• JWT学习

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    参考文章：https://www.jianshu.com/p/576dbf44b2ae

    JWT

    1、什么是JSON WEB TOKEN？

    JSON Web令牌（JWT）是一个开放标准（RFC 7519），它定义了一种紧凑而独立的方法，用于在各方之间安全地将信息作为JSON对象传输。由于此信息是经过数字签名的，因此可以被验证和信任。可以使用秘密（使用HMAC算法）或使用RSA或ECDSA的公用/专用密钥对对JWT进行签名。尽管可以对JWT进行加密以提供双方之间的保密性，但我们将重点关注已签名的令牌。签名的令牌可以验证其中包含的声明的完整性，而加密的令牌则将这些声明隐藏在其他方的面前。当使用公钥/私钥对对令牌进行签名时，签名还证明只有持有私钥的一方才是对其进行签名的一方。

    2、什么时候我们应该使用JWT？

    • 授权：这是使用JWT的最常见方案。一旦用户登录，每个后续请求将包括JWT，从而允许用户访问该令牌允许的路由，服务和资源。单点登录是当今广泛使用JWT的一项功能，因为它的开销很小并且可以在不同的域中轻松使用。
    • 信息交换：JSON Web令牌是在各方之间安全传输信息的一种好方法。因为可以对JWT进行签名（例如，使用公钥/私钥对），所以您可以确定发件人是他们所说的人。此外，由于签名是使用标头和有效负载计算的，因此您还可以验证内容是否遭到篡改。

    3、JWT的结构组成

    • Header 头部
    • Payload 负载
    • Signature 签名

    组成：xxxxx.yyyyy.zzzzz

    3.1 Header

    Header通常由两部分组成：令牌的类型（即JWT）和所使用的签名算法，例如HMAC SHA256或RSA。

    //for example
{
  "alg": "HS256",		//签名算法
  "typ": "JWT"			//令牌的类型
}
//这个header一般去改变它

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    然后，此JSON被Base64Url编码以形成JWT的第一部分.

    3.2 Payload

    令牌的第二部分是有效负载，其中包含声明。声明是有关实体（通常是用户）和其他数据的声明。共有三种类型的声明：registered ， public， and private claims.。

    3.2.1 registered claims：

    这些是一组非强制性的但建议使用的预定义声明，以提供一组有用的可互操作的声明。其中一些是：iss（issuer：发行方），exp（expiration time：到期时间），sub（subject：主题），aud（audience：受众群体）等

    请注意，声明名称仅是三个字符，因为JWT是紧凑的。

    3.2.2 public claims

    这些可以由使用JWT的人员随意定义。但为避免冲突，应在IANA JSON Web令牌注册表中定义它们，或将其定义为包含抗冲突名称空间的URI。

    3.2.3 private claims

    这些是自定义声明，旨在在同意使用它们的各方之间共享信息，并且既不是注册声明也不是公共声明。

    //for example
{
  "sub": "1234567890",
  "name": "John Doe",
  "admin": true
}

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    然后对有效负载进行Base64Url编码，以形成JSON Web令牌的第二部分。

    请注意，对于已签名的令牌，此信息尽管可以防止篡改，但任何人都可以读取。除非加密，否则不要将机密信息放入JWT的有效负载或报头元素中

    3.3 Signature

    要创建签名部分，您必须获取编码的报头、编码的有效负载、一个秘密、在报头中指定的算法，并对其进行签名。

    例如，如果要使用HMAC SHA256算法，将按以下方式创建签名：

    //使用HMAC SHA256算法进行加密签名
HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header)		//对header进行base64加密
  + "." +					
  base64UrlEncode(payload),		//对payload进行base64加密
  secret	//秘密，随机盐，这个不能给别人知道
)

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    签名用于验证消息在整个过程中没有被更改，并且，在使用私钥签名的令牌的情况下，它还可以验证JWT的发送者是它所说的人。

    输出是三个base64url字符串，用点分隔，可以在HTML和HTTP环境中轻松地传递这些字符串，但与基于XML的标准（如SAML）相比，它更紧凑。

    下面显示了一个JWT，它对前一个头和有效负载进行了编码，并用一个秘密进行了签名。

    在这里插入图片描述

    4、基于传统的Session认证

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    5、基于JWT的认证

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    6、使用JWT

    6.1 导入依赖

    <dependency>
    <groupId>com.auth0groupId>
    <artifactId>java-jwtartifactId>
    <version>3.11.0version>
dependency>

