《Redis实战篇》一、短信登录-阿里云开发者社区

1.1、导入黑马点评项目

1.1.1 、导入SQL

1.1.2、有关当前模型

手机或者app端发起请求，请求我们的nginx服务器，nginx基于七层模型走的事HTTP协议，可以实现基于Lua直接绕开tomcat访问redis，也可以作为静态资源服务器，轻松扛下上万并发，负载均衡到下游tomcat服务器，打散流量，我们都知道一台4核8G的tomcat，在优化和处理简单业务的加持下，大不了就处理1000左右的并发，经过nginx的负载均衡分流后，利用集群支撑起整个项目，同时nginx在部署了前端项目后，更是可以做到动静分离，进一步降低tomcat服务的压力，这些功能都得靠nginx起作用，所以nginx是整个项目中重要的一环。

在tomcat支撑起并发流量后，我们如果让tomcat直接去访问Mysql，根据经验Mysql企业级服务器只要上点并发，一般是16或32 核心cpu，32 或64G内存，像企业级mysql加上固态硬盘能够支撑的并发，大概就是4000起~7000左右，上万并发，瞬间就会让Mysql服务器的cpu，硬盘全部打满，容易崩溃，所以我们在高并发场景下，会选择使用mysql集群，同时为了进一步降低Mysql的压力，同时增加访问的性能，我们也会加入Redis，同时使用Redis集群使得Redis对外提供更好的服务。

1.1.3、导入后端项目

在资料中提供了一个项目源码：

1.1.4、导入前端工程

1.1.5 运行前端项目

1.2 、基于Session实现登录流程

发送验证码：

用户在提交手机号后，会校验手机号是否合法，如果不合法，则要求用户重新输入手机号

如果手机号合法，后台此时生成对应的验证码，同时将验证码进行保存，然后再通过短信的方式将验证码发送给用户

短信验证码登录、注册：

用户将验证码和手机号进行输入，后台从session中拿到当前验证码，然后和用户输入的验证码进行校验，如果不一致，则无法通过校验，如果一致，则后台根据手机号查询用户，如果用户不存在，则为用户创建账号信息，保存到数据库，无论是否存在，都会将用户信息保存到session中，方便后续获得当前登录信息

校验登录状态:

用户在请求时候，会从cookie中携带者JsessionId到后台，后台通过JsessionId从session中拿到用户信息，如果没有session信息，则进行拦截，如果有session信息，则将用户信息保存到threadLocal中，并且放行

补充：为什么要使用ThreadLocal？

ThreadLoal是线程独享的，每个进入Tomcat的请求都对应着一个线程，将来ThreadLocal会在线程内开辟一片空间来保存用户信息，这些线程互不干扰.。这样的话，不同的用户访问相同的Controller都有自己的线程，也就会有自己的ThreadLocal信息，大家互不干扰。

如何进行退出呢？

在拦截器的最后一个方法中，清空thread local的信息，第一可以做到退出登录，第二可以防止内存泄露

1.3 、实现发送短信验证码功能

页面流程

问题：为啥后端接口是8081，但是请求确实8080呢？

这里为了解决跨域问题请求位于8080的Nginx服务,Nginx的代理再去请求8081Tomcat服务器

具体代码如下

贴心小提示：

具体逻辑上文已经分析，我们仅仅只需要按照提示的逻辑写出代码即可。

发送验证码

@Override
public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
    // 1.校验手机号
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
        // 2.如果不符合，返回错误信息
        return Result.fail("手机号格式错误");
    }
    // 3.如果符合，生成验证码
    String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
    // 4.保存验证码到session
    session.setAttribute("code"+phone,code);
    // 5.发送验证码
    String[] phoneNumber = new String[1];
    String[] templateParam = new String[2];
    phoneNumber[0] = phone;
    templateParam[0] = code;
    templateParam[1] = "5";
    SendSmsUtil.sendSms(phoneNumber,templateParam);
    return Result.ok();
}

@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
    // 1.验证手机号是否正确
    String code = loginForm.getCode();
    String phone = loginForm.getPhone();
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
        return Result.fail("手机号格式错误！");
    }
    // 2.查询手机号对应的验证码是否一致（存在）
    String cacheCode = (String) session.getAttribute("code" + loginForm.getPhone());
    if(cacheCode != null && !cacheCode.equals(code)){
        // 3.不一致，报错
        return Result.fail("验证码错误！");
    }
    // 4.一致，根据手机号查询对应的用户
    User user = this.query().eq("phone", phone).one();
    // 5.判断用户是否存在
    if(user == null){
        // 6.不存在，则创建新用户，并保存到数据库
        user  = createUserWithPhone(phone);
    }
    // 7.存在，则保存用户到session
    session.setAttribute("user",user);
    return Result.ok();
}

