项目技术点剖析

1、使用Redis实现分布式部署单点登录（单点登录第一种方法：redis分布式存储解决方案）

因为这个项目是一个分布式部署的项目，而且我们采用的是nginx负载均衡的策略，导致了每一个服务器都需要开辟一个空间来进行用户信息的维护，消耗了大量的资源，所以，我当时使用到了Redis来作为维护用户信息的空间，将用户登录的信息存入Redis中，并且在存入时设置key的过期时间，所有的服务器共用一个Redis，每次进行操作时只需要去Redis中去判断这个用户是否存在，存在的话就说明这个用户现在是登录状态，不存在就说明这个用户没有登录，或者登录已经失效，让用户进行重新登录。

• 为什么会存在单点登录的问题
  • session默认是存储在当前服务器的内存中，如果是集群，那么只有登录那台机器的内存中才有这个session
  • 比如说我在A机器登录，B机器是没有这个session存在的，所以需要重新验证
• 如何解决这个单点登录问题
  • 不管在那一台web服务器登录，都会把token值存放到我们的一个集中管理的redis服务器中
  • 但客户端携带token验证的时候，会先从redis中获取，就实现单点登录
• 现实举例
  • 比如你写的一个tornado项目，分别部署到A，B两台机器上
  • 如果直接使用session，那么如果在A机器登录，token只会在A服务器的内存
  • 因为请求会封不到A，b连个机器，如果这个请求到了B机器，B的内存中没有就会让重新登录
  • 所以登录A机器的时候我们应该把token值写入到redis中，A/B机器登录，都从redis中获取token进行校验
    

2、基于JWT技术及RSA非对称加密实现真正无状态的单点登录（单点等第二种方法：JWT）

• 无状态登录原理

在分布式系统中，传统的登录会失效。

原因是因为各个微服务之间用的不是同一台服务器，我们以前登录判断用户状态是通过服务器中session存的数据，也就是把用户信息保存在session中，现在我们有几台不同的服务器，在这台登录完会有一个session信息，但是跳到另外一个服务器，登录状态就会消失，所以登录状态是无法共享的。

因此之前我们学的登录在分布式系统中是无法使用的，不能存储到session中。

• 什么是有状态？

就是服务端需要记录一下每次会话的客户端信息，从而识别客户端他的身份，根据用户的身份进行请求的处理。 比如：  服务器中的session存储

例如登录：
用户登录后，我们把登录者的信息保存在服务端session中，并且给用户一个cookie值，记录对应的session。然后下次请求，用户携带cookie值来，我们就能识别到对应session，从而找到用户的信息。

缺点是什么？

1.服务端如果搭建集群，集群之间的数据无法共享，于是用户状态无法共享，就不能实现一个跨服务的登录
2.服务端保存大量数据，增加服务端压力
3.服务端保存用户状态，无法进行水平扩展
4.客户端请求依赖服务端，多次请求必须访问同一台服务器

• 什么是无状态？

识别用户的身份信息是由客户端自己去携带

微服务集群中的每个服务，对外提供的都是Rest风格的接口。而Rest风格的一个最重要的规范就是：服务的无状态性，即：

服务端不保存任何客户端请求者信息
客户端的每次请求必须具备自描述信息，通过这些信息识别客户端身份

带来的好处是什么呢？

1.客户端请求不依赖服务端的信息，任何多次请求不需要必须访问到同一台服务
2.服务端的集群和状态对客户端透明
3.服务端可以任意的迁移和伸缩
4.减小服务端存储压力

如何实现无状态

无状态登录的流程：
1.当客户端第一次请求服务时，服务端对用户进行信息认证（登录）
2.认证通过，将用户信息进行加密形成token，返回给客户端，作为登录凭证
3.以后每次请求，客户端都携带认证的token
4.服务的对token进行解密，判断是否有效。

整个登录过程中，最关键的点是：token的安全性

token是识别客户端身份的唯一标示，如果加密不够严密，被人伪造那就完蛋了。

采用何种方式加密才是安全可靠的呢？

我们将采用JWT + RSA非对称加密

jwt

• 简介

JWT，全称是Json Web Token， 是JSON风格轻量级的授权和身份认证规范，可实现无状态、分布式的Web应用授权

• 数据格式

JWT包含三部分数据：

Header：头部，通常头部有两部分信息：
	声明类型，这里是JWT
    加密算法，自定义（我们用的RSA）
    我们会对头部进行base64加密（可解密），得到第一部分数据
    
Payload：载荷，就是有效数据，一般包含下面信息：
	用户身份信息（注意，这里因为采用base64加密，可解密，因此不要存放敏感信息）
    注册声明：如token的签发时间，过期时间，签发人等
    这部分也会采用base64加密，得到第二部分数据
    
Signature：签名，是整个数据的认证信息。通过base64对头和载荷进行编码，一般根据前两步的数据，再加上服务的的密钥（secret）（不要泄漏，最好周期性更换），通过加密算法生成（RSA算法进行加密，无法进行篡改）。用于验证整个数据完整和可靠性

jwt交互流程

1、用户登录
2、服务的认证，通过后根据secret生成token
3、将生成的token返回给用户
4、用户每次请求携带token
5、服务端利用公钥解读jwt签名，判断签名有效后，从Payload中获取用户信息
6、处理请求，返回响应结果

因为JWT签发的token中已经包含了用户的身份信息，并且每次请求都会携带，这样服务的就无需保存用户信息，甚至无需去数据库查询，完全符合了Rest的无状态规范。

• 非对称加密

加密技术是对信息进行编码和解码的技术，编码是把原来可读信息（又称明文）译成代码形式（又称密文），其逆过程就是解码（解密），加密技术的要点是加密算法，加密算法可以分为三类：
对称加密、非对称加密、不可逆加密

对称加密，如AES（通信双方都持有相同秘钥）

基本原理：将明文分成N个组，然后使用密钥对各个组进行加密，形成各自的密文，最后把所有的分组密文进行合并，形成最终的密文。

优势：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高
缺陷