二进制权限设计

RBAC模型

RBAC（Role-Based Access Control，基于角色的访问控制）是一种访问控制模型，通过将权限分配给角色，再将角色分配给用户，来实现对系统资源的访问控制。在RBAC模型中，用户与角色之间、角色与权限之间都是多对多的关系。每个用户可以被分配一个或多个角色，每个角色拥有若干权限。这种模型简化了用户和权限的关系，使得权限管理更加灵活和易于维护。‌

举例

如果10个可以自由搭配的权限，则可能有1024种结果。

如果每个角色对应一种结果，则需要建立1024个角色，然后每个用户只对应一个角色。
如果每个角色对应一个权限，则用户最多要添加10个角色，用户数据是个增量规模较大的数据，翻10倍以后，数据量会非常大，而且如果后续继续增加权限，则不好控制数据量。查询效率也会下降。

使用一个字段存储所有权限

如果把一个用户的所有权限用一个字段存储起来，则数据量规模与用户数据大小一致。这个字段可以是权限ID的集合。
但是这种方案也有缺点，不支持反查，比如要查询拥有管理员的用户有哪些则不支持。这时候可以考虑结合RBAC模型。一般情况下C端是不需要支持反查的。C端查询的时候查询用户权限信息表，后台反查的时候查询明细表。

存储字段设计

直接存储权限ID集合，数据库直观的看出拥有哪些权限，大小比二进制大，而且内存判断使用遍历没有位运算效率高
存储二进制数字的十进制，int类型最多32个权限，long类型最多64个权限，而且数据库不能够直观看到权限，需要计算。
存储二进制字符串，缺点也是权限数量限制，优点是能够直观看到有哪些权限
存储bitset的base64字符串，缺点不够直观，优点不受权限数量限制

二进制权限设计

参考LINUX操作系统的文件权限设计，读（r）、写（w）、执行（x），分别用二进制4、2、1表示，7（111）代表拥有读写执行全部权限。例如linux命令

chomd 777 test.txt

赋予用户读写执行权限。

示例代码

二进制

package com.zoe.business.authroity;

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonCreator;
import com.google.common.collect.Lists;
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Getter;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

/**
 * 权限枚举设置
 *
 * @author zoe
 * @date 2024/8/5 16:45
 */
@Getter
@AllArgsConstructor
public enum ArticleAuthEnumEnum {
    VIEW(1, "访问"),
    EDIT(1 << 1, "修改"),
    DELETE(1 << 2, "删除"),
    COMMENT(1 << 3, "评论"),
    DEL_COMMENT(1 << 4, "删除评论"),
    ;

    private final int code;
    private final String desc;

    private static final Map<Integer, ArticleAuthEnumEnum> VALUES = new HashMap<>();

    static {
        for (final ArticleAuthEnumEnum item : ArticleAuthEnumEnum.values()) {
            VALUES.put(item.getCode(), item);
        }
    }

    @JsonCreator(mode = JsonCreator.Mode.DELEGATING)
    public static ArticleAuthEnumEnum of(int code) {
        return VALUES.get(code);
    }

    public boolean hasAuthority(int auth) {
        return code == (code & auth);
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 32; i++) {
            List<String> list = new ArrayList<>();
            for (ArticleAuthEnumEnum value : values()) {
                boolean b = value.hasAuthority(i);
                if (b) {
                    list.add(value.desc);
                }
            }
            System.out.println(i + "拥有的权限:" + list);
        }
    }
}

注意事项

新增、删除、查询都可以直接加、减、与运算。但是注意，这个不是幂等的。比如给一个没有任何权限的用户赋予访问权限，如果在原来0的基础上加1，则有了访问权限，如果重复提交请求，多次加1则权限会不正确。

位图

package com.zoe.business.authroity2;

import lombok.Getter;

import java.util.BitSet;

/**
 * 权限枚举设置
 *
 * @author zoe
 * @date 2024/8/5 16:45
 */
@Getter
public enum Permission {

    // 定义一些示例权限
    READ(0),

    WRITE(1),

    EXECUTE(2),

    DELETE(3),

    SHARE(4),

    DOWNLOAD(1000);
    // 可以继续添加更多权限

    private final int bitPosition;

    Permission(int bitPosition) {
        this.bitPosition = bitPosition;
    }

    public int getBitPosition() {
        return bitPosition;
    }

    // 设置权限
    public static void setPermission(BitSet permissions, Permission permission) {
        permissions.set(permission.getBitPosition());
    }

    // 移除权限
    public static void clearPermission(BitSet permissions, Permission permission) {
        permissions.clear(permission.getBitPosition());
    }

    // 检查权限
    public static boolean hasPermission(BitSet permissions, Permission permission) {
        return permissions.get(permission.getBitPosition());
    }

    public static void main(String[] args) {
        BitSet userPermissions = new BitSet();

        // 设置读和写权限
        setPermission(userPermissions, Permission.READ);
        setPermission(userPermissions, Permission.WRITE);
        setPermission(userPermissions, Permission.DOWNLOAD);

        System.out.println("User Permissions: " + userPermissions.toString());

        // 检查权限
        System.out.println("Has READ: " + hasPermission(userPermissions, Permission.READ));
        System.out.println("Has WRITE: " + hasPermission(userPermissions, Permission.WRITE));
        System.out.println("Has EXECUTE: " + hasPermission(userPermissions, Permission.EXECUTE));
        System.out.println("Has EXECUTE: " + hasPermission(userPermissions, Permission.DOWNLOAD));
    }
}

注意事项

使用位图可以避免int和long的长度限制，而且天然支持幂等。但是存储的时候需要序列化，使用byte[] byteArray = bitSet.toByteArray();转成二进制数组存储，或者base64编码后存储。

总结

使用一个字段存储数据可以避免权限膨胀引起的用户数据膨胀。
使用二进制来表示权限，可以通过位运算方便增加、移除、检查权限，但是受到长度限制，且不是幂等的。
使用位图则可以避免二进制的缺点，发扬其优点。