Redis+SpringBoot案例分析

一、專案環境

1. 前端技術堆疊：Vue-Cli

2. 前端軟體：WebStorm 2020.3

3. #前端樣式: Bootstrap

4. 後端技術堆疊：SpringBoot

5. 後端軟體：IntelliJ IEDA2019

6. JavaJDK：1.8

7. 伺服器：阿里雲Centos 7

8. 其他：MyBatis，Redis，MySql，Docker， Shiro

二、專案示範

1. 專案原始碼：shoppingProject01_pub : version6.0

2. #項目參考：Project05；不良人_Vue-Cli；不良人_Redis；不良人_Axios；尚矽谷_Redis

3. ##專案功能：

   1）信箱註冊登入：
   用戶應用郵箱註冊點擊提交後，網站會給用戶發送郵件附帶激活碼鏈接，用戶點擊鏈接實現帳號激活傳送門。
   2）簡訊註冊登入：
   用戶應用手機號碼註冊時，點擊「取得驗證碼」按鈕，手機會接收到網站發送的簡訊附帶驗證碼。基於Redis實現了驗證碼有效期5分鐘，每個手機號只能取得三次簡訊驗證碼傳送門。
   3）alipay付款：
   透過下載Android版支付寶沙箱app使用者可透過alipay掃碼購買網站上的商品，後台MySql會記錄此訂單行為傳送門，網頁展示如圖1所示。
   
   

圖1 商品展示頁面4）用戶小分級：

當用戶掃碼購買年度VIP會員後，購買網站上的商品一律半價，後台MySql記錄使用者角色的變更。
5）用戶積分排行榜：
用戶購買商品會增加自己的積分，網頁展示如圖2所示。

圖2 排行榜展示頁面

1. 專案中遇到的大坑：

   1）郵件發送功能本地測試通過，伺服器端測試Bug頻出，解決方法。
   2）專案在伺服器部署後，無法連接伺服器上的Redis。解決方法：（1）將Redis在伺服器部署而非Docker；（2）將Redis連接埠改為7000；（3）防火牆active狀態下放行伺服器和阿里雲的7000埠；（4）修改Redis.conf檔。
   3）git上傳本地原始碼到gitee，誤操作導致本地原始碼被gitee上的舊程式碼覆蓋，第二天才發現。解決方法：因為在伺服器上留有原始碼的jar包，透過反編譯工具jd_gui救回半條命。另外git上傳檔案參考傳送門。
   

三、主要模組說明

1 

Vue-Cli模組說明：

1.1 Vue-Cli的概述：

1）以前後端分離、單頁web應用(SPA)為特點，Vue-Cli可以建立一個Vue項目，而這個項目存在腳手架規格。 Vue-Cli的優點如下：

(1) 基於鷹架規範的開發會變得非常靈活。
(2) Vue-Cli基於webpack建構並帶有合理的預設配置，打包工具webpack能夠聚合單頁和各種開發元件。
(3) Vue-Cli是一個豐富的官方插件集合，繼承了前端生態中最好的工具。

2）安裝過程：

(1) 安裝WebStorm(用於開發)，安裝node.js，安裝vue-cli，安裝axios(用於發起跨域請求)，引入bootstrap樣式。

3）部署過程：

npm run build               # 在WebStorm终端执行，生成dist文件夹
docker pull nginx:1.19.10   # 不建议Vue-cli项目部署到tomcat，因为tomcat属于动态服务器，启动需要java环境，是为了解析动态语言jsp的；像纯静态的就部署到静态服务器nginx上。
mkdir html                  # 为了做docker容器内外的数据卷映射
mv dist/ html/
docker run -p 80:80 --name nginx01 -d -v /root/html/dist/:/usr/share/nginx/html nginx:1.19.10  # 数据卷映射
# 此时可访问  http://120.79.133.235:80/index.html

