Redis实现短信登录的企业实例分析

一、导入黑马点评项目

黑马点评项目主要包括以下功能：

1. 导入SQL

需要项目资料的私信我

其中的表有：

• tb_user：用户表

• tb_user_info：用户详情表

• tb_shop：商户信息表

• tb_shop_type：商户类型表

• tb_blog：用户日记表（达人探店日记）

• tb_follow：用户关注表

• tb_voucher：优惠券表

• tb_voucher_order：优惠券的订单表

注意：Mysql的版本采用5.7及以上版本

2. 前后端分离

3. 导入后端项目

3.1 将后端项目导入到 Idea 中

3.2 注意：修改application.yaml文件中的mysql、redis地址信息 将mysql、redis地址信息修改为自己的信息

3.3 启动项目 启动项目后，在浏览器访问：http://localhost:8081/shop-type/list ，如果可以看到数据则证明运行没有问题

4. 导入前端项目

4.1 导入nginx文件夹 将nginx文件夹复制到任意目录，要确保该目录不包含中文、特殊字符和空格，例如：

4.2 运行前端项目 在nginx所在目录下打开一个CMD窗口，输入命令启动nginx：

start nginx.exe

打开chrome浏览器，在空白页面点击鼠标右键，选择检查，即可打开开发者工具：

然后访问: http://127.0.0.1:8080 ，即可看到页面：

二、基于Session实现登录流程

• 后端将生成的验证码和用户信息保存到session中，并将sessionId返回给前端保存到cookie中

• 用户登录时，会携带cookie向后端发起请求，后端进行校验时，从cookie中获取sessionId，通过sessionId可以从session中获取用户信息并保存到ThreadLocal中

• 后续每个线程都有一份ThreadLocal中的用户副本信息，不同线程拿到用户信息后可以实现不同的操作，从而起到线程隔离作用

1. 发送短信验证码

主要代码：

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Resource
    private IUserService userService;

    /**
     * 发送手机验证码
     */
    @PostMapping("code")
    public Result sendCode(@RequestParam("phone") String phone, HttpSession session) {
        // 发送短信验证码并保存验证码
        return userService.sendCode(phone, session);
    }
}

@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {

    @Override
    public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
        // 1.使用工具类校验手机号
        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);

        // 5.模拟发送验证码
        log.debug("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
        // 返回ok
        return Result.ok();
    }
}

2. 短信验证码登录、注册

主要代码：

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){
    // 实现登录功能
    return userService.login(loginForm, session);
}

UserServiceImpl

@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
    // 1.校验手机号
    String phone = loginForm.getPhone();
    if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
        // 如果不符合，返回错误信息
        return Result.fail("手机号格式错误！");
    }

    // 2.校验验证码
    Object cacheCode = session.getAttribute("code");
    String code = loginForm.getCode();
    if (cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)) {
        // 3.验证码不一致，则报错
        return Result.fail("验证码错误");
    }

    // 4.验证码一致，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.用户不存在，则创建用户并保存
        user = createUserWithPhone(phone);
    }

    // 7.保存用户信息到session中，UserDTO只包含简单的用户信息，
    // 而不是完整的User，这样可以隐藏用户的敏感信息（例如：密码等）,还能减少内存使用
    session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));

    // 8.返回ok
    return Result.ok();
}

private User createUserWithPhone(String phone) {
    // 1.创建用户
    User user = new User();
    user.setPhone(phone);
    // 随机设置昵称 user_mrkuw05lok
    user.setNickName(SystemConstants.USER_NICK_NAME_PREFIX + RandomUtil.randomString(10));
    // 2.保存用户
    save(user);
    return user;
}

3. 登录验证功能

用户请求登录时，会携带cookie，cookie中包含JSEESIONID

为了避免用户请求每个controller时，每次都去校验用户信息，所以可以加拦截器

拦截器只需在用户请求访问时，校验一次后将用户信息保存到ThreadLocal中，供后续线程使用

主要代码：

在工具类中编写ThreadLocal

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();
    }
}

在工具类中编写登录拦截器

public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    /**
     * 前置拦截
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @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;
    }

    /**
     * 后置拦截器
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @param ex
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
        Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 请求结束后移除用户，防止ThreadLocal造成内存泄漏
        UserHolder.removeUser();
    }
}

在配置类中添加拦截器配置类

@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    /**
     * 添加拦截器
     * @param registry
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 登录拦截器
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
            // 排除不需要拦截的路径
            .excludePathPatterns(
                "/shop/**",
                "/voucher/**",
                "/shop-type/**",
                "/upload/**",
                "/blog/hot",
                "/user/code",
                "/user/login"
            );
    }
}

UserController

@GetMapping("/me")
 public Result me(){
     // 获取当前登录的用户并返回
     UserDTO user = UserHolder.getUser();
     return Result.ok(user);
 }

三、集群的session共享问题

四、基于Redis实现共享session的登录功能

1. 选择合适的数据结构存入Redis

• 手机号作为key，String类型的验证码作为value

• 用户登录时正好会提交手机号，方便通过Redis进行校验验证码

token作为key，Hash类型的用户信息作为value

后端校验成功后，会返回token给前端，前端会将token保存到sessionStorage中（这是浏览器的存储方式），以后前端每次请求都会携带token，方便后端通过Redis校验用户信息

前端代码：将后端返回的token保存到sessionStorage中

前端每次请求时，都会通过拦截器将token设置到请求头中，赋值给变量authorization，后端通过authorization获取前端携带的token进行校验