注意：这里是否需要返回登录成功的凭证信息呢？

不需要，因为登录或注册后会在session中存放user,一个session对应一个sessionID，sessionID会被自动放到Cookie，下次请求时，Cookie会带着JSessionID找到对应的session

1.4、实现登录拦截功能

温馨小贴士：tomcat的运行原理

当用户发起请求时，会访问我们像tomcat注册的端口，任何程序想要运行，都需要有一个线程对当前端口号进行监听，tomcat也不例外，当监听线程知道用户想要和tomcat连接连接时，那会由监听线程创建socket连接，socket都是成对出现的，用户通过socket像互相传递数据，当tomcat端的socket接受到数据后，此时监听线程会从tomcat的线程池中取出一个线程执行用户请求，在我们的服务部署到tomcat后，线程会找到用户想要访问的工程，然后用这个线程转发到工程中的controller，service，dao中，并且访问对应的DB，在用户执行完请求后，再统一返回，再找到tomcat端的socket，再将数据写回到用户端的socket，完成请求和响应

通过以上讲解，我们可以得知每个用户其实对应都是去找tomcat线程池中的一个线程来完成工作的，使用完成后再进行回收，既然每个请求都是独立的，所以在每个用户去访问我们的工程时，我们可以使用threadlocal来做到线程隔离，每个线程操作自己的一份数据

温馨小贴士：关于threadlocal

如果小伙伴们看过threadLocal的源码，你会发现在threadLocal中，无论是他的put方法和他的get方法，都是先从获得当前用户的线程，然后从线程中取出线程的成员变量map，只要线程不一样，map就不一样，所以可以通过这种方式来做到线程隔离

为什么要使用拦截器呢？

如图：如果没有拦截器，那么对于每个Controller都需要一个校验用户是否登录的逻辑代码，代码冗余较大。所有的请求到Controller之前可以被拦截器或者过滤器拦截，这样的话只要我们在拦截器这一步进行校验就不用再进入Controller了，大大减少了性能损耗！

拦截器代码

/**
 * @author lxy
 * @version 1.0
 * @Description 登录拦截器
 * @date 2022/11/24 1:12
 */
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 在进入Controller之前会被执行
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 1.获取session
        HttpSession session = request.getSession();
        // 2.获取session中的用户
        Object user = session.getAttribute("user");
        // 3.如果用户不存在，则拦截,返回401状态码
        if(user == null){
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        // 4.如果存在，则保存到ThreadLocal
        UserHolder.saveUser((User) user);
        // 5.放行
        return true;
    }
    /**
     * 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 移除用户
        UserHolder.removeUser();
    }
}

让拦截器生效

/**
 * @author lxy
 * @version 1.0
 * @Description MVC配置类
 * @date 2022/11/24 1:22
 */
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 增加登录拦截器，并对不必要的请求路径排除拦截
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()).excludePathPatterns(
                "/user/login",
                "/user/code",
                "/blog/hot",
                "/shop/**",
                "/shop-type/**",
                "/upload/**",
                "/voucher/**"
        );
    }
}

1.5、隐藏用户敏感信息

我们通过浏览器观察到此时用户的全部信息都在，这样极为不靠谱，所以我们应当在返回用户信息之前，将用户的敏感信息进行隐藏，采用的核心思路就是书写一个UserDto对象，这个UserDto对象就没有敏感信息了，我们在返回前，将有用户敏感信息的User对象转化成没有敏感信息的UserDto对象，那么就能够避免这个尴尬的问题了

在登录方法处修改

// 7.存在，则保存用户到session
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user,UserDTO.class));

在拦截器处：

// 4.如果存在，则保存到ThreadLocal
UserHolder.saveUser((UserDTO) user);

在UserHolder处：将user对象换成UserDTO

public class UserHolder {
    private static final ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>();
    public static void saveUser(UserDTO user){
        tl.set(user);
    }
    public static UserDTO getUser(){
        return tl.get();
    }
    public static void removeUser(){
        tl.remove();
    }
}

前端登录结果：

1.6、session共享问题

核心思路分析：

每个tomcat中都有一份属于自己的session,假设用户第一次访问第一台tomcat，并且把自己的信息存放到第一台服务器的session中，但是第二次这个用户访问到了第二台tomcat，那么在第二台服务器上，肯定没有第一台服务器存放的session，所以此时整个登录拦截功能就会出现问题，我们能如何解决这个问题呢？早期的方案是session拷贝，就是说虽然每个tomcat上都有不同的session，但是每当任意一台服务器的session修改时，都会同步给其他的Tomcat服务器的session，这样的话，就可以实现session的共享了