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    6.2 构建token

    public void test(){
    //生成token
    String token = JWT.create()
        .withHeader(null)   //设置header，一般采用默认值
        .withClaim("name", "zhangsan")  //设置payload
        .withClaim("age", 18)
        .withClaim("sex", "girl")
        .sign(Algorithm.HMAC256("!@#QSDF@#@%￥……%"));    //设置签名，采用HMAC256算法
    System.out.println(token);
}

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    构建token抛出的异常：

    • JWTCreationException //构建token失败时，抛出的异常，非法签名结构，无法转换Claims

    6.3 验证token

    public void test2(){
    //验证token
    JWTVerifier build = JWT.require(Algorithm.HMAC256("!@#QSDF@#@%￥……%")).build();
    //验证token，验证失败会抛出异常
    DecodedJWT verify = build.verify("yJ0eXAiOiJKV1QiLCJhbGciOiJIUzI1NiJ9.eyJzZXgiOiJnaXJsIiwibmFtZSI6InpoYW5nc2FuIiwiYWdlIjoxOH0.Cne13wAqFmRgmxgWOKgykGXVSfba5XjS-c4soh83QqQ");

    System.out.println(verify.getClaim("name").asString());
    System.out.println(verify.getClaim("age").asInt());
    System.out.println(verify.getClaim("sex").asString());
}

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    随机盐：!@#QSDF@#@%￥……% 随机设置，不能被别人知道，加密和解密保持一致

    加密算法：HMAC256 加密和解密保持一致

    验证token抛出的异常：

    在这里插入图片描述

    先验签，后验token。

    7、JWT工具类

    /**
 * JWT工具类
 */
public class JWTUtils {

    //随机盐，随机设置
    private final static String secret = "$%#$%%^FSDFDS@#$@ASDdfg";

    /**
     * 根据提供的k-v进行生成token
     * @param payload k-v信息
     * @param expireTime 过期时间，单位：秒
     * @return token
     */
    public static String createToken(Map<String,String> payload, Integer expireTime) {
        Calendar instance = Calendar.getInstance();
        instance.add(Calendar.SECOND,expireTime);
        String token = null;
        try{
            //创建Builder对象
            JWTCreator.Builder builder = JWT.create().withHeader(null); //header
            //payload
            payload.forEach((k,v)->{
                builder.withClaim(k,v);
            });
            builder.withExpiresAt(instance.getTime());      //过期时间
            token = builder.sign(Algorithm.HMAC256(secret));    //签名
        }catch (JWTCreationException e){
            System.out.println("构建token异常，请检查签名是否合法...");
        }
        return token;
    }

    /**
     * 验证token是否合法
     * @param token
     * @return false:验证失败  true：验证合法
     */
    public static boolean verifyJWT(String token){
        try{
            JWT.require(Algorithm.HMAC256(secret)).build().verify(token);
        }catch (JWTVerificationException e){
            return false;
        }
        return true;
    }


    /**
     * 获取token的数据
     * @return map
     */
    public static Map<String,String> decodeJWT(String token){
        Map<String,String> map = new HashMap<>();
        try{
            DecodedJWT verify = JWT.require(Algorithm.HMAC256(secret)).build().verify(token);
            Map<String, Claim> claims = verify.getClaims();
            claims.forEach((k,v)->{
                map.put(k,v.asString());
            });
            return map;
        }catch (JWTVerificationException e){
            return null;
        }
    }
}

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    8、JWT在WEB中的应用

    1、创建springboot项目，导入依赖

    <dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
    <scope>testscope>
dependency>

<dependency>
    <groupId>com.auth0groupId>
    <artifactId>java-jwtartifactId>
    <version>3.11.0version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>mysqlgroupId>
    <artifactId>mysql-connector-javaartifactId>
    <version>8.0.15version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>com.baomidougroupId>
    <artifactId>mybatis-plus-boot-starterartifactId>
    <version>3.4.1version>
dependency>

<dependency>
    <groupId>org.projectlombokgroupId>
    <artifactId>lombokartifactId>
    <version>1.18.12version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.codehaus.jacksongroupId>
    <artifactId>jackson-mapper-aslartifactId>
    <version>1.9.13version>
dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.bootgroupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-thymeleafartifactId>
dependency>

<dependency>
    <groupId>org.apache.commonsgroupId>
    <artifactId>commons-lang3artifactId>
    <version>3.7version>
dependency>

