基于springboot+Redis的前后端分离项目（一）-【黑马点评】
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提取码：eh11
基于session和redis实现登录
- （一）前言
- （二）导入资源
- （三）短信登录
-
- 1.基于Session实现登录的方式
- 2.发送短信功能实现
- 3.实现登录拦截功能
- 4.隐藏用户敏感信息
- 5.session共享问题
- 6.Redis代替session的业务流程
-
- 设计key的结构
- 设计key的具体细节
- 整体访问流程
- 7.基于Redis实现短信登录
- 8.解决状态登录刷新问题
-
- 初始方案思路总结：
- 优化方案
- 实现代码
（一）前言
黑马点评项目是前后端分离项目，前端部署在nginx服务器上，后端部署在tomcat上，具体将实现以下功能。
-
短信登录
这一块我们会使用redis共享session来实现。 -
商户查询缓存
通过学习，我们会理解缓存击穿，缓存穿透，缓存雪崩等问题。 -
优惠卷秒杀
通过学习，我们可以学会Redis的计数器功能， 结合Lua完成高性能的redis操作，同时学会Redis分布式锁的原理，包括Redis的三种消息队列。 -
附近的商户
我们利用Redis的GEOHash来完成对于地理坐标的操作。 -
UV统计
主要是使用Redis来完成统计功能 -
用户签到
使用Redis的BitMap数据统计功能 -
好友关注
基于Set集合的关注、取消关注，共同关注等等功能。 -
达人探店
基于List来完成点赞列表的操作，同时基于SortedSet来完成点赞的排行榜功能。
整个项目需要实现的功能如下图。
（二）导入资源
mysql低于5.7导入sql会报错
在application.yml中记得修改数据库的用户名和密码及Redis的位置
手机或者app端发起请求，请求我们的nginx服务器，nginx基于七层模型走的是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。
前端已经写好我们只需要部署
在cmd窗口输入以下命令
start nginx.exe
访问 http://localhost:8080,出现以下页面表示成功
（三）短信登录
1.基于Session实现登录的方式
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
2.发送短信功能实现
在IUserService中添加接口方法
public interface IUserService extends IService<User> {
//发送验证码
Result sendCode(String phone, HttpSession session);
//登录
Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session);
}
在UserServiceimpl中实现方法
@Slf4j
@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
@Override
public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
//1,效验手机号
if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
//2如果不符合，返回错误信息
return Result.fail("手机号码格式不正确");
}
//3符合生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
//4.保存验证码到session
session.setAttribute("code",code);
//5发送验证码
log.info("验证码为,{}",code);
//返回ok
return Result.ok();
}
//登录
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
//1,效验手机号
if (RegexUtils.isPhoneInvalid(loginForm.getPhone())) {
//2如果不符合，返回错误信息
return Result.fail("手机号码格式不正确");
}
//3.校验验证码
Object cacheCode = session.getAttribute("code");
String code = loginForm.getCode();
if (cacheCode==null || !cacheCode.equals(code)){
return Result.fail("验证码不正确");
}
User user = query().eq("phone", loginForm.getPhone()).one();
if (user ==null){
//根据手机号创建新用户
user=createWithPhone(loginForm.getPhone());
}
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
return Result.ok();
}
private User createWithPhone(String phone) {
User user=new User();
user.setPhone(phone);
user.setNickName(USER_NICK_NAME_PREFIX +RandomUtil.randomString(4));
save(user);
return user;
}
}
在UserControlller实现接口
@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 userService.sendCode(phone,session);
}
/**
* 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 userService.login(loginForm,session);
}
@GetMapping("/me")
public Result me(){
// TODO 获取当前登录的用户并返回
UserDTO user = UserHolder.getUser();
return Result.ok(user);
}
3.实现登录拦截功能
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
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
拦截器代码
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
@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.判断用户是否存在
if(user == null){
//4.不存在，拦截，返回401状态码
response.setStatus(401);
return false;
}
//5.存在，保存用户信息到Threadlocal
UserHolder.saveUser((User)user);
//6.放行
return true;
}
}
让拦截器生效代码
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 登录拦截器
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
.excludePathPatterns(
"/shop/**",
"/voucher/**",
"/shop-type/**",
"/upload/**",
"/blog/hot",
"/user/code",
"/user/login"
).order(1);
// token刷新的拦截器
registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0);
}
}
4.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.保存用户信息到session中
session.setAttribute("user", BeanUtils.copyProperties(user,UserDTO.class));
在拦截器处：
//5.存在，保存用户信息到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();
