
                .compact();
    }
    public Claims getClaimsFromToken(String token) {
        return Jwts.parser()
                .setSigningKey(secretKey)
                .parseClaimsJws(token)
                .getBody();
    }
}

3. 配置Spring Security和Token验证过滤器

创建一个Security配置类和一个JWT验证过滤器，用于检查和刷新Tokens。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.EnableWebSecurity;
import org.springframework.security.config.annotation.web.configuration.WebSecurityConfigurerAdapter;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.web.authentication.UsernamePasswordAuthenticationFilter;
@EnableWebSecurity
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter {
    @Autowired
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;
    @Override
    protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        JwtTokenFilter jwtTokenFilter = new JwtTokenFilter(jwtTokenUtil, userDetailsService);
        
        http.csrf().disable()
            .authorizeRequests()
            .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .addFilterBefore(jwtTokenFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class);
    }
}

在这里，JwtTokenFilter 是一个自定义的过滤器，它负责每次HTTP请求时检查和刷新 access_token。这里我们使用 addFilterBefore 方法将 JwtTokenFilter 添加到 UsernamePasswordAuthenticationFilter 之前。这是因为我们希望在Spring Security执行标准身份验证之前处理JWT令牌的提取和验证。我们通过Spring的自动装配 (@Autowired) 功能注入了 JwtTokenUtil 和 UserDetailsService。

4. JwtTokenFilter 实现

import io.jsonwebtoken.Claims;
import io.jsonwebtoken.ExpiredJwtException;
import org.springframework.security.authentication.UsernamePasswordAuthenticationToken;
import org.springframework.security.core.Authentication;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetails;
import org.springframework.security.core.userdetails.UserDetailsService;
import org.springframework.security.web.authentication.WebAuthenticationDetailsSource;
import org.springframework.web.filter.OncePerRequestFilter;
import javax.servlet.FilterChain;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
public class JwtTokenFilter extends OncePerRequestFilter {
    private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
    private UserDetailsService userDetailsService;
    public JwtTokenFilter(JwtTokenUtil jwtTokenUtil, UserDetailsService userDetailsService) {
        this.jwtTokenUtil = jwtTokenUtil;
        this.userDetailsService = userDetailsService;
    }
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, FilterChain chain)
            throws ServletException, IOException {
        String accessToken = request.getHeader("Authorization");
        String username = null;
        Claims claims = null;
        if (accessToken != null && accessToken.startsWith("Bearer ")) {
            accessToken = accessToken.substring(7);
            try {
                claims = jwtTokenUtil.getClaimsFromToken(accessToken);
                username = claims.getSubject();
            } catch (ExpiredJwtException e) {
                // 在这里处理 access_token 过期的情况
                String refreshToken = request.getHeader("Refresh-Token");
                if (refreshToken != null && jwtTokenUtil.validateToken(refreshToken)) {
                    // 验证 refresh_token，如果有效则重新生成 tokens
                    username = jwtTokenUtil.getClaimsFromToken(refreshToken).getSubject();
                    String newAccessToken = jwtTokenUtil.generateAccessToken(username);
                    String newRefreshToken = jwtTokenUtil.generateRefreshToken(username);
                    
                    // 将新的 tokens 放入响应头
                    response.setHeader("Access-Token", newAccessToken);
                    response.setHeader("Refresh-Token", newRefreshToken);
                }
            }
        }
        if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
            UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);
            if (jwtTokenUtil.validateToken(accessToken, userDetails)) {
                Authentication authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
                authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
                SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
            }
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

过滤器首先从HTTP请求的 Authorization 头中提取 access_token。如果令牌已过期，它将尝试从 Refresh-Token 头获取 refresh_token。如果 refresh_token 有效，过滤器将生成新的 access_token 和 refresh_token 并将它们放入HTTP响应头中。如果从Token中解析出的用户信息有效，过滤器将创建一个认证对象并将其设置到 SecurityContextHolder 中，这样，Spring Security就可以在后续处理中使用这个认证信息。

结论

通过上述代码，你可以在Spring Boot应用中实现一个基本的无感知Token刷新机制。这只是一个基础示例，实际应用中你可能需要添加更多的错误处理、日志记录以及安全措施。此外，处理和存储 refresh_token 需要特别小心，因为它具有较长的有效期并能用于获取新的 access_token。