Python入门篇.第88天—OAuth2.0 客户端实战

上一次课程，我们了解了 OAuth 认证是怎么回事，以及了解了四种认证方式，今天我们将以 Github 为例，了解一下如何用 Flask 第三方应用

在之前的介绍 JWT 的时候，了解过 Authlib 库，Authlib 是集 JWT、OAuth1.0、OAuth2.0 于一身的终极 Python 认证框架，支持多种 Web 框架，例如 Django、requests、httpx，以及今天实践用的 Flask，还对 Django 和 Flask 做了专门的集成，让开发更简单

Github OAuth 应用时支持 OAuth2.0 协议的，用授权码的模式颁发 access_token，即 授权码模式（authorization code）

1、注册 github 第三方应用

首先需要去 github 上注册我们的应用，注册地址: https://github.com/settings/applications/new

• Homepage URL 应用的主地址，这里可以填写 Flask 本地的默认地址
• Authorization callback URL: 认证完成后跳转的地址，可以根据项目具体情况填写

从申请配置上可以看到，github 支持任意的域名，不需要做额外的认证和证明，这也是选择 github 做演示的原因，如果要用 微信 作为认证，需要申请开通开发者资质，比较麻烦，不过开发方式和都是类似的

申请成功后，可以看到自己创建的应用配置页面:

从上图红色框的位置，可以得到 client id, 和 client secret，必须妥善保管

2、创建第三方应用

注册成功第三方应用，就可以来开发客户端了

1.1 安装 Authlib

使用 pip 安装

pip install Authlib

如果一切正常，可以导入 Authlib 模板，例如，引入 jwt :

>>> from authlib.integrations.flask_client import OAuth
>>>

1.2 创建 Web 应用

创建一个 Flask 应用:

from flask import Flask, session, render_template, url_for, redirect
from authlib.integrations.flask_client import OAuth

app = Flask(__name__)
app.secret_key = '!secret'

oauth = OAuth(app)

• 引入可能用到的 Flask 框架模块和方法
• 引入 Authlib 的 Flask 客户端模块
• 创建 Flask 应用 app
• 设置 应用的 secret_key, 用于做跳转认证页的校验，是必须的，如果缺失，引导认证页会失败
• 用 Flask 应用实例化 OAuth

1.3 认证服务器配置

客户端需要做的是引导用户到认证页面，并且能能向认证服务器请求 access_token, OAuth 实例可以从应用的配置中读取

为了简便，将配置一同写入代码中，实际项目中建议使用单独的配置文件（后面 Flask 项目工程中会详细说明）:

app.config["GITHUB_CLIENT_ID"] = '55ffa..<省略>...9e1fb3a'
app.config["GITHUB_CLIENT_SECRET"] = '692317a38d0..<省略>...d63f2d9f8c'
app.config["GITHUB_AUTHORIZE_URL"] = 'https://github.com/login/oauth/authorize'
app.config["GITHUB_AUTHORIZE_PARAMS"] = {
    'scope': 'user repo'
}
app.config["GITHUB_ACCESS_TOKEN_URL"] = 'https://github.com/login/oauth/access_token'
app.config["GITHUB_API_BASE_URL"] = 'https://api.github.com'

• 同一个客户端应用，连接多种认证服务器，配置时，用前缀来区分不同的认证服务器，前缀随意，只要同一个认证配置统一就行，例如这里用的前缀是 GITHUB
• _CLIENT_ID、_CLIENT_SECRET：注册应用成功后，由认证服务器提供
• _AUTHORIZE_URL：用户认证页面 URL，会在认证服务器文档中找到
• _AUTHORIZE_PARAMS：认证时提供的额外参数，通常用于指定授权范围，具体范围和格式参考认证服务器文档
• _ACCESS_TOKEN_URL：获取 access_token 的 URL
• _API_BASE_URL：资源服务器 api 根路径，具体查看资源服务器 api 文档

完成配置后，创建认证服务器实例:

github = oauth.register('github')

• register 方法会根据配置创建认证服务器实例，参数同配置中的前缀，大小写随意
• 返回认证服务器的实例，也可以用 oauth.github 方式来获取认证服务器实例

1.4 设置接入点(endpoint)

1.4.1 登录

@app.route('/login')
def login():
    redirect_uri = url_for('auth', _external=True)
    return github.authorize_redirect(redirect_uri)

• 用 url_for 函数得到 auth 视图函数的绝对访问路径，参数 _external 为 True 返回绝对路径
• authorize_redirect 方法接收一个 URL 作为参数，即获得授权后的回调地址。注意：跳转地址必须和注册时的完全一致
• authorize_redirect 方法会合成带参数的认证页 URL，并跳转过去

