Redis从入门到精通(四)Redis实战(一)短信登录

文章目录

  • 前言
  • 第4章 Redis实战
    • 4.1 短信登录
      • 4.1.1 基于session实现短信登录
        • 4.1.1.1 短信登录逻辑梳理
        • 4.1.1.2 创建测试项目
        • 4.1.1.3 实现发送短信验证码功能
        • 4.1.1.4 实现用户登录功能
        • 4.1.1.5 实现登录拦截功能
        • 4.1.1.6 session共享问题
      • 4.1.2 基于Redis实现短信登录
        • 4.1.2.1 Key-Value的结构设计
        • 4.1.2.2 发送短信验证码功能改造
        • 4.1.2.3 用户登录功能改造
        • 4.1.2.4 登录拦截功能改造

前言

前面三章我们对Redis的基础知识进行了深入的学习，已经掌握了Redis的基本使用方法。

Redis从入门到精通(一)Redis安装与启动、Redis客户端的使用
Redis从入门到精通(二)Redis的数据类型和常见命令介绍
Redis从入门到精通(三)Jedis客户端、SpringDataRedis客户端

接下来的第4章开始进入实战环节，来学习一个Redis实战项目：短信登录。

第4章 Redis实战

4.1 短信登录

短信登录功能可以基于session实现，也可以基于Redis实现，下面分别介绍这两种方式。

4.1.1 基于session实现短信登录

4.1.1.1 短信登录逻辑梳理

  • 1）发送验证码

    用户在登录页面输入手机号，点击“发送验证码”按钮。后台收到请求后，校验手机号是否符合格式，如果不符合，则要求用户重新输入手机号。

    如果符合，后台随机生成6位数字的验证码，并将验证码保存到session，然后再通过短信的方式将验证码发送给用户（由于没有短信网关，可以使用打印日志的方式模拟）。

  • 2）登录与注册

    用户获取到验证码后，输入手机号和验证码，并点击“登录”按钮。后台收到请求后，从session中获取之前保存好的验证码，并与用户提交的验证码进行比对，如果不一致，则登录失败。

    如果一致，则根据手机号查询数据库的用户信息，如果用户不存在，则创建一个新的用户保存到数据库，如果存在，则直接获取；然后将用户信息保存到session中，方便后续获取当前登录用户信息。

  • 3）校验登录状态

    用户发起的请求，除了获取验证码、用户登录等少数指定的请求外，一般都要求用户必须处于登录状态。如果用户并非处于登录状态，说明这是一个非法请求，必须进行拦截。

    用户发起这些请求时，后台进行拦截，然后从session中拿到用户信息。如果没有获取到用户信息，则表示没有用户没有登录，要进行拦截。如果获取到了用户信息，则说明用户已经登录了，则放行。

在这里插入图片描述

4.1.1.2 创建测试项目

下面以一个SpringBoot项目来进行测试。

由于项目的创建不是学习的重点，这里不进行详述。该测试项目的代码已打包上传，有需要请到本文顶部下载绑定的代码资源。

4.1.1.3 实现发送短信验证码功能

  • 接口文档

    项目说明
    请求方式GET
    请求路径/user/code
    请求参数phone
    返回值无

  • 代码实现

在controller目录下的UserController类中实现该接口：

@GetMapping("/code")
public BaseResult<String> sendCode(String phone, HttpSession httpSession) {
    // 1.校验手机号格式
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
        // 2.如果不符合，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("手机号输入有误！");
    }
    // 3.符合，随机生成6位数验证码
    String code = String.valueOf((int)(Math.random() * 900000 + 100000));
    // 4.将验证码保存到session
    httpSession.setAttribute("code", code);
    // 5.短信方式发送验证码
    log.info("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
    // 6.返回成功
    return BaseResult.setOk("短信验证码已成功发送至手机号" + phone + "，请注意查收！");
}
  • 功能测试

在这里插入图片描述

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特别要注意的是，由于我们是使用HTTP工具进行发包测试的，所以需要设置一下Cookies，因为后端是利用Cookies中的JSESSIONID参数来创建session的。为了确保多次请求拿到的session是同一个，Cookies也必须要一致。