但是这种方案具有两个大问题

1、每台服务器中都有完整的一份session数据，服务器压力过大。

2、session拷贝数据时，可能会出现延迟

所以咱们后来采用的方案都是基于redis来完成，我们把session换成redis，redis数据本身就是共享的，就可以避免session共享的问题了

1.7 Redis代替session的业务流程

1.7.1、设计key的结构

首先我们要思考一下利用redis来存储数据，那么到底使用哪种结构呢？由于存入的数据比较简单，我们可以考虑使用String，或者是使用哈希，如下图。

如果使用String，注意他的value，会多占用一点空间（比如标点，括号等），而且字段修改，只能对Value整体修改，然后再设置进去

如果使用哈希，则他的value中只会存储数据本身，而且可以做到精确的修改Value中的某个字段（name,age）

如果不是特别在意内存，其实使用String就可以啦。

1.7.2、设计key的具体细节

所以我们可以使用String结构，就是一个简单的key，value键值对的方式，但是关于key的处理，session他是每个用户都有自己的session（因为是在ThreadLocal中的），但是redis的key是共享的，咱们就不能使用code了

在设计这个key的时候，我们之前讲过需要满足两点

1、key要具有唯一性

2、key要方便携带

如果我们采用phone：手机号这个的数据来存储当然是可以的，但是如果把这样的敏感数据存储到redis中并且从页面中带过来毕竟不太合适(信息容易泄露)，所以我们在后台生成一个随机串token，然后让前端带来这个token就能完成我们的整体逻辑了

1.7.3、整体访问流程

当注册完成后，用户去登录会去校验用户提交的手机号和验证码，是否一致，如果一致，则根据手机号查询用户信息，不存在则新建，最后将用户数据保存到redis，并且生成token作为redis的key，当我们校验用户是否登录时，会去携带着token进行访问，从redis中取出token对应的value，判断是否存在这个数据，如果没有则拦截，如果存在则将其保存到threadLocal中，并且放行。

session和Redis 验证用户登录原理的区别

之前我们使用session进行登录的时候，当把User存到session后，会自动把SessionID存到Cookie中，下次发送请求的时候会携带着。通过SessionId便可知道用户是否登录。

当我们使用Redis后，key == 》token:随机字符串，value是User。这时为了让用户下次发送请求携带着key,就需要前端特殊处理了~

1.8 基于Redis实现短信登录

这里具体逻辑就不分析了，之前咱们已经重点分析过这个逻辑啦。

UserServiceImpl代码

@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
    // 1.验证手机号是否正确
    String code = loginForm.getCode();
    String phone = loginForm.getPhone();
    if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
        return Result.fail("手机号格式错误！");
    }
    // 2.查询手机号对应的验证码是否一致（存在）
    String cacheCode = (String) stringRedisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.LOGIN_CODE_KEY + phone);
    if (cacheCode != null && !cacheCode.equals(code)) {
        // 3.不一致，报错
        return Result.fail("验证码错误！");
    }
    // 4.一致，根据手机号查询对应的用户
    User user = this.query().eq("phone", phone).one();
    // 5.判断用户是否存在
    if (user == null) {
        // 6.不存在，则创建新用户，并保存到数据库
        user = createUserWithPhone(phone);
    }
    // 7.存在，则保存用户到Redis
    // 7.1 随机生成token,作为登录令牌   参数：生成一段没有连接符的随机数
    String token = UUID.randomUUID().toString(true);
    // 7.2 准备用户基本信息
    UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
    //注意：这里如果直接这样写 BeanUtil.beanToMap(userDTO) 会报错: Long cannot be cast to String。
    //     因为我们使用的是stringRedisTemplate,里面存的map的key和value都必须是String.
    //解决办法：1.不使用该方法，而是手动把userDTO放入Map<String,String>，该转换的手动转
    //        2.自定义value的转换规则，可以通过 BeanUtil.beanToMap(obj,map,copyOptions)
    Map <String, Object> map = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap <>(), CopyOptions.create()
                                                  .setIgnoreNullValue(true)
                                                  .setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
    // 7.3 保存到Redis  （这里也可使用put（），但是Value中的key和value是分开放的，需要多次和数据库交互~）
    String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token;
    stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, map);
    // 7.4 设置token有效期
    stringRedisTemplate.expire(tokenKey, RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
    // 8.把token返回给前端
    return Result.ok(token);
}

LoginInterceptor代码

/**
 * @author lxy
 * @version 1.0
 * @Description 登录拦截器
 * @date 2022/11/24 1:12
 */
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 因为LoginInterceptor是new 出来的，并没有交给Spring容器管理，所以我们不能使用Autowire或者@Resource注入，
     * 这里可以使用构造函数，在使用到拦截器的时候，传入需要的对象
     */
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    public LoginInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }
    /**
     * 在进入Controller之前会被执行
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 1.获取请求头中的token
        String token = request.getHeader("authorization");
        if (StrUtil.isBlank(token)) {
            // 不存在
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        // 2.根据token获取用户信息
        Map <Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token);
        if(userMap==null){
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        // 3.如果存在，则保存到ThreadLocal
        UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
        UserHolder.saveUser(userDTO);
        // 4.刷新用户token的有效时间 (只要用户在这段时间内用户在线，那么就不会过期)
        String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token;
        stringRedisTemplate.expire(tokenKey,RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        // 5.放行
        return true;
    }
    /**
     * 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
     */    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 移除用户
        UserHolder.removeUser();
    }
}