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    2、配置application.yml

    mybatis-plus:
  type-aliases-package: top.linging.jwt.pojo
  mapper-locations: classpath:top/linging/jwt/mapper/*.xml
  configuration:
    map-underscore-to-camel-case: true
spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/student?characterEncoding=UTF-8&useSSL=false&allowPublicKeyRetrieval=true&serverTimezone=UTC
    username: root
    password: 123456
  thymeleaf:
    prefix: classpath:/templates/
    suffix: .html
    cache: false
server:
  port: 8082

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    3、编写登录拦截器

    public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    /**
     * 获取requestHeader中的token
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        System.out.println("拦截诶器中...............");
        //获取requestHeader中的token
        String token = CookieUtils.getCookieValue(request,"userToken");
        //返回结果
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        //验证token失败
        if(token == null || !JWTUtils.verifyJWT(token)) {
            map.put("status",false);
            map.put("msg","login fail");
            response.setContentType("application/json;charset=utf-8");
            response.getWriter().println(JsonUtil.mapToJson(map));
            return false;
        }
        //放行
        System.out.println("成功.....");
        return true;
    }
}

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    4、注册拦截器

    @Configuration
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    //拦截器对请求进行拦截与放行
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
                .addPathPatterns("/user/**")
                .excludePathPatterns("/user/login")
                .excludePathPatterns("/router/toLogin");
    }

    private CorsConfiguration corsConfig() {
        CorsConfiguration corsConfiguration = new CorsConfiguration();
        // 请求常用的三种配置，*代表允许所有，也可以自定义属性（比如 header 只能带什么，只能是 post 方式等）
        corsConfiguration.addAllowedOrigin("*");
        corsConfiguration.addAllowedHeader("*");
        corsConfiguration.addAllowedMethod("*");
        corsConfiguration.setAllowCredentials(true);
        corsConfiguration.setMaxAge(3600L);
        return corsConfiguration;
    }

    //解决跨域
    @Bean
    public CorsFilter corsFilter() {
        UrlBasedCorsConfigurationSource source = new UrlBasedCorsConfigurationSource();
        source.registerCorsConfiguration("/**", corsConfig());
        return new CorsFilter(source);
    }

}

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    5、编写mapper层

    @Repository
public interface UserMapper extends BaseMapper<User> {
}

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    6、编写service层

    @Service
@Transactional
public class UserServiceImpl implements UserService {

    @Autowired
    private UserMapper userMapper;

    /**
     * 登录
     * @param name
     * @return
     */
    @Override
    public User findUserByName(String name) {
        QueryWrapper<User> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
        queryWrapper.eq("name",name);
        return userMapper.selectOne(queryWrapper);
    }

    /**
     * 需要登录才能访问的api
     * @return
     */
    @Override
    public List<User> findAllUser() {
        return userMapper.selectList(null);
    }
}

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    7、编写controller层

    //@CrossOrigin(value = "*")
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    //登录的方法
    @PostMapping("/login")
    public Map<String,Object> login(@RequestParam("name") String username,
                                    HttpServletRequest request,
                                    HttpServletResponse response){
        int expireTime = 10;    //过期时间，10s
        System.out.println(username);
        Map<String, String> payload = new HashMap<>();
        payload.put("name",username);
        String token = JWTUtils.createToken(payload,expireTime);
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        if(token == null){
            map.put("status",false);
            map.put("msg","login fail");
            map.put("token","");
            return map;
        }
        CookieUtils.setCookie(request,response,"userToken",token,expireTime,"",true);
        map.put("status",true);
        map.put("msg","login ok");
        map.put("token",token);
        return map;
    }

    //需要登录之后才能访问的方法
    @GetMapping("/list")
    public List<User> findAllUser(){
        return userService.findAllUser();
    }
}

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    用到的工具类：

    /**
 * @ClassName JsonUtil
 * @Description json工具类
 * @Author AlphaJunS
 * @Date 2020/3/27 18:59
 * @Version 1.0
 */
public class JsonUtil {

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 19:06 2020/3/27
     * @Description json转map
     * @param json
     * @return java.util.Map
     */
    public static Map<String,Object> jsonToMap(String json) throws Exception{
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        Map<String,Object> map;
        try {
            map = (Map<String,Object>)objectMapper.readValue(json, Map.class);
        } catch (JsonParseException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (JsonMappingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
        return map;
    }