在这里插入图片描述

4.1.1.4 实现用户登录功能

  • 接口文档

    项目说明
    请求方式POST
    请求路径/user/login
    请求参数phone,code
    返回值无

  • 代码实现

在UserController类中编写一个用户登录方法：

@Resource
private IUserService userService;

@PostMapping("/login")
public BaseResult login(@RequestBody LoginForm loginForm, HttpSession httpSession) {
    log.info("用户开始登录...{}", loginForm.toString());
    // 1.校验手机号
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(loginForm.getPhone())) {
        // 2.如果不符合，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("手机号输入有误！");
    }
    // 3.从session中获取验证码并校验
    Object cacheCode = httpSession.getAttribute("code");
    if(cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(loginForm.getCode())) {
        // 4.验证码不一致，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("验证码错误！");
    }
    // 5.一致，根据手机号查询用户
    User user = userService.query().eq("phone", loginForm.getPhone()).one();
    if(user == null) {
        // 6.用户不存在，则创建一个用户
        user = new User();
        user.setPhone(loginForm.getPhone());
        user.setNickName(loginForm.getPhone());
        userService.save(user);
    }
    // 7.将用户信息保存到session中
    httpSession.setAttribute("user", user);
    log.info("{} 登录成功...", loginForm.getPhone());
    return BaseResult.setOk("登录成功");
}
  • 功能测试

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

4.1.1.5 实现登录拦截功能

  • 接口文档

    用户发起的请求，除了获取验证码、登录等少数指定的请求外，一般都要求用户必须处于登录状态。如果用户并非处于登录状态，说明这是一个非法请求，必须进行拦截。

    可以通过拦截器来实现这个功能。

  • 代码实现

    要创建一个拦截器，只需要创建一个类LoginInterceptor，实现org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor接口，并重写其preHandle()方法。

    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，放行
        return true;
    }
}

    其次，要对自定义的拦截器进行注册，让其生效：

    @Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 登录拦截器，排除获取验证码和登录请求
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
                .excludePathPatterns(
                        "/user/code",
                        "/user/login"
                ).order(1);
    }
}

  • 功能测试

在未登录的情况下发送请求/user/info，报401，说明没有通过拦截器的校验：

在这里插入图片描述

4.1.1.6 session共享问题

基于session实现短信登录，在服务端单机的情况下是没问题的，但如果服务端采用集群方式，则会出现session共享问题。

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。

早期的解决方案是session拷贝，即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，这样就可以实现session的共享。但这种方法也有弊端：第一，每台服务器中都有完整的一份session数据，服务器压力过大；第二，session拷贝数据时，可能会出现延迟。

基于此，更好的解决方案是基于Redis来完成，而且Redis数据本身就是共享的。

4.1.2 基于Redis实现短信登录

4.1.2.1 Key-Value的结构设计

由于本案例中要存入Redis的数据比较简单，因此可以考虑使用String类型或Hash类型来存储数据。

这两种方式各有优点，String类型以JSON字符串保存数据，比较直观；而Hash类型可以将对象的每个字段独立存储，可以针对单个字段做CRUD，比较方便。最终根据实际需要选择即可，本案例选择使用String类型。

在基于session实现时，每个用户都有一个独享的session。但Redis的Key是共享的，因此不能再使用基于session方式中的"code"、"user"作为Key值。

在设计Key时，需要满足两点要求：第一，Key要有唯一性；第二，Key要方便携带。

在本案例中，如果采用手机号作为Key当然可以，它具备唯一性且方便携带，并且和验证码息息相关。但从安全角度看，手机号毕竟属于敏感数据，每次请求都携带手机号是不合适的。

综合考虑，本案例将采用login:code:{phone}作为保存验证码的Key；而保存用户信息的Key，会在后台生成一个随机串token，采用login:user:{token}作为Key，让用户每次请求都携带这个token。

4.1.2.2 发送短信验证码功能改造
  • 代码实现（关注修改部分）
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@GetMapping("/code")
public BaseResult<String> sendCode(String phone, HttpSession httpSession) {
    // 1.校验手机号
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
        // 2.如果不符合，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("手机号输入有误！");
    }
    // 3.符合，随机生成验证码
    String code = String.valueOf((int)(Math.random() * 900000 + 100000));
    // 4.将验证码保存到session
    // httpSession.setAttribute("code", code);