1.4.2 认证回跳

@app.route('/auth/redirect')
def auth():
    token = github.authorize_access_token()
    user = github.get('user').json()
    """
     可以在此保存 token 和 用户信息，例如存入数据库
    """
    session['user'] = user
    return redirect('/')

• 设置视图函数的接入点必须和注册时的回调保持一致，Flask 的接入点建议使用 / 结尾，能同时兼容不以 / 结尾请求，但是这里需要与注册时的保持一致，否则可能无法跳转到认证页
• authorize_access_token 方法用于从认证服务器获取 access_token，分装了交互细节
• get 方法用户获取用户的授权资源。参数为资源服务器 api 的名称，例如user、user/repos
• 获得用户基本信息后，存入 session, 以便下次访问时获得
• 最后跳转到首页上

实际应用中，可以在第一次获取用户信息后，引导用户用手机号或者邮箱注册，以便之后登录

1.4.3 首页

@app.route('/')
def homepage():
    user = session.get('user')
    return render_template('home.html', user=user)

• 作为演示，首页很简单，即从 session 中获得 user 对象，将其内容显示在页面上，如果 user 为空，则显示登录连接
• home.html 是模板，具体内容参考示例代码

1.4.4 登出

@app.route('/logout')
def logout():
    session.pop('user', None)
    return redirect('/')

• 登出是客户端自身的功能，和认证服务器没关系，只要 access_token 有效，客户端就可以从资源服务器上获取用户的信息或资源
• 登出仅将 user 从 session 中删掉，跳转到首页

1.5 刷新 access_token

github OAuth app 的 access_token 是长期的，不需要更新，这里用 Authlib 文档中的例子作为演示

OAuth2.0 协议中的 access_token 可以设置有效期，过期后需要用 refresh_token 重新获取

Authlib 提供了基于信号(类似于事件) 自动更新 access_token 的方法，会在合适的时间点，触发信号，执行更新函数

信号机制由 blinker 库，blinker 是一个简洁的，为 Python 对象之间提供广播式的信号机制的库，必须先安装:

pip install blinker

就不展开 blinker 了，只要知道它是自动更新 access_token 需要依赖的库就行

from authlib.integrations.flask_client import token_update

@token_update.connect_via(app)
def on_token_update(sender, name, token, refresh_token=None, access_token=None):
    if refresh_token:
        item = OAuth2Token.find(name=name, refresh_token=refresh_token)
    elif access_token:
        item = OAuth2Token.find(name=name, access_token=access_token)
    else:
        return

    # 更新 access_token
    item.access_token = token['access_token']
    item.refresh_token = token.get('refresh_token')
    item.expires_at = token['expires_at']
    item.save()

• 先从 flask_client 包中引入 token_update 类
• 定义更新 access_token 的回调函数 on_token_update， 通过注解 token_update.connect_via，注册成监听 access_token 更新事件的回调函数
• 回调函数的参数
  • sender 是发出更新了 access_token 的实体，即认证服务器实例
  • name 就是注册认证服务器的名称，即 oauth.register 的第一个参数
  • token 为获得的新 access_token 对象
  • refresh_token 和 access_token 之前通过认证时获得的，access_token 是旧的
• 回调函数逻辑部分，通过 refresh_token 或 access_token 从查找之前的 token 记录，找到后，将新的 token 信息更新到记录中，并且保存。
• OAuth2Token 可以理解成库表对象，用来和库表交互，维护 token 对象

1.6 小试牛刀

启动 Flask 应用

python3 app.py

访问 http://localhost:5000，如果一切正常，将看到页面上有个 login 连接，点击此连接，将跳转到认证页面，登录 Github（如果当前浏览器中没登录 Github 的话），将看到授权页面，类似于:

http://127.0.0.1:5000 也能访问，但是必须使用 http://localhost:5000 来访问，即保持和注册时的首页 URL 一致

3、总结

本节课程演示了 Flask 基于 Authlib 完成简单认证客户端的示例，是对前面 OAuth 理论的一次实践，主要需要了解客户端的结构和认证流程：

• 在认证服务器上注册客户端，得到 client_id 和 client_secret
• 设置登录、认证后回调的接入点（或叫做路由）
• 管理获得的认证信息，用认证信息获取用户授权的资源
• 设置刷新 access_token 的逻辑

总体来说，认证客户端的实现不复杂，主要是概念比较绕，建议下载示例代码，实践一下，加深理解

4、参考

• blinker: https://pythonhosted.org/blinker/
• Authlib Flask: https://docs.authlib.org/en/latest/client/flask.html
• http://www.ruanyifeng.com/blog/2019/04/github-oauth.html

示例代码：Python-100-days-day105