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
在资料中提供了一个项目源码:
1.1.4、导入前端工程
1.1.5 运行前端项目
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
补充: 为什么要使用ThreadLocal?
ThreadLoal是线程独享的,每个进入Tomcat的请求都对应着一个线程,将来ThreadLocal会在线程内开辟一片空间来保存用户信息,这些线程互不干扰.。这样的话,不同的用户访问相同的Controller都有自己的线程,也就会有自己的ThreadLocal信息,大家互不干扰。
如何进行退出呢?
在拦截器的最后一个方法中,清空thread local的信息,第一可以做到退出登录,第二可以防止内存泄露
1.3 、实现发送短信验证码功能
页面流程
问题:为啥后端接口是8081,但是请求确实8080呢?
这里为了解决跨域问题请求位于8080的Nginx服务,Nginx的代理再去请求8081Tomcat服务器
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。
- 发送验证码
@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.如果符合,生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
// 4.保存验证码到session
session.setAttribute("code"+phone,code);
// 5.发送验证码
String[] phoneNumber = new String[1];
String[] templateParam = new String[2];
phoneNumber[0] = phone;
templateParam[0] = code;
templateParam[1] = "5";
SendSmsUtil.sendSms(phoneNumber,templateParam);
return Result.ok();
}
- 登录
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
// 1.验证手机号是否正确
String code = loginForm.getCode();
String phone = loginForm.getPhone();
if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
return Result.fail("手机号格式错误!");
}
// 2.查询手机号对应的验证码是否一致(存在)
String cacheCode = (String) session.getAttribute("code" + loginForm.getPhone());
if(cacheCode != null && !cacheCode.equals(code)){
// 3.不一致,报错
return Result.fail("验证码错误!");
}
// 4.一致,根据手机号查询对应的用户
User user = this.query().eq("phone", phone).one();
// 5.判断用户是否存在
if(user == null){
// 6.不存在,则创建新用户,并保存到数据库
user = createUserWithPhone(phone);
}
// 7.存在,则保存用户到session
session.setAttribute("user",user);
return Result.ok();
}
注意:这里是否需要返回登录成功的凭证信息呢?
不需要,因为登录或注册后会在session中存放user,一个session对应一个sessionID,sessionID会被自动放到Cookie,下次请求时,Cookie会带着JSessionID找到对应的session
1.4、实现登录拦截功能
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
为什么要使用拦截器呢?
如图:如果没有拦截器,那么对于每个Controller都需要一个校验用户是否登录的逻辑代码,代码冗余较大。所有的请求到Controller之前可以被拦截器或者过滤器 拦截,这样的话只要我们在拦截器这一步进行校验就不用再进入Controller了,大大减少了性能损耗!
拦截器代码
/**
* @author lxy
* @version 1.0
* @Description 登录拦截器
* @date 2022/11/24 1:12
*/
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
/**
* 在进入Controller之前会被执行
*/
@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.如果用户不存在,则拦截,返回401状态码
if(user == null){
response.setStatus(401);
return false;
}
// 4.如果存在,则保存到ThreadLocal
UserHolder.saveUser((User) user);
// 5.放行
return true;
}
/**
* 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
*/
@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
/**
* @author lxy
* @version 1.0
* @Description MVC配置类
* @date 2022/11/24 1:22
*/
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 增加登录拦截器,并对不必要的请求路径排除拦截
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()).excludePathPatterns(
"/user/login",
"/user/code",
"/blog/hot",
"/shop/**",
"/shop-type/**",
"/upload/**",
"/voucher/**"
);
}
}
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
// 7.存在,则保存用户到session
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user,UserDTO.class));
在拦截器处:
// 4.如果存在,则保存到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();
}
}
前端登录结果:
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(比如标点,括号等),而且字段修改,只能对Value整体修改,然后再设置进去
- 如果使用哈希,则他的value中只会存储数据本身,而且可以做到精确的修改Value中的某个字段(name,age)
如果不是特别在意内存,其实使用String就可以啦。
1.7.2、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(因为是在ThreadLocal中的),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(信息容易泄露),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
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。
session和Redis 验证用户登录原理的区别
- 之前我们使用session进行登录的时候,当把User存到session后,会自动把SessionID存到Cookie中,下次发送请求的时候会携带着。通过SessionId便可知道用户是否登录。
- 当我们使用Redis后,key == 》token:随机字符串,value是User。这时 为了让用户下次发送请求携带着key,就需要前端特殊处理了~
1.8 基于Redis实现短信登录
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
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
// 1.验证手机号是否正确
String code = loginForm.getCode();
String phone = loginForm.getPhone();
if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
return Result.fail("手机号格式错误!");
}
// 2.查询手机号对应的验证码是否一致(存在)
String cacheCode = (String) stringRedisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.LOGIN_CODE_KEY + phone);
if (cacheCode != null && !cacheCode.equals(code)) {
// 3.不一致,报错
return Result.fail("验证码错误!");
}
// 4.一致,根据手机号查询对应的用户
User user = this.query().eq("phone", phone).one();
// 5.判断用户是否存在
if (user == null) {
// 6.不存在,则创建新用户,并保存到数据库
user = createUserWithPhone(phone);
}
// 7.存在,则保存用户到Redis
// 7.1 随机生成token,作为登录令牌 参数:生成一段没有连接符的随机数
String token = UUID.randomUUID().toString(true);
// 7.2 准备用户基本信息
UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
//注意:这里如果直接这样写 BeanUtil.beanToMap(userDTO) 会报错: Long cannot be cast to String。
// 因为我们使用的是stringRedisTemplate,里面存的map的key和value都必须是String.
