Redis专题-实战篇一-基于Session和Redis实现登录业务

本文涉及的产品
多模态交互后付费免费试用,全链路、全Agent
简介: 本项目基于SpringBoot实现黑马点评系统,涵盖Session与Redis两种登录方案。通过验证码登录、用户信息存储、拦截器校验等流程,解决集群环境下Session不共享问题,采用Redis替代Session实现数据共享与自动续期,提升系统可扩展性与安全性。

GitHub项目地址:https://github.com/whltaoin/redisLearningProject_hm-dianping

基于Session实现登录业务功能提交版本码:e34399f

基于Redis实现登录业务提交版本码:60bf740

一、导入黑马点评后端项目

1. 项目架构图

  1. 前期阶段

  1. 后续阶段

2. 导入后端项目需要注意的问题

  1. 修改application.yaml文件
  1. mysql地址配置
  2. redis地址配置
  1. 该项目的JDK版本为8,需要修改的地方如下图所示:
  1. idea设置

  1. 项目结构设置

3. 项目启动报错

  1. 报错内容:
Failed to load property source from location ‘classpath:/application.yml‘
  1. 解决方法1
  1. 查看yaml文件中的配置是否配置完整,格式正确
  1. 解决方法2
  1. 设置yaml文件的文件格式为:UTF-8
  2. 设置方法为:file->setting->File Encodings

4. 项目启动测试

  1. 喜爱过目正常启动后,访问:http://localhost:8081/shop-type/list
  2. 下图为正确启动结果

二、导入并启动前端项目

  1. 提示:前端项目已经打包并导入到了nginx-1.18.0文件夹中的。
  1. 启动前端项目只需要执行ngin的开启命令即可。
start nginx
  1. 访问前端路径:http://localhost:8080

三、基于session实现登录功能

1. 具体实现流程图

2. 实现发送验证码

  1. 查询发送验证码请求API

地址:/user/code

请求方式:POST

  1. 修改UserController中的发送验证码方法
/**
     * 发送手机验证码
     */
@PostMapping("code")
public Result sendCode(@RequestParam("phone") String phone, HttpSession session) {
    //        // TODO 发送短信验证码并保存验证码
    //        return Result.fail("功能未完成");
    // 实现发送验证码
    return userService.sendCode(phone,session);
}
  1. 在service中实现send方法
package com.hmdp.service.impl;
import cn.hutool.Hutool;
import cn.hutool.core.util.RandomUtil;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.User;
import com.hmdp.mapper.UserMapper;
import com.hmdp.service.IUserService;
import com.hmdp.utils.RegexUtils;
import lombok.extern.log4j.Log4j;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.servlet.http.HttpSession;
/**
 * <p>
 * 服务实现类
 * </p>
 *
 * @since 2021-12-22
 */
@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
    /**
     * 发送验证码
     * @param phone
     * @param session
     * @return
     */
    @Override
    public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
        // 1 验证手机号
        if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
            return Result.fail("手机号格式错误,请重新输入");
        }
        // 2 生成验证码
        String code = RandomUtil.randomString(6);
        // 3 存储验证码
        session.setAttribute("code",code);
        // 4 发送验证码,模拟,不调用第三方功能
        log.debug("发送短信验证码成功,验证码:{}",code);
        return Result.ok();
    }
}
  1. 深入正确的手机号,点击发送后的效果

3. 登录功能实现

  1. 登录API信息

地址:/user/login

请求方式:POST

  1. 在UserService中添加Login方法
/**
     * 登录功能
     * @param loginForm 登录参数,包含手机号、验证码;或者手机号、密码
     */
    @PostMapping("/login")
    public Result login(@RequestBody LoginFormDTO loginForm, HttpSession session){
        // TODO 实现登录功能
//        return Result.fail("功能未完成");
        return userService.login(loginForm,session);
    }
  1. 实现Login方法
package com.hmdp.service.impl;
import cn.hutool.Hutool;
import cn.hutool.core.util.RandomUtil;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import com.hmdp.dto.LoginFormDTO;
import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.User;
import com.hmdp.mapper.UserMapper;
import com.hmdp.service.IUserService;
import com.hmdp.utils.RegexUtils;
import com.sun.deploy.security.WSeedGenerator;
import lombok.extern.log4j.Log4j;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import static com.hmdp.utils.SystemConstants.USER_NICK_NAME_PREFIX;
/**
 * <p>
 * 服务实现类
 * </p>
 *
 * @since 2021-12-22
 */
@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
    
