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黑马Redis学习——实战篇（1）

作者：不正经 | 2024-06-06 22:38:43

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黑马redis

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1、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、导入打开前端工程

1.2 、基于Session实现登录流程

1.3 、实现发送短信验证码功能

1.5、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

 

1、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

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

导入黑马后端代码

设置yaml配置文件：

  1. server:
  2.   port: 8081
  3. spring:
  4.   application:
  5.     name: hmdp
  6.   datasource:
  7.     driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  8.     url: jdbc:mysql://192.168.56.10:3306/heimaRedis?useSSL=false&serverTimezone=UTC
  9.     username: root
  10.     password: root
  11.   redis:
  12.     host: 192.168.56.10
  13.     port: 6379
  14.     lettuce:
  15.       pool:
  16.         max-active: 10
  17.         max-idle: 10
  18.         min-idle: 1
  19.         time-between-eviction-runs: 10s
  20.   jackson:
  21.     default-property-inclusion: non_null # JSON处理时忽略非空字段
  22. mybatis-plus:
  23.   type-aliases-package: com.hmdp.entity # 别名扫描包
  24. logging:
  25.   level:
  26.     com.hmdp: debug

1.1.4、导入打开前端工程

 

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

1.3 、实现发送短信验证码功能

页面流程

 具体代码如下

 发送验证码 ：

  1.     @Override
  2.     public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
  3.         // 1.校验手机号
  4.         if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
  5.             // 2.如果不符合，返回错误信息
  6.             return Result.fail("手机号格式错误！");
  7.         }
  8.         // 3.符合，生成验证码
  9.         String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
  10.  
  11.         // 4.保存验证码到 session
  12.         session.setAttribute("code",code);
  13.         // 5.发送验证码
  14.         log.debug("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
  15.         // 返回ok
  16.         return Result.ok();
  17.     }

 登录：

  1.     @Override
  2.     public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
  3.         // 1.校验手机号
  4.         String phone = loginForm.getPhone();
  5.         if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
  6.             // 2.如果不符合，返回错误信息
  7.             return Result.fail("手机号格式错误！");
  8.         }
  9.         // 3.校验验证码
  10.         Object cacheCode = session.getAttribute("code");
  11.         String code = loginForm.getCode();
  12.         if(cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)){
  13.              //3.不一致，报错
  14.             return Result.fail("验证码错误");
  15.         }
  16.         //一致，根据手机号查询用户
  17.         User user = query().eq("phone", phone).one();
  18.  
  19.         //5.判断用户是否存在
  20.         if(user == null){
  21.             //不存在，则创建
  22.             user =  createUserWithPhone(phone);
  23.         }
  24.         //7.保存用户信息到session中
  25.         session.setAttribute("user",user);
  26.  
  27.         return Result.ok();
  28.     }

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

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

  1. public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
  2.  
  3.     @Override
  4.     public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  5.        //1.获取session
  6.         HttpSession session = request.getSession();
  7.         //2.获取session中的用户
  8.         Object user = session.getAttribute("user");
  9.         //3.判断用户是否存在
  10.         if(user == null){
  11.               //4.不存在，拦截，返回401状态码
  12.               response.setStatus(401);
  13.               return false;
  14.         }
  15.         //5.存在，保存用户信息到Threadlocal
  16.         UserHolder.saveUser((UserDTO)user);
  17.         //6.放行
  18.         return true;
  19.     }
  20. }

让拦截器生效  

  1. @Configuration
  2. public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
  3.  
  4.     @Resource
  5.     private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
  6.  
  7.     @Override
  8.     public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
  9.         // 登录拦截器
  10.         registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
  11.                 .excludePathPatterns(
  12.                         "/shop/**",
  13.                         "/voucher/**",
  14.                         "/shop-type/**",
  15.                         "/upload/**",
  16.                         "/blog/hot",
  17.                         "/user/code",
  18.                         "/user/login"
  19.                 ).order(1);
  20.         // token刷新的拦截器
  21.         registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0);
  22.     }
  23. }

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

  1. //7.保存用户信息到session中
  2. session.setAttribute("user", BeanUtils.copyProperties(user,UserDTO.class));

在拦截器处： 

  1. //5.存在，保存用户信息到Threadlocal
  2. UserHolder.saveUser((UserDTO) user);

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，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。

1.7.2、设计key的具体细节

所以可以使用String结构，就是一个简单的key，value键值对的方式，但是关于key的理，session他是每个用户都有自己的session，但是redis的key是共享的，就不能使用code了。

在设计这个key的时候，过需要满足两点

1、key要具有唯一性

2、key要方便携带

如果采用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，所以可以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。

