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。
在资料中提供了一个项目源码:localhost:8081/shop-type/list
localhost:8080
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
页面流程
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。
在UserController
/**
* 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");
return userService.sendCode(phone, session );
}
在UserService
Result sendCode(String phone, HttpSession session);
UserServiceImpl 实现类
@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {
@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.符合,生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
// 4.保存验证码到 session
session.setAttribute("code",code); // kv 结构 setAttribute方法
// 5.发送验证码
log.debug("发送短信验证码成功,验证码:{}", code);
// 返回ok
return Result.ok();
}
}
在UserController
/**
* 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);
}
在UserService
Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session);
UserServiceImpl 实现类
@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.校验验证码
Object cacheCode = session.getAttribute("code");
String code = loginForm.getCode();
if(cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)){
//3.不一致,报错
return Result.fail("验证码错误");
}
//4.一致,根据手机号查询用户
User user = query().eq("phone", phone).one();
//5.判断用户是否存在
if(user == null){
//6.不存在,则创建
user = createUserWithPhone(phone); //调用创建用户的方法
}
//7.保存用户信息到session中
session.setAttribute("user",user);
return Result.ok();
}
private User createUserWithPhone(String phone) {
//1.创建用户
User user = new User();
user.setPhone(phone);
user.setNickName(USER_NICK_NAME_PREFIX+RandomUtil.randomString(10));
//2.保存用户
save(user); //plus
return user;
}
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
拦截器代码
重写HandlerInterceptor的方法:
public interface HandlerInterceptor { //HandlerInterceptor 中主要定义三种方法
default boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
return true;
}
default void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable ModelAndView modelAndView) throws Exception {
}
default void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, @Nullable Exception ex) throws Exception {
}
}
package com.hmdp.utils;
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;
}
@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
WebMvcConfigurer 源码
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by FernFlower decompiler)
//
package org.springframework.web.servlet.config.annotation;
import java.util.List;
import org.springframework.format.FormatterRegistry;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageConverter;
import org.springframework.lang.Nullable;
import org.springframework.validation.MessageCodesResolver;
import org.springframework.validation.Validator;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodArgumentResolver;
import org.springframework.web.method.support.HandlerMethodReturnValueHandler;
import org.springframework.web.servlet.HandlerExceptionResolver;
public interface WebMvcConfigurer {
default void configurePathMatch(PathMatchConfigurer configurer) {
}
default void configureContentNegotiation(ContentNegotiationConfigurer configurer) {
}
default void configureAsyncSupport(AsyncSupportConfigurer configurer) {
}
default void configureDefaultServletHandling(DefaultServletHandlerConfigurer configurer) {
}
default void addFormatters(FormatterRegistry registry) {
}
default void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
}
default void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
}
default void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
}
default void addViewControllers(ViewControllerRegistry registry) {
}
default void configureViewResolvers(ViewResolverRegistry registry) {
}
default void addArgumentResolvers(List<HandlerMethodArgumentResolver> resolvers) {
}
default void addReturnValueHandlers(List<HandlerMethodReturnValueHandler> handlers) {
}
default void configureMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> converters) {
}
default void extendMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> converters) {
}
default void configureHandlerExceptionResolvers(List<HandlerExceptionResolver> resolvers) {
}
default void extendHandlerExceptionResolvers(List<HandlerExceptionResolver> resolvers) {
}
@Nullable
default Validator getValidator() {
return null;
}
@Nullable
default MessageCodesResolver getMessageCodesResolver() {
return null;
}
}
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Override //添加拦截器
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 登录拦截器
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
.excludePathPatterns( //不拦截的的方法
"/shop/**",
"/voucher/**",
"/shop-type/**",
"/upload/**",
"/blog/hot",
"/user/code",
"/user/login"
);
}
}
UserController添加快速访问【在已经有缓存信息的情况下】
@GetMapping("/me")
public Result me(){
User user = UserHolder.getUser();
return Result.ok(user);
}
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
import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
//7.保存用户信息到session中
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user,UserDTO.class)); //非全量复制