    /**
     * 登录和注册
     * @param loginForm
     * @param session
     * @return
     */
    @Override
    public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
        // 1 判断手机号
        String phone = loginForm.getPhone();
        if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
            return Result.fail("手机号格式错误,请重新输入");
        }
        // 2 判断验证码
        String webCode = loginForm.getCode();
        String sessionCode = session.getAttribute("code").toString();
        if (webCode==null || !webCode.equals(sessionCode)) {
            return Result.fail("验证码错误");
        }
        //
        log.debug("手机号为:{};验证码为:{}",phone,sessionCode);
        // 3 查询用户是否存在
        User user = query().eq("phone",phone).one();
        System.out.println("-==--------------");
        System.out.println(user);
        System.out.println("-==--------------");
        // 4 不存在用户创建
        if (user==null){
            user = createUserWithPhone(phone);
            System.out.println(user);
        }
        // 5 存在用户到session中
        session.setAttribute("user",user);
        return Result.ok();
    }
    private User createUserWithPhone(String phone) {
        User user = new User();
        user.setPhone(phone);
        user.setNickName(USER_NICK_NAME_PREFIX+RandomUtil.randomString(6));
        // 保存
        save(user);
        return user;
    }
}
  1. 实现效果

4. 实现登录校验功能

  1. 涉及到的controller API

地址:/user/me

请求方式:get

  1. 编写登录拦截器工具类(LoginInterceptor)
package com.hmdp.utils;
import com.hmdp.entity.User;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 此方法的作用是在请求进入到Controller进行拦截,有返回值
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 1 获取session
        HttpSession session = request.getSession();
        // 2 获取用户
        Object user = session.getAttribute("user");
        // 3 判断用户
        if (user==null) {
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        // 4  存储用户
        UserHolder.saveUser((User) user);
        // 5 放行
        return true;
    }
    /**
     * 该方法是在ModelAndView返回给前端渲染后执行
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @param ex
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
       UserHolder.removeUser();
    }
}
  1. 添加配置MVC拦截器配置类(MvcConfig)
package com.hmdp.config;
import com.hmdp.utils.LoginInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
@Configuration
public class MvcConfig  implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
      registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()
      ).excludePathPatterns(
              "/shop/**",
              "/shop-type/**",
              "/upload/**",
              "blog/hot",
              "/user/code",
              "/user/login"
      );
    }
}
  1. 让在threadLocal存储用户返回到签到(userController)
@GetMapping("/me")
    public Result me(){
//        // TODO 获取当前登录的用户并返回
//        return Result.fail("功能未完成");
        return Result.ok(UserHolder.getUser());
    }
  1. 运行效果
  1. 登录成功后,会跳转到用户个人主页,并显示用户的一些信息

5. UserDTO类使用

  1. 在后端直接返回User类后,可能用用户敏感信息泄露的风险。
  1. 所以我们在存如Session时,只存储不太重要的信息即可。
  1. 需要修改的地方:
  1. UserService中session存储类型

  1. 拦截器

  1. 效果

6. 集群Session共享存在的问题

  1. 存在问题,
  1. 因为在tomcat中的Session是不共享的,如果使用了tomcat集群的话,每个tomcat中的Session都需要重新存储数据,同时可能会造成数据的不一致和数据丢失的可能。
  1. 为了解决session存在问题,同时需要满足
  1. 数据共享
  2. 内存存储
  3. Key、value结构
  1. 从而引入了Redis替代Session

四、Redis替代Session的解决方案流程图

  1. 替换流程

1. Redis替换Session具体实现

  1. 首先将生成的验证码存入Redis中
@Override
    public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
        // 1 验证手机号
        if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
            return Result.fail("手机号格式错误,请重新输入");
        }
        // 2 生成验证码
        String code = RandomUtil.randomString(6);
//        // 3 存储验证码
//        session.setAttribute("code",code);
        //  3 修改为redis存储
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY+phone,code,LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 1分钟过期
        // 4 发送验证码,模拟,不调用第三方功能
        log.debug("发送短信验证码成功,验证码:{}",code);
        return Result.ok();
    }

