读 JDK 里面的代码, 可能会遇到某些操作需要被封装成 PrivilegedAction 和 PrivilegedExceptionAction 来执行, 比如下面的代码块:

AccessControlContext acc = (System.getSecurityManager() != null)
                ? AccessController.getContext()
                : null;
PrivilegedAction<Boolean> action = new PrivilegedAction<>() {
    public Boolean run() { return findSomething(); }
};
AccessController.doPrivileged(action, acc);

为什么需要特权操作(PrivilegedAction)?

Java 诞生的初期在浏览器的环境执行(applet), 所以要加很多安全限制, 从 1.0 版本就有了 SecurityManager 的概念, 从最核心的 System 类的 System.getSecurityManager() 你就能得到系统的安全管理器.

只不过, 这个安全管理器默认是没有开启的. 并且从 JDK 17 开始将要被废弃.

安全管理器是如何工作的?

安全管理器(SecurityManager)是通过policy来限制你能不能做某个操作. 比如: 代码能不能访问网络, 能不能读取磁盘文件, 能不能访问环境变量等. Policy 存放在一些文件里面, 通过改变文件里面policy的内容, 设置安全管理器是允许还是拒绝某些从左.

一个 policy 的例子如下: 下面的 policy 表示在运行时对于代码模块 java.scripting 中的代码, 授予所有的权限.

grant codeBase "jrt:/java.scripting" {
    permission java.security.AllPermission;
};

你能在 <java.home>/lib/security/default.policy 里面找到系统默认的 policy. 当然你也可以定义自己的policy, 放到 ${java.home}/conf/security/java.policy 里面. 或者放到其它地方, 并且在启动参数里面通过: –Djava.security.policy=/tmp/myPolicy.policy 指定.

PrivilegedAction 和 PrivilegedExceptionAction 是如何工作的?

PrivilegedAction 和 PrivilegedExceptionAction 都会封装一个操作, 当这个操作会抛出 checked exception 的时候, 就需要用 PrivilegedExceptionAction, 否则就用 PrivilegedAction.

封装完这操作, 就使用 AccessController.doPrivileged(action, acc) 去执行, 它会检查是不是有执行权限, 如果有, 就去执行, 否则不执行.

代码示例

下面的代码先设置一个安全管理器, 然后尝试访问一个URL, 这个时候, 就会报错.

import java.io.IOException;
import java.net.URL;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        System.setSecurityManager(new SecurityManager());
        try {
            new URL("https://www.tianxiaohui.com").openConnection().connect();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

错误: 拒绝访问:

Exception in thread "main" java.security.AccessControlException: access denied ("java.net.SocketPermission" "www.tianxiaohui.com:443" "connect,resolve")
    at java.base/java.security.AccessControlContext.checkPermission(AccessControlContext.java:485)
    at java.base/java.security.AccessController.checkPermission(AccessController.java:1068)
    at java.base/java.lang.SecurityManager.checkPermission(SecurityManager.java:416)
    at java.base/java.lang.SecurityManager.checkConnect(SecurityManager.java:919)
    at java.base/sun.net.www.http.HttpClient.openServer(HttpClient.java:620)
    at java.base/sun.net.www.protocol.https.HttpsClient.<init>(HttpsClient.java:266)
    at java.base/sun.net.www.protocol.https.HttpsClient.New(HttpsClient.java:380)
    at java.base/sun.net.www.protocol.https.AbstractDelegateHttpsURLConnection.getNewHttpClient(AbstractDelegateHttpsURLConnection.java:193)
    at java.base/sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection.plainConnect0(HttpURLConnection.java:1245)
    at java.base/sun.net.www.protocol.http.HttpURLConnection.plainConnect(HttpURLConnection.java:1131)
    at java.base/sun.net.www.protocol.https.AbstractDelegateHttpsURLConnection.connect(AbstractDelegateHttpsURLConnection.java:179)
    at java.base/sun.net.www.protocol.https.HttpsURLConnectionImpl.connect(HttpsURLConnectionImpl.java:142)

如果不设置安全管理器, 就能正常运行. 那为什么系统的默认安全管理器是能正常运行的呢? 因为在 System 类里面, 我们可以看到它的默认安全管理器是设置了允许所有的执行:

// s is the default SecurityManager
s.getClass().getProtectionDomain().implies(SecurityConstants.ALL_PERMISSION);