4）Vue-Cli開發要點：

（1）在WebStorm中，開發過程主要面向src文件，如圖3所示：

圖3 WebStorm目錄

[1] 首先掌握路由(router)與元件(components[公有元件],views[私有元件])，元件就是一個個“頁面”，元件建立後要向路由進行註冊；[2] asserts封裝了bootstrap樣式，並在main.js中被導入；[3] 為了發送跨域請求，在utils中封裝了axios實例，程式碼如下：

import axios from 'axios'

// 创建默认实例
const instance = axios.create({
  baseURL: 'http://120.79.133.235:8989/eb',
  // timeout: 10000,
});

// 请求拦截器
instance.interceptors.request.use(config=>{
  console.log("请求拦截器");
  return config;
})
// 响应拦截器
instance.interceptors.response.use(response=>{
  console.log("响应拦截器");
  return response;
}, err=>{
  console.log("响应出现错误时进入的拦截器");
});

// 暴露instance实例对象
export default instance;

在各元件中，對於後端的get和post請求方法如下：

// Get请求
// 向后端接口发当前页码，获取当前页面的商品List
instance.get("/item/findAllItem?page="+this.page).then(res=>{
        that.items = res.data.items;
        that.totalPage = res.data.totalPage;
        that.page = res.data.page;
      });

// Post请求
// 向后端接口发送当前商品id和用户id，获取商品购买状态
instance.post("/order/alipay/callback",{itemId:this.itemid,userId:this.user.id}).then(res=>{
        if ( res.data.code == 20000 ) {
          alert("提示：您已购买该商品");
        } else {
          alert("提示：您未购买该商品");
        }
      });
    }

[4] 元件之間的跳轉和傳值方法如下：

// 跳转到MailReg组件
this.$router.push({name:"MailReg"});

// 跳转到item组件，并传递当前商品的id
this.$router.push({path:"/item",query:{ItemId:myid}});
// item组件接收方法：
this.itemid = this.$route.query.ItemId;

// 另外不同组件可以依据token获取登录用户信息，需要用到redis，详见下文

2 用户积分排行榜模块说明：
1.1 Reids概述：
1） Redis是一种基于内存的数据存储NoSql；
2） Redis支持丰富的数据类型(String, List, Set, ZSet, Hash)；
3） Redis有两种持久化方法: （1）快照(snapshot)存储，也叫rdb持久化，保存当前时刻的数据状态；（2） AOF(append only file)存储，将所有redis的写命令记录到日志文件中，Redis支持持久化间隔最快也是一秒，所以它是事务不安全的，即是可能丢失数据的。
4）Redis的应用场景：
(1) 利用Redis字符串完成项目中手机验证码存储的实现。------本项目采用
(2) 利用Redis字符串类型完成具有时效性的业务功能，如订单还有40分钟即将关闭。
(3) 利用Redis实现分布式集群系统中的Session共享。
(4) 利用Redis的ZSet数据类型(可排序set类型：元素+分数)实现排行榜功能。 ------本项目采用
(5) 利用Redis完成分布式缓存。 ------本项目实现MySql中数据的缓存
(6) 利用Redis存储认证之后的token信息。 ------非常方便，本项目采用。
(7) 利用Redis解决分布式集群系统中分布式锁问题。

1.2 基于Redis实现前端组件从后端获取用户信息：
Step1：前端Login.vue组件中用户输入登录信息提交的接口如下：

// 这里调用了后端/user/login接口，获取当前登录用户的token，存入Session的localStorage中，在后续网页浏览过程中可随时调取这个token
instance.post("/user/login",this.user).then(res=>{
        if ( res.data.state ) {
          alert(res.data.msg+",点击确定进入主页");
          // 前端存储token信息
          localStorage.setItem("token",res.data.token);
          that.$router.push({path:"/itemList"});
        } else {
          alert(res.data.msg);
          that.user = {};
        }
      });

Step2：后端/user/login接口实现如下：

// Controller层
@PostMapping("login")
public Map<String, Object> loginAccount(@RequestBody User user, HttpSession session) {
    return userService.loginAccount(user, session);
}