1.8 基于Redis实现短信登录

sendCode代码更新：

  1.     @Override
  2.     public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
  3.         // 1.校验手机号
  4.         if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
  5.             // 2.如果不符合，返回错误信息
  6.             return Result.fail("手机号格式错误！");
  7.         }
  8.         // 3.符合，生成验证码
  9.         String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
  10.  
  11.         // 4.保存验证码到 session
  12.         stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY + phone, code, LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);
  13.  
  14.         // 5.发送验证码
  15.         log.debug("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
  16.         // 返回ok
  17.         return Result.ok();
  18.     }

UserServiceImpl代码更新：

  1. @Override
  2. public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
  3.     // 1.校验手机号
  4.     String phone = loginForm.getPhone();
  5.     if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
  6.         // 2.如果不符合，返回错误信息
  7.         return Result.fail("手机号格式错误！");
  8.     }
  9.     // 3.从redis获取验证码并校验
  10.     String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone);
  11.     String code = loginForm.getCode();
  12.     if (cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)) {
  13.         // 不一致，报错
  14.         return Result.fail("验证码错误");
  15.     }
  16.  
  17.     // 4.一致，根据手机号查询用户 select * from tb_user where phone = ?
  18.     User user = query().eq("phone", phone).one();
  19.  
  20.     // 5.判断用户是否存在
  21.     if (user == null) {
  22.         // 6.不存在，创建新用户并保存
  23.         user = createUserWithPhone(phone);
  24.     }
  25.  
  26.     // 7.保存用户信息到 redis中
  27.     // 7.1.随机生成token，作为登录令牌
  28.     String token = UUID.randomUUID().toString(true);
  29.     // 7.2.将User对象转为HashMap存储
  30.     UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
  31.     Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),
  32.             CopyOptions.create()
  33.                     .setIgnoreNullValue(true)
  34.                     .setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
  35.     // 7.3.存储
  36.     String tokenKey = LOGIN_USER_KEY + token;
  37.     stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, userMap);
  38.     // 7.4.设置token有效期
  39.     stringRedisTemplate.expire(tokenKey, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
  40.  
  41.     // 8.返回token
  42.     return Result.ok(token);
  43. }

拦截器代码更新

  1.     @Override
  2.     public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  3.         // 1.获取请求头中的token
  4.         String token = request.getHeader("authorization");
  5.         if (StrUtil.isBlank(token)) {
  6.             return true;
  7.         }
  8.         // 2.基于TOKEN获取redis中的用户
  9.         String key  = LOGIN_USER_KEY + token;
  10.         Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key);
  11.         // 3.判断用户是否存在
  12.         if (userMap.isEmpty()) {
  13.             return true;
  14.         }
  15.         // 5.将查询到的hash数据转为UserDTO
  16.         UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
  17.         // 6.存在，保存用户信息到 ThreadLocal
  18.         UserHolder.saveUser(userDTO);
  19.         // 7.刷新token有效期
  20.         stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
  21.         // 8.放行
  22.         return true;
  23.     }

 

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，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，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。

1.9.3 代码

RefreshTokenInterceptor

  1. public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
  2.  
  3.     private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
  4.  
  5.     public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
  6.         this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
  7.     }
  8.  
  9.     @Override
  10.     public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  11.         // 1.获取请求头中的token
  12.         String token = request.getHeader("authorization");
  13.         if (StrUtil.isBlank(token)) {
  14.             return true;
  15.         }
  16.         // 2.基于TOKEN获取redis中的用户
  17.         String key  = LOGIN_USER_KEY + token;
  18.         Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key);
  19.         // 3.判断用户是否存在
  20.         if (userMap.isEmpty()) {
  21.             return true;
  22.         }
  23.         // 5.将查询到的hash数据转为UserDTO
  24.         UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
  25.         // 6.存在，保存用户信息到 ThreadLocal
  26.         UserHolder.saveUser(userDTO);
  27.         // 7.刷新token有效期
  28.         stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
  29.         // 8.放行
  30.         return true;
  31.     }
  32.  
  33.     @Override
  34.     public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
  35.         // 移除用户
  36.         UserHolder.removeUser();
  37.     }
  38. }

 LoginInterceptor

  1. public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
  2.  
  3.     @Override
  4.     public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
  5.         // 1.判断是否需要拦截（ThreadLocal中是否有用户）
  6.         if (UserHolder.getUser() == null) {
  7.             // 没有，需要拦截，设置状态码
  8.             response.setStatus(401);
  9.             // 拦截
  10.             return false;
  11.         }
  12.         // 有用户，则放行
  13.         return true;
  14.     }
  15. }

 MvcConfig

  1. @Configuration
  2. public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
  3.  
  4.     @Resource
  5.     private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
  6.  
  7.     @Override
  8.     public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
  9.         // 登录拦截器
  10.         registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
  11.                 .excludePathPatterns(
  12.                         "/shop/**",
  13.                         "/voucher/**",
  14.                         "/shop-type/**",
  15.                         "/upload/**",
  16.                         "/blog/hot",
  17.                         "/user/code",
  18.                         "/user/login"
  19.                 ).order(1);
  20.         // token刷新的拦截器
  21.         registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0);
  22.     }
  23. }
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