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 19:07 2020/3/27
     * @Description json转List>
     * @param json
     * @return java.util.List>
     */
    public static List<Map<String,?>> jsonToMapList(String json) throws Exception{
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        JavaType javaType = objectMapper.getTypeFactory().constructParametricType(List.class, Map.class);
        List<Map<String, ?>> mapList;
        try {
            mapList = (List<Map<String,?>>)objectMapper.readValue(json, javaType);
        } catch (JsonParseException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (JsonMappingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
        return mapList;
    }

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 19:09 2020/3/27
     * @Description map转json
     * @param map
     * @return java.lang.String
     */
    public static String mapToJson(Map<String,Object> map) throws Exception{
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        String jsonString = objectMapper.writeValueAsString(map);
        return jsonString;
    }

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 19:10 2020/3/27
     * @Description 对象转json
     * @param object
     * @return java.lang.String
     */
    public static String objectToJson(Object object) throws Exception{
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        String jsonList;
        try {
            jsonList = objectMapper.writeValueAsString(object);
        } catch (JsonParseException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (JsonMappingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
        return jsonList;
    }

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 20:52 2020/3/27
     * @Description List>转json
     * @param cardInfoList
     * @return java.lang.String
     */
    public static String mapListToJson(List<Map<String, Object>> cardInfoList) throws Exception{
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        String jsonList;
        try {
            jsonList = objectMapper.writeValueAsString(cardInfoList);
        } catch (JsonParseException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (JsonMappingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
            throw e;
        }
        return jsonList;
    }

    /**
     * @Author AlphaJunS
     * @Date 20:57 2020/3/27
     * @Description 数组转json
     * @param args
     * @return java.lang.String
     */
    public static String arrayToJson(String[] args) throws Exception{
        // 先讲数组转化为map，然后map转json
        Map<String,String> map = new HashMap<String,String>();
        for(int i=0; i<args.length; i++){
            map.put(i+"", args[i]);
        }
        String json = JsonUtil.objectToJson(map);
        return json;
    }

}

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    /**
 * 
 * Cookie 工具类
 *
 */
public final class CookieUtils {

	static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CookieUtils.class);

	/**
	 * 得到Cookie的值, 不编码
	 * 
	 * @param request
	 * @param cookieName
	 * @return
	 */
	public static String getCookieValue(HttpServletRequest request, String cookieName) {
		return getCookieValue(request, cookieName, false);
	}

	/**
	 * 得到Cookie的值,
	 * 
	 * @param request
	 * @param cookieName
	 * @return
	 */
	public static String getCookieValue(HttpServletRequest request, String cookieName, boolean isDecoder) {
		Cookie[] cookieList = request.getCookies();
		if (cookieList == null || cookieName == null){
			return null;			
		}
		String retValue = null;
		try {
			for (int i = 0; i < cookieList.length; i++) {
				if (cookieList[i].getName().equals(cookieName)) {
					if (isDecoder) {
						retValue = URLDecoder.decode(cookieList[i].getValue(), "UTF-8");
					} else {
						retValue = cookieList[i].getValue();
					}
					break;
				}
			}
		} catch (UnsupportedEncodingException e) {
			logger.error("Cookie Decode Error.", e);
		}
		return retValue;
	}

	/**
	 * 得到Cookie的值,
	 * 
	 * @param request
	 * @param cookieName
	 * @return
	 */
	public static String getCookieValue(HttpServletRequest request, String cookieName, String encodeString) {
		Cookie[] cookieList = request.getCookies();
		if (cookieList == null || cookieName == null){
			return null;			
		}
		String retValue = null;
		try {
			for (int i = 0; i < cookieList.length; i++) {
				if (cookieList[i].getName().equals(cookieName)) {
					retValue = URLDecoder.decode(cookieList[i].getValue(), encodeString);
					break;
				}
			}
		} catch (UnsupportedEncodingException e) {
			logger.error("Cookie Decode Error.", e);
		}
		return retValue;
	}

	/**
	 * 生成cookie，并指定编码
	 * @param request 请求
	 * @param response 响应
	 * @param cookieName name
	 * @param cookieValue value
	 * @param encodeString 编码
	 */
	public static final void setCookie(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, String cookieName, String cookieValue, String encodeString) {
		setCookie(request,response,cookieName,cookieValue,null,encodeString, null);
	}

	/**
	 * 生成cookie，并指定生存时间
	 * @param request 请求
	 * @param response 响应
	 * @param cookieName name
	 * @param cookieValue value
	 * @param cookieMaxAge 生存时间
	 */
	public static final void setCookie(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, String cookieName, String cookieValue, Integer cookieMaxAge) {
		setCookie(request,response,cookieName,cookieValue,cookieMaxAge,null, null);
	}