// Service层
// 情况3：查询到一个用户时
// 获取主体对象
try {
     Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
     subject.login(new UsernamePasswordToken(user.getName(), user.getPassword()));
     User userDB = userListDB.get(0);
     String token = session.getId();
     if (userDB.getScore() == null) {
           userDB.setScore(0.0);
           userDAO.updateUserScore(userDB);
     }
     redisTemplate.opsForValue().set("TOKEN_" + token, userDB, 30, TimeUnit.MINUTES);
     redisTemplate.opsForZSet().add("userRank", userDB, userDB.getScore());
     map.put("token", token);
     map.put("state",true);
     map.put("msg","登录成功");
     return map;
     ...

Redis整合SpringBoot有两种Template，即RedisTemplate和StringRedisTemplate。其中StringRedisTemplate是RedisTemplate的子类，两个方法基本一致，不同之处在于操作的数据类型不同，RedisTemplate中的两个泛型都是Object，意味着存储的key和value都可以是一个对象，而StringRedisTemplate的两个泛型都是String，意味着StringRedisTemplate的key和value都只能是字符串。
在Step2中，我将token和数据库中的用户信息userDB绑定在一起存入了Redis中，后续前端组件获取登录用户信息的代码如下：

// 从localStorage获取token
let token = localStorage.getItem("token");
let that = this;
// 发送axios请求，根据token获取用户信息
instance.get("/user/token?token="+token).then(res=>{
that.user = res.data;
console.log(that.user);
})

后端/user/token的接口如下：

@GetMapping({"token"})
public User findUser(String token) {
   System.out.println("接收的token信息：" + token);
   return (User)redisTemplate.opsForValue().get("TOKEN_" + token);
}

Step3：用户退出登录时，应消除浏览器中对应的token，后端接口代码如下：

    // 退出登录
    @DeleteMapping({"logout"})
    public Map<String, Object> logout(String token) {
        Map<String, Object> map = new HashMap<>();
        try {
            redisTemplate.delete("TOKEN_" + token);
            Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
            subject.logout();
            map.put("state", true);
            map.put("msg", "提示：退出账户成功");
            return map;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            map.put("state", false);
            map.put("msg", "提示：退出账户失败");
            return map;
        }
    }

1.3 基于Redis的用户积分排行榜实现：
MySql中的用户信息如图4所示：

图4 MySql中的用户信息

Redis中的UserRank如图5所示：

图5 Redis中的UserRank

Step1：当用户登录时，他的首要任务是接入UserRank对应的信息，后端代码如下：

if (userDB.getScore() == null) {
    userDB.setScore(0.0);
    userDAO.updateUserScore(userDB);
}
    redisTemplate.opsForValue().set("TOKEN_" + token, userDB, 30, TimeUnit.MINUTES);
    redisTemplate.opsForZSet().add("userRank", userDB, userDB.getScore());

userDB是数据库中当前登录用户的信息（一定是有的，你注册了，对吧？），若用户首次登录我将他的分数在数据库设置为0.0，之后我在Redis的ZSet中加入这个用户，你知道，Set集合不会存储重复key值的元素，因此不会同一个用户出现在UserRank中两次。两个template完成了token绑定User，User绑定UserRank中Score的过程，之后的分数更新过程会反复使用这两个template实现。
Step2：当用户信息更新时，相应的与用户信息有关的两个template都要发生变化，代码如下：

// key值序列化
redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
// 由当前用户的token获取当前用户的信息
User firstUser = (User)redisTemplate.opsForValue().get("TOKEN_" + token);
// 删除zSet中的当前用户
 redisTemplate.opsForZSet().remove("userRank", firstUser);
// 产生新的当前用户（昵称改变）
List<User> userListDB = this.userDAO.selectUserByName(user.getName());
User secondUser = userListDB.get(0);
// 更新token中当前用户的信息
redisTemplate.opsForValue().set("TOKEN_" + token, secondUser, 30, TimeUnit.MINUTES);
// 产生zSet中的当前用户
redisTemplate.opsForZSet().add("userRank", secondUser, secondUser.getScore());

