Java分布式：JWT(JSON Web Tokens)
0、优势
Session方式存储用户状态占用大量服务器内存。一般而言，大型应用还需要借助一些KV数据库和一系列缓存机制来实现Session的存储。而JWT方式将用户状态分散到了客户端中，可以明显减轻服务端的内存压力。除了用户id之外，还可以存储其他的和用户相关的信息，例如该用户是否是管理员、用户所在的分桶等。
1.原理
JWT的原则是在服务器身份验证之后，将生成一个JSON对象并将其发送回用户，可能的返回JSON如下“：
{
"UserName": "Chongchong",
"Role": "Admin",
"Expire": "2018-08-08 20:15:56"
}
之后，每次用户与服务器通信时，客户在请求中发回JSON对象。服务器仅依赖于这个JSON对象来标识用户。为了防止用户篡改数据，服务器将在生成对象时添加签名。服务器不保存任何会话数据，即服务器变为无状态，使其更容易扩展。
2.结构
分为三部分，依次为JWT头、有效载荷、签名。最终效果是XXXX.YYYY.ZZZZ，即三部分的和，中间用小数点分割。
2.1JWT头
Header 部分是一个 JSON 对象，描述 JWT 的元数据，通常是下面的样子。
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}
上面代码中，alg属性表示签名的算法（algorithm），默认是 HMAC SHA256（写成 HS256）；typ属性表示这个令牌（token）的类型（type），JWT 令牌统一写为JWT。最后，将上面的 JSON 对象使用 Base64URL 算法转成字符串。
2.2有效载荷
Payload 部分也是一个 JSON 对象，用来存放实际需要传递的数据。
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"admin": true
}
除了自定义外，也可以使用JWT 提供的7个官方字段。
- iss (issuer)：签发人
- exp (expiration time)：过期时间
- sub (subject)：主题
- aud (audience)：受众
- nbf (Not Before)：生效时间
- iat (Issued At)：签发时间
- jti (JWT ID)：编号
这个 JSON 对象也要使用 Base64URL 算法转成字符串。
2.3签名
Signature 部分是对前两部分的签名，防止数据篡改。首先，需要指定一个密钥（secret）。这个密钥只有服务器才知道，不能泄露给用户。然后，使用 Header 里面指定的签名算法（默认是 HMAC SHA256），按照下面的公式产生签名。
HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
secret)
计算出签名以后，把 Header、Payload、Signature 三个部分拼成一个字符串，每个部分之间用"点"（.）分隔，就可以返回给用户。
2.4Base64URL 算法
前面提到，Header 和 Payload 串型化的算法是 Base64URL。这个算法跟 Base64 算法基本类似，但有一些小的不同。JWT 作为一个令牌（token），有些场合可能会放到 URL（比如 api.example.com/?token=xxx）。Base64 有三个字符+、/和=，在 URL 里面有特殊含义，所以要被替换掉：=被省略、+替换成-，/替换成_ 。这就是 Base64URL 算法。
3.使用方法
客户端收到服务器返回的 JWT，可以储存在 Cookie 里面，也可以储存在 localStorage。此后，客户端每次与服务器通信，都要带上这个 JWT。
你可以把它放在 Cookie 里面自动发送，但是这样不能跨域。
你也可以将其放在 HTTP 请求的头信息Authorization字段里面，如下
Authorization: Bearer <token>
另一种做法是，跨域的时候，JWT 就放在 POST 请求的数据体里面。