    // 修改：将验证码保存到Redis
    // 采用 login:code:{phone} 作为保存验证码的Key
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("login:code:" + phone, code);

    // 5.短信方式发送验证码
    log.info("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
    // 6.返回成功
    return BaseResult.setOk("短信验证码已成功发送至手机号" + phone + "，请注意查收！");
}
  • 功能测试

调用获取验证码接口/user/code?phone=18922102123后，查看Redis中的数据：

在这里插入图片描述

4.1.2.3 用户登录功能改造
  • 代码实现（关注修改部分）
@PostMapping("/login")
public BaseResult<String> login(@RequestBody LoginForm loginForm, HttpSession httpSession) throws JsonProcessingException {
    log.info("用户开始登录...{}", loginForm.toString());
    // 1.校验手机号
    if(RegexUtils.isPhoneInvalid(loginForm.getPhone())) {
        // 2.如果不符合，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("手机号输入有误！");
    }
    // 3.从session中获取验证码并校验
    // Object cacheCode = httpSession.getAttribute("code");

    // 修改：从Redis中获取验证码
    String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get("login:code:" + loginForm.getPhone());

    if(cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(loginForm.getCode())) {
        // 4.验证码不一致，返回错误信息
        return BaseResult.setFail("验证码错误！");
    }
    // 5.一致，根据手机号查询用户
    User user = userService.query().eq("phone", loginForm.getPhone()).one();
    if(user == null) {
        // 6.用户不存在，则创建一个用户
        user = new User();
        user.setPhone(loginForm.getPhone());
        user.setNickName(loginForm.getPhone());
        userService.save(user);
    }
    // 7.将用户信息保存到session中
    // httpSession.setAttribute("user", user);

    // 修改：将用户信息保存到Redis中
    // 随机生成token
    String token = UUID.randomUUID().toString();
    log.info("token = {}", token);
    // 保存到Redis
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("login:user:" + token, new ObjectMapper().writeValueAsString(user));
    // 设置token有效期：2小时
    stringRedisTemplate.expire("login:user:" + token, 2, TimeUnit.HOURS);
    
    log.info("{} 登录成功...", loginForm.getPhone());
    // 将token返回给前端
    return BaseResult.setOkWithData(token);
}
  • 功能测试

调用用户登录接口/user/login后，查看Redis中的数据：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

4.1.2.4 登录拦截功能改造
  • 代码实现（关注修改部分）
@Slf4j
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {

    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

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

    @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");

        // 修改：基于用户token获取Redis中的用户信息
        // 获取用户携带的token
        String token = request.getHeader("authorization");
        log.info("token from client => {}", token);
        // 基于token获取Redis中的用户信息
        String userJosn = stringRedisTemplate.opsForValue().get("login:user:" + token);
        log.info("user from redis => {}", userJosn);
        // 转为Java对象
        User user = null;
        if(StrUtil.isNotBlank(userJosn)) {
            user = new ObjectMapper().readValue(userJosn, User.class);
        }

        // 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，放行
        return true;
    }
}

注册LoginInterceptor时传入StringRedisTemplate实例：

@Configuration
public class InterceptorConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        // 登录拦截器，排除获取验证码和登录请求
        registry.addInterceptor(new LoginInterceptor(stringRedisTemplate))
                .excludePathPatterns(
                        "/user/code",
                        "/user/login"
                ).order(1);
    }
}
  • 功能测试

调用查询用户详情接口/user/info（项目中暂未编写该Controller方法）。当携带一个错误token时，报401，说明未通过拦截器校验：

在这里插入图片描述

携带一个正确token，报404，说明已经通过了拦截器校验：

在这里插入图片描述

…

本节完，更多内容请查阅分类专栏：Redis从入门到精通

感兴趣的读者还可以查阅我的另外几个专栏：

  • SpringBoot源码解读与原理分析(已完结)
  • MyBatis3源码深度解析(已完结)
  • 再探Java为面试赋能(持续更新中…)

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