Step3：当用户扫码支付时，首次进入的后端controller如下：

// 支付单件商品
    @GetMapping("payForItem")
    public byte[] alipay(String itemid,String userid, String token) {
        this.token = token;
        log.info("itemid=====>"+itemid);
        log.info("userid=====>"+userid);
        PayVo payVo = new PayVo();
        payVo.setItemId(itemid);
        payVo.setUserId(userid);
        System.out.println(payVo.getUserId());
        return alipayService.alipay(payVo);
    }

在alipayService有一个小型用户分级，即vip用户购物价格减半：

            // 1：支付的用户
            String userId = payVo.getUserId();
            // my 1: 依据用户id查询用户
            User user = userService.selectUserById(Integer.valueOf(userId));
            // 依据商品id查询商品
            Item item = itemService.getItemById(payVo.getItemId());
            // my 1: 依据用户id查询用户
            if ( item == null ) return null;
            // 2: 支付金额
            String tempMoney = item.getPrice().toString();
            String money = "";
            if ( user.getRole().equals("normal") ) {
                money = tempMoney;
            }
            if ( user.getRole().equals("vip") ) {
                Double tempMoney2 = Double.valueOf(tempMoney)*0.5;
                money = String.valueOf(tempMoney2);
            }

在payForItem相同文件下，调用了payCommonService，在这里会实现用户积分更新和用户等级更新：

payCommonService.payUserPublic(bodyJsonObject, userId, user.getName(), orderNumber, tradeno, "alipay", this.token);

将"VIP"这件商品的id设置为“666”，当用户购买该商品时，当前用户更新过程如下：

if ( itemId.equals("666") ) {
            int myuserId = Integer.valueOf(userId);
            User userDB = userService.selectUserById(myuserId);
            // key值序列化
            this.redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
            // 由当前token获取当前用户信息
            User firstUser = (User)redisTemplate.opsForValue().get("TOKEN_" + token);
            // 由当前用户信息删除当前用户zSet
            redisTemplate.opsForZSet().remove("userRank", firstUser);
            // 更新当前用户信息身份
            userDB.setRole("vip");
            // 更新当前用户新身份的分数
            userService.updateUserRole(userDB);
            List<User> userListDB = this.userDAO.selectUserByName(userDB.getName());
            // 获取当前新身份用户的完整信息
            User secondUser = userListDB.get(0);
            // 更新当前token对应的当前用户
            redisTemplate.opsForValue().set("TOKEN_" + token, secondUser, 30, TimeUnit.MINUTES);
            // 设置当前用户的zSet
            redisTemplate.opsForZSet().add("userRank", secondUser, secondUser.getScore().doubleValue());
        }

当前用户积分更新过程如下：

        // 更新当前用户的积分
        double tempScore = Double.valueOf(orderDetail.getPrice()) * 0.3;
        String key1 = "TOKEN_" + token;
        // 由当前token获取当前用户
        User user = (User)redisTemplate.opsForValue().get(key1);
        // 更新当前用户的zSet分数
        redisTemplate.opsForZSet().incrementScore("userRank", user, tempScore);
        // 获取当前用户的zSet分数
        double newScore = redisTemplate.opsForZSet().score("userRank", user);
        // 删除当前用户的zSet（因为要更新当前用户的信息，将当前用户在数据库中的分数进行同步）
        redisTemplate.opsForZSet().remove("userRank", new Object[] { user });
        user.setScore(newScore);
        userDAO.updateUserScore(user);
        // 更新token对应的当前用户的信息
        redisTemplate.opsForValue().set(key1, user);
        // 新增当前用户的zSet
        redisTemplate.opsForZSet().add("userRank", user, newScore);

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