//解决办法:1.不使用该方法,而是手动把userDTO放入Map<String,String>,该转换的手动转
// 2.自定义value的转换规则,可以通过 BeanUtil.beanToMap(obj,map,copyOptions)
Map <String, Object> map = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap <>(), CopyOptions.create()
.setIgnoreNullValue(true)
.setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
// 7.3 保存到Redis (这里也可使用put(),但是Value中的key和value是分开放的,需要多次和数据库交互~)
String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token;
stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, map);
// 7.4 设置token有效期
stringRedisTemplate.expire(tokenKey, RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 8.把token返回给前端
return Result.ok(token);
}
LoginInterceptor代码
/**
* @author lxy
* @version 1.0
* @Description 登录拦截器
* @date 2022/11/24 1:12
*/
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
/**
* 因为LoginInterceptor是new 出来的,并没有交给Spring容器管理,所以我们不能使用Autowire或者@Resource注入,
* 这里可以使用构造函数,在使用到拦截器的时候,传入需要的对象
*/
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public LoginInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
/**
* 在进入Controller之前会被执行
*/
@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)) {
// 不存在
response.setStatus(401);
return false;
}
// 2.根据token获取用户信息
Map <Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token);
if(userMap==null){
response.setStatus(401);
return false;
}
// 3.如果存在,则保存到ThreadLocal
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
UserHolder.saveUser(userDTO);
// 4.刷新用户token的有效时间 (只要用户在这段时间内用户在线,那么就不会过期)
String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token;
stringRedisTemplate.expire(tokenKey,RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 5.放行
return true;
}
/**
* 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
*/ @Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}
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(比如首页),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(token)。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,完成整体拦截(这次拦截是对那些需要登录的资源)功能。
1.9.3 代码
RefreshTokenInterceptor
/**
* @author lxy
* @version 1.0
* @Description 登录拦截器
* @date 2022/11/24 1:12
*/
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
/**
* 因为RefreshTokenInterceptor是new 出来的,并没有交给Spring容器管理,所以我们不能使用Autowire或者@Resource注入,
* 这里可以使用构造函数,在使用到拦截器的时候,传入需要的对象
*/
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
/**
* 在进入Controller之前会被执行
*/
@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)) {
// 此处return true是对的,若return false,第一次访问登录页面时就会被拦截;
// 若return true,第一次访问登录页会进入Login拦截器,由于登录页为放行路径,放行~
return true;
}
// 2.根据token获取用户信息
Map <Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token);
if(userMap==null){
return true;
}
// 3.如果存在,则保存到ThreadLocal
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
UserHolder.saveUser(userDTO);
// 4.刷新用户token的有效时间 (只要用户在这段时间内用户在线,那么就不会过期)
String tokenKey = RedisConstants.LOGIN_USER_KEY+token;
stringRedisTemplate.expire(tokenKey,RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 5.放行
return true;
}
/**
* 在执行完Controller里面的逻辑后执行下面代码
*/ @Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}
LoginInterceptor
/**
* @author lxy
* @version 1.0
* @Description 登录拦截器
* @date 2022/11/24 1:12
*/
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
/**
* 在进入Controller之前会被执行
*/
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
// 如果没有登录则拦截
if(UserHolder.getUser()==null){
response.setStatus(401);
return false;
}
// 用户已经登录则放行
return true;
}
}
总结:Redis代替Session需要考虑的问题
- 选择合适的数据结构
- 比如为什么code选择用string,token选择用Hash
- 选择合适的Key
- 比如为什么验证码key是phone, token的key是一个随机字符串
- 选择合适的存储力度
- 比如我们存储的是UserDTO,相对于User把其中敏感的信息去掉,也可以节约内存空间
- 选择合适的有效期