修改后
userServiceImpl
@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.校验验证码
Object cacheCode = session.getAttribute("code");
String code = loginForm.getCode();
if (cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)) {
//3.不一致,报错
return Result.fail("验证码错误");
}
//一致,根据手机号查询用户;连接数据库进行查询
User user = query().eq("phone", phone).one();
//5.判断用户是否存在
if (user == null) {
//不存在,则创建
user = createUserWithPhone(phone);
}
//7.保存用户信息到session中
// session.setAttribute("user", user);
// import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
return Result.ok();
}
在拦截器处:
//5.存在,保存用户信息到Threadlocal
UserHolder.saveUser((UserDTO) user);
修改后
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((UserDTO) user);
//6.放行
return true;
}
}
在UserHolder处:将user对象换成UserDTO
修改后
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();
}
}
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
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,同学们注意他的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。
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
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。
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
定义Redis常用字符串参数前后缀
package com.hmdp.utils;
public class RedisConstants {
public static final String LOGIN_CODE_KEY = "login:code:"; //code前缀
public static final Long LOGIN_CODE_TTL = 2L;
public static final String LOGIN_USER_KEY = "login:token:"; // token 前缀 key
public static final Long LOGIN_USER_TTL = 36000L;
public static final Long CACHE_NULL_TTL = 2L;
public static final Long CACHE_SHOP_TTL = 30L;
public static final String CACHE_SHOP_KEY = "cache:shop:";
public static final String LOCK_SHOP_KEY = "lock:shop:";
public static final Long LOCK_SHOP_TTL = 10L;
public static final String SECKILL_STOCK_KEY = "seckill:stock:";
public static final String BLOG_LIKED_KEY = "blog:liked:";
public static final String FEED_KEY = "feed:";
public static final String SHOP_GEO_KEY = "shop:geo:";
public static final String USER_SIGN_KEY = "sign:";
}
修改短信验证
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@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.符合,生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
// 4.保存验证码到 session
// session.setAttribute("code", code); // kv 结构
stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY+phone,code,LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);// "login:code:"启动字符串前缀的作用避免key重复
// 5.发送验证码
log.debug("发送短信验证码成功,验证码:{}", code);
// 返回ok
return Result.ok();
}
修改用户校验
@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 = createUserWithPhone(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
// user->userDTO(BeanUtil.beanToMap)->userMap
UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
// import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO,);
// 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); //设置tokenkey的过期时间
// 8.返回token
return Result.ok(token);
}
修改对象的数值类型不同
运行中出现:数据类型不一致异常
java.lang.ClassCastException: java.lang.Long cannot be cast to java.lang.String
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()));
修改 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.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_TTL;
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; // LoginInterceptor 不属于spring原生组件,需要用构造方法注入,不可以使用注解resurce注解注入
public LoginInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
}
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
//1.获取session
// HttpSession session = request.getSession();
// TODO 1.获取请求头的token
String token = request.getHeader("authorization"); //authorization=token 属于在前端定义的 ,这里是将前端存储的值取出来
if ( StrUtil.isBlank(token)){ // TODO 判断条件: token 为空
// TODO: 判断条件为真: token=null 表示客户未登录
response.setStatus(401);
return false;
}
// TODO 2.基于token获取redis中的用户
String tokenKey =RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token ;
Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(tokenKey);
//3.判断用户是否存在
if(userMap.isEmpty()){
//4.不存在,拦截,返回401状态码
response.setStatus(401);
return false;
}
// 5.将查询出来的hash数据转为UserDTO对象【逆向解析】
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
// TODO 6.存在,保存用户信息到Threadlocal
UserHolder.saveUser(userDTO);
// TODO 7.刷新token 有效期 [重新设置有效期]
stringRedisTemplate.expire(tokenKey,LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return true;
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();;
}
}
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
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。
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;
}
}
修改拦截器的配置类
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Override //添加拦截器
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 登录拦截器
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
.excludePathPatterns( //不拦截的的方法
"/shop/**",
"/voucher/**",
"/shop-type/**",
"/upload/**",
"/blog/hot",
"/user/code",
"/user/login"
).order(1);
// token刷新的拦截器 order 表示拦截器顺序做排序
registry.addInterceptor((HandlerInterceptor) new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0);
}
}