  1. 在用户点击登录时,从Redis中获取验证码进行判断
  2. 后续将登录的用户存储到Redis中,并返回Token
@Override
    public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
        // 1 判断手机号
        String phone = loginForm.getPhone();
        if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
            return Result.fail("手机号格式错误,请重新输入");
        }
        // 2 判断验证码
        String webCode = loginForm.getCode();
       // String sessionCode = session.getAttribute("code").toString();
        // 从redis中获取验证码
        String sessionCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY+phone);
        if (webCode==null || !webCode.equals(sessionCode)) {
            return Result.fail("验证码错误");
        }
        //
        log.debug("手机号为:{};验证码为:{}",phone,sessionCode);
        // 3 查询用户是否存在
        User user = query().eq("phone",phone).one();
        System.out.println("-==--------------");
        System.out.println(user);
        System.out.println("-==--------------");
        // 4 不存在用户创建
        if (user==null){
            user = createUserWithPhone(phone);
            System.out.println(user);
        }
        // 5 存在用户到session中
        // 6 为了防止敏感信息泄露,将user转存到UserDTO中
        session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
        UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
        String token = UUID.randomUUID().toString(false);// 不带下划线的UUID
        // 将UserDTO bean转为HashMap
        Map<String, Object> userDTOMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO);
//        System.out.println(userDTOMap);
        userDTOMap.put("id",userDTO.getId().toString()); // StringRedisTamplate 只能存String类型的数据,ID为Long,需要单独处理
        String tokenKey = LOGIN_USER_KEY+token;
        stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, userDTOMap);
        stringRedisTemplate.expire(tokenKey,LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return Result.ok(token);
    }
  1. 登录功能验证
  1. 用户登录完成后,在访问其他请求时,会进入到拦截器中,从请求的header中获取到Token,再通过Token查询Redis中的用户是否存在。存在就放行,并重新刷新Redis保存数据的TTL,不存在则拦截。
package com.hmdp.utils;
import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.hmdp.dto.UserDTO;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_KEY;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_TTL;
/**
 * 刷新Token拦截器
 */
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate ){
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }
    /**
     * 此方法的作用是在请求进入到Controller进行拦截,有返回值
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
//        // 1 获取session
//        HttpSession session = request.getSession();
        // 获取token
        String token = request.getHeader("authorization");
        if (StrUtil.isBlank(token)) {
            return  true;
        }
        // 2 获取用户
//        Object user = session.getAttribute("user");
        Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(LOGIN_USER_KEY+token);
        // 3 判断用户
        if (userMap.isEmpty()) {
            return true;
        }
        UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);// map转bean
// 4  存储用户
        UserHolder.saveUser(userDTO);
        // 刷新token有效期
        stringRedisTemplate.expire(LOGIN_USER_KEY+token,LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        // 5 放行
        return true;
    }
    /**
     * 该方法是在ModelAndView返回给前端渲染后执行
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @param ex
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
       UserHolder.removeUser();
    }
}

2. 登录遗留问题解决

  1. 我们之前在LoginInterceptor中有放行了一些不需要的认证的请求,这样就存在问题了。
  1. 例如:如果用户登录了,但是一直停留在不需要认证的请求上,Redis的TTL的刷新TTL功能就不会执行,导致用户被强制退出系统。
  1. 解决方案:
  1. 我们在LoginInterceptor之前在设置一个全局的拦截起,并设置全局拦截,并将Login拦截器内容判断都移动到RefershToken拦截器上,在Refresh执行后再进入到Login拦截器,在判断线程中是否有登录用户,在进行实际的拦截。
  1. 具体实现

LoginInterceptor

package com.hmdp.utils;
import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.hmdp.dto.UserDTO;
import com.hmdp.entity.User;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisOperations;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_KEY;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_TTL;
/**
 * 登录拦截器
 */
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
    /**
     * 此方法的作用是在请求进入到Controller进行拦截,有返回值
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        // 获取不到用户,拦截
        if (UserHolder.getUser()==null) {
            response.setStatus(401);
            return false;
        }
        return true;
    }
    /**
     * 该方法是在ModelAndView返回给前端渲染后执行
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @param ex
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
       UserHolder.removeUser();
    }
}

RefreshTokenInterceptor如上图

MnvConfig配置类修改如下

package com.hmdp.config;
import com.hmdp.utils.LoginInterceptor;
import com.hmdp.utils.RefreshTokenInterceptor;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
@Configuration
public class MvcConfig  implements WebMvcConfigurer {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    /**
     * order值越小,拦截顺序越高。
     * @param registry
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor( new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).order(0);
      registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()
      ).excludePathPatterns(
              // 放行的路径
              "/shop/**",
              "/shop-type/**",
              "/upload/**",
              "blog/hot",
              "/user/code",
              "/user/login"
      ).order(1);
    }
}
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