}
}
5.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
6.Redis代替session的业务流程
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，用多占用一点空间，如果使用哈希，则他的value中只会存储他数据本身，如果不是特别在意内存，其实使用String就可以啦。
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，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，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
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。
7.基于Redis实现短信登录
发送验证码功能userServiceImpl实现
@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Override
public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
//1,效验手机号
if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
//2如果不符合，返回错误信息
return Result.fail("手机号码格式不正确");
}
//3符合生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
//4.保存验证码到session
// session.setAttribute("code",code);
//4.保存验证码到Redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY+phone,code,LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);
//5发送验证码
log.info("验证码为,{}",code);
//返回ok
return Result.ok();
}
在utils中创建一个RedisConstants类用来定义代码中的常量
public class RedisConstants {
public static final String LOGIN_CODE_KEY = "login:code:";
public static final Long LOGIN_CODE_TTL = 2L;
public static final String LOGIN_USER_KEY = "login:token:";
public static final Long LOGIN_USER_TTL = 30L;
}
登录功能userServiceImpl实现
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
// 1.校验手机号
String phone = loginForm.getPhone();
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.从redis获取验证码并校验
String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone);
String code = loginForm.getCode();
if (cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)) {
// 不一致，报错
return Result.fail("验证码错误");
}
// 4.一致，根据手机号查询用户 select * from tb_user where phone = ?
User user = query().eq("phone", phone).one();
// 5.判断用户是否存在
if (user == null) {
// 6.不存在，创建新用户并保存
user = createWithPhone(phone);
}
// 7.保存用户信息到 redis中
// 7.1.随机生成token，作为登录令牌
String token = UUID.randomUUID().toString(true);
// 7.2.将User对象转为HashMap存储
UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),
CopyOptions.create()
.setIgnoreNullValue(true)
.setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
// 7.3.存储
String tokenKey = LOGIN_USER_KEY + token;
stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, userMap);
// 7.4.设置token有效期
stringRedisTemplate.expire(tokenKey, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 8.返回token
return Result.ok(token);
}
private User createWithPhone(String phone) {
User user=new User();
user.setPhone(phone);
user.setNickName(USER_NICK_NAME_PREFIX +RandomUtil.randomString(4));
save(user);
return user;
}
8.解决状态登录刷新问题
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，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
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，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，完成整体刷新功能。
实现代码
RefreshTokenInterceptor
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
@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)) {
return true;
}
// 2.基于TOKEN获取redis中的用户
String key = LOGIN_USER_KEY + token;
Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key);
// 3.判断用户是否存在
if (userMap.isEmpty()) {
return true;
}
// 5.将查询到的hash数据转为UserDTO
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
// 6.存在，保存用户信息到 ThreadLocal
UserHolder.saveUser(userDTO);
// 7.刷新token有效期
stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 8.放行
return true;
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}
LoginInterceptor
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
// 1.判断是否需要拦截（ThreadLocal中是否有用户）
if (UserHolder.getUser() == null) {
// 没有，需要拦截，设置状态码
response.setStatus(401);
// 拦截
return false;
}
// 有用户，则放行
return true;
}
}
后记
美好的一天，到此结束，下次继续努力！欲知后续，请看下回分解，写作不易，感谢大家的支持！！