	/**
	 * 设置cookie，不指定httpOnly属性
	 */
	public static final void setCookie(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, String cookieName, String cookieValue, Integer cookieMaxAge, String encodeString) {
		setCookie(request,response,cookieName,cookieValue,cookieMaxAge,encodeString, null);
	}

	/**
	 * 设置Cookie的值，并使其在指定时间内生效
	 * 
	 * @param cookieMaxAge
	 *            cookie生效的最大秒数
	 */
	public static final void setCookie(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, String cookieName, String cookieValue, Integer cookieMaxAge, String encodeString, Boolean httpOnly) {
		try {
			if(StringUtils.isBlank(encodeString)) {
				encodeString = "utf-8";
			}

			if (cookieValue == null) {
				cookieValue = "";
			} else {
				cookieValue = URLEncoder.encode(cookieValue, encodeString);
			}
			Cookie cookie = new Cookie(cookieName, cookieValue);
			if (cookieMaxAge != null && cookieMaxAge > 0)
				cookie.setMaxAge(cookieMaxAge);
			if (null != request)// 设置域名的cookie
				cookie.setDomain(getDomainName(request));
			cookie.setPath("/");

			if(httpOnly != null) {
				cookie.setHttpOnly(httpOnly);
			}
			response.addCookie(cookie);
		} catch (Exception e) {
			logger.error("Cookie Encode Error.", e);
		}
	}

	/**
	 * 得到cookie的域名
	 */
	private static final String getDomainName(HttpServletRequest request) {
		String domainName = null;

		String serverName = request.getRequestURL().toString();
		if (serverName == null || serverName.equals("")) {
			domainName = "";
		} else {
			serverName = serverName.toLowerCase();
			serverName = serverName.substring(7);
			final int end = serverName.indexOf("/");
			serverName = serverName.substring(0, end);
			final String[] domains = serverName.split("\\.");
			int len = domains.length;
			if (len > 3) {
				// www.xxx.com.cn
				domainName = domains[len - 3] + "." + domains[len - 2] + "." + domains[len - 1];
			} else if (len <= 3 && len > 1) {
				// xxx.com or xxx.cn
				domainName = domains[len - 2] + "." + domains[len - 1];
			} else {
				domainName = serverName;
			}
		}

		if (domainName != null && domainName.indexOf(":") > 0) {
			String[] ary = domainName.split("\\:");
			domainName = ary[0];
		}
		return domainName;
	}

}

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    DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Titletitle>
    <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/jquery/3.5.1/jquery.min.js">script>
head>
<body>

    <div id="form_data">
        <input type="text" name="name" id="name"><br>
        <input type="password" name="password" id="password"><br>
        <button id="sub_ajax">login inbutton>
    div>

    <div id="res">div>

    <button id="getData">获取数据button>
    <hr>
    <table border="1" id="dataTable">
        <tr>
            <td>idtd>
            <td>nametd>
        tr>
    table>

    <script>
        $("#sub_ajax").click(function () {
            $.ajax({
                url:'/user/login',
                type:'post',
                dataType:'json',
                data:{name:$("#name").val()},
                success:function (res) {
                    $("#res").html(res.token);
                },
                error:function (res) {
                    console.log(res);
                }
            })
        });

        $("#getData").click(function () {
            $.ajax({
                url:'/user/list',
                type:'get',
                dataType:'json',
                data:{},
                success:function (res) {
                    var tb = '\n' +
                        '            id\n' +
                        '            name\n' +
                        '        ';
                    for(var i = 0; i < res.length; i++){
                        var tr = '\n' +
                            '            '+res[i].id+'\n' +
                            '            '+res[i].name+'\n' +
                            '        ';
                        tb += tr;
                    }
                    $("#dataTable").html(tb);
                },
                error:function (res) {
                    console.log(res);
                }
            })
        });
    script>

body>
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    et’,
    dataType:‘json’,
    data:{},
    success:function (res) {
    var tb = ‘\n’ +
    ’ id\n’ +
    ’ name\n’ +
    ’ ‘;
    for(var i = 0; i < res.length; i++){
    var tr = ‘\n’ +
    ’ ’+res[i].id+‘\n’ +
    ’ ‘+res[i].name+’\n’ +
    ’ ';
    tb += tr;
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    error:function (res) {
    console.log(res);
    }
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