2. 发送短信验证码

修改之前代码，将验证码存入Redis

@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
        // 1.使用工具类校验手机号
        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);
        // 4.保存验证码到 redis
        // "login:code:"是业务前缀，以"login:code:" + 手机号为key，过期时间2分钟
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.LOGIN_CODE_KEY + phone, code, RedisConstants.LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);

        // 5.模拟发送验证码
        log.debug("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
        // 返回ok
        return Result.ok();
    }
}

3. 短信验证码登录、注册

• 修改之前代码，从Redis获取验证码并校验

• 随机生成token，保存用户信息到redis中，返回token

@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
    // 1.校验手机号
    String phone = loginForm.getPhone();
    if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
        // 如果不符合，返回错误信息
        return Result.fail("手机号格式错误！");
    }

//        // 2.校验验证码
//        Object cacheCode = session.getAttribute("code");
//        String code = loginForm.getCode();
//        if (cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)) {
//            // 3.验证码不一致，则报错
//            return Result.fail("验证码错误");
//        }

    // 2.从Redis获取验证码并校验
    String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.LOGIN_CODE_KEY + phone);
    String code = loginForm.getCode();
    if (cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)) {
        // 3.验证码不一致，则报错
        return Result.fail("验证码错误");
    }

    // 4.验证码一致，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.用户不存在，则创建用户并保存
        user = createUserWithPhone(phone);
    }

//        // 7.保存用户信息到session中，UserDTO只包含简单的用户信息，而不是完整的User，这样可以隐藏用户的敏感信息（例如：密码等）,还能减少内存使用
//        session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));

    // 7.保存用户信息到redis中
    // 7.1随机生成token，作为登录令牌
    // 使用hutool工具中的UUID，true表示不带“-”符号的UUID
    String token = UUID.randomUUID().toString(true);
    
    // 7.2将User对象转为Hash类型进行存储
    UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);   
    // 由于使用的是stringRedisTemplate，所以存入的value中的值必须都是String类型的
    // 但是UserDTO中的id是Long类型的，所以进行对象属性拷贝时，需要自定义实现转换规则
     Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),CopyOptions.create().setIgnoreNullValue(true).setIgnoreNullValue(true).setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
                                                     
    // 7.3存入redis， "login:token:"是业务前缀，以 "login:token:" + token作为key
    stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token, userMap);
    // 7.4设置token有效期，有效期为30分钟
    stringRedisTemplate.expire(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token, RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);

    // 8.返回token
    return Result.ok(token);
}

private User createUserWithPhone(String phone) {
    // 1.创建用户
    User user = new User();
    user.setPhone(phone);
    // 随机设置昵称 user_mrkuw05lok
    user.setNickName(SystemConstants.USER_NICK_NAME_PREFIX + RandomUtil.randomString(10));
    // 2.保存用户
    save(user);
    return user;
}

4. 解决token刷新问题

• token刷新问题是指，用户长时间不进行界面操作时，到了过期时间，token自动失效；但是，用户一旦进行操作，就需要给token续期，即更新token过期时间

• 为了解决token刷新问题，需要加2个拦截器

• 第一个拦截器可以拦截所有请求，只要用户有请求就刷新token，并保存用户信息到ThreadLocal中

• 第二个拦截器只对登录请求进行拦截，从ThreadLocal中获取用户信息进行校验

刷新token的拦截器代码：

public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {

    // 因为LoginInterceptor不是通过Spring进行管理的Bean，所以不能再LoginInterceptor中进行注入StringRedisTemplate
    // 可以通过构造方法传入StringRedisTemplate
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    /**
     * 前置拦截
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @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;

        // 1.获取请求头中的token
        String token = request.getHeader("authorization");
        if (StrUtil.isBlank(token)) {
            // 不存在，则拦截，返回401状态码
            response.setStatus(401);
            return false;
        }

        // 2.通过token获取redis中的用户
        Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash()
            .entries(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token);

        // 3.判断用户是否存在
        if (userMap.isEmpty()) {
            // 4.用户不存在，则拦截，返回401状态码
            response.setStatus(401);
            return false;
        }

        // 5.将redis中Hash类型数据转换成UserDTO对象
        UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);

        // 6.用户存在，保存用户信息到ThreadLocal
        UserHolder.saveUser(userDTO);

        // 7.刷新token有效期
        stringRedisTemplate.expire(RedisConstants.LOGIN_USER_KEY + token, RedisConstants.LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);

        // 8.放行
        return true;
    }

    /**
     * 后置拦截器
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @param ex
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
        Object handler, Exception ex) throws Exception {
        // 请求结束后移除用户，防止ThreadLocal造成内存泄漏
        UserHolder.removeUser();
    }
}

登录拦截器的代码：

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;
    }

}

@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    /**
     * 添加拦截器
     * @param registry
     */
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 登录拦截器
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
            // 排除不需要拦截的路径
            .excludePathPatterns(
                "/shop/**",
                "/voucher/**",
                "/shop-type/**",
                "/upload/**",
                "/blog/hot",
                "/user/code",
                "/user/login"
            ).order(1);

        // token刷新的拦截器，order越小，执行优先级越高，所以token刷新的拦截器先执行
        registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**")
            .excludePathPatterns(
            // RefreshTokenInterceptor拦截器也需要放行"/user/code","/user/login",不然token过期后再重新登录就会一直被拦截
                "/user/code",
                "/user/login")
            .order(0);
    }
}

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