1.9 解决状态登录刷新问题

1.9.1 初始方案思路总结：

在这个方案中，他确实可以使用对应路径的拦截，同时刷新登录token令牌的存活时间，但是现在这个拦截器他只是拦截需要被拦截的路径，假设当前用户访问了一些不需要拦截的路径（比如首页），那么这个拦截器就不会生效，所以此时令牌刷新的动作实际上就不会执行，所以这个方案他是存在问题的

1.9.2 优化方案

既然之前的拦截器无法对不需要拦截的路径生效，那么我们可以添加一个拦截器，在第一个拦截器中拦截所有的路径，把第二个拦截器做的事情放入到第一个拦截器中，同时刷新令牌（token）。因为第一个拦截器有了threadLocal的数据，所以此时第二个拦截器只需要判断拦截器中的user对象是否存在即可，完成整体拦截（这次拦截是对那些需要登录的资源）功能。

1.9.3 代码

RefreshTokenInterceptor

/**
 * @author lxy
 * @version 1.0
 * @Description 登录拦截器
 * @date 2022/11/24 1:12
 */
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 因为RefreshTokenInterceptor是new 出来的，并没有交给Spring容器管理，所以我们不能使用Autowire或者@Resource注入，
     * 这里可以使用构造函数，在使用到拦截器的时候，传入需要的对象
     */
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }
    /**
     * 在进入Controller之前会被执行
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 1.获取请求头中的token
        String token = request.getHeader("authorization");
        if (StrUtil.isBlank(token)) {
            // 此处return true是对的，若return false，第一次访问登录页面时就会被拦截；
            // 若return true，第一次访问登录页会进入Login拦截器，由于登录页为放行路径，放行~
            return true;
        }
        // 2.根据token获取用户信息
        Map <Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token);
        if(userMap==null){
            return true;
        }
        // 3.如果存在，则保存到ThreadLocal
        UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
        UserHolder.saveUser(userDTO);
        // 4.刷新用户token的有效时间 (只要用户在这段时间内用户在线，那么就不会过期)
        String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token;
        stringRedisTemplate.expire(tokenKey,RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        // 5.放行
        return true;
    }
    /**
     * 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
     */    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 移除用户
        UserHolder.removeUser();
    }
}

LoginInterceptor

/**
 * @author lxy
 * @version 1.0
 * @Description 登录拦截器
 * @date 2022/11/24 1:12
 */
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 在进入Controller之前会被执行
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 如果没有登录则拦截
        if(UserHolder.getUser()==null){
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        // 用户已经登录则放行
        return true;
    }
}

总结：Redis代替Session需要考虑的问题

选择合适的数据结构

比如为什么code选择用string，token选择用Hash

选择合适的Key

比如为什么验证码key是phone, token的key是一个随机字符串

选择合适的存储力度

比如我们存储的是UserDTO，相对于User把其中敏感的信息去掉，也可以节约内存空间

选择合适的有效期

《Redis实战篇》一、短信登录

1.1、导入黑马点评项目

1.1.1 、导入SQL

1.1.2、有关当前模型

1.1.3、导入后端项目

1.1.4、导入前端工程

1.1.5 运行前端项目

1.2 、基于Session实现登录流程

1.3 、实现发送短信验证码功能

1.4、实现登录拦截功能

1.5、隐藏用户敏感信息

1.6、session共享问题

1.7 Redis代替session的业务流程

1.7.1、设计key的结构

1.7.2、设计key的具体细节

1.7.3、整体访问流程

1.8 基于Redis实现短信登录

1.9 解决状态登录刷新问题

1.9.1 初始方案思路总结：

1.9.2 优化方案

1.9.3 代码

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1.1.4、导入前端工程

1.1.5 运行前端项目

1.2 、基于Session实现登录流程

1.3 、实现发送短信验证码功能

1.4、实现登录拦截功能

1.5、隐藏用户敏感信息

1.6、session共享问题

1.7 Redis代替session的业务流程

1.7.1、设计key的结构

1.7.2、设计key的具体细节

1.7.3、整体访问流程

1.8 基于Redis实现短信登录

1.9 解决状态登录刷新问题

1.9.1 初始方案思路总结：

1.9.2 优化方案

1.9.3 代码

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