Redis 实现分布式Session 登录相关细节

Redis 实现分布式Session 登录

借助 Redis 对 Session 信息进行统一的存储和管理，这样无论请求发送到哪台服务器，服务器都会去同一个 Redis 获取相关的 Session 信息，这样就解决了分布式系统下 Session 存储的问题。

【发送短信】校验手机号，如果校验手机号格式正确，那么就生成一个六位随机数字验证码，然后把这个六位数保存到 Redis 中，key 设置为业务前缀+手机号，value 就是 String 类型的随机数验证码，设定验证码的有效时间（2-3 分钟）防止这个 redis 中的数据越存越多。最后将验证码返回给前端。
【登录和注册】接下来用户输入手机号和验证码登录。登录时先校验手机号格式，校验格式通过后，之后根据前端发来的手机号（手机号就是 redis 中的 key 的一部分）从 redis 中获取验证码。
a. 如果验证码一致（redis 保存的和用户输入的一致），那么就根据手机号去数据库查找用户是否存在。
ⅰ. 如果数据库中有该用户，保存用户信息到 redis（便于后面逻辑的判断比如登录判断、随时取用户信息，减少对数据库的查询）
1. 随机生成一个 token（使用 UUID+一些业务前缀）作为登录令牌，作为 redis 中的 key。
2. 存储用户信息。【putall 方法】参数: key=token, Map(哈希表)。即以 Hash 存储到 redis
3. 存储的时候也不能一直存一直存，需要设计用户信息的有效期，一段时间后就清除内存。
4. 将这个 token 返回给客户端存储，以后每次发送请求的时候客户端就会携带。
  ⅱ. 如果数据库中没有该用户，那就创建新用户（补充一些用户名昵称之类的），保存到用户数据库，之后保存用户信息到 redis。
  b. 如果验证码不一致，返回失败，需要重新提交验证码手机号。
相当于之后用户的登录凭证就是 redis 中的 key(token) ，登录之后浏览器每次发送请求时，请求头就会携带含有 token 的 Cookie。那么服务端收到之后就可以通过 token 得到 redis 中存储的 value，如果得到了 value 就可以判断为登陆成功。
【后续请求时校验登录状态】后续的请求都会携带 cookie：token，通过 interceptor1 拦截器 1 拦截所有请求，之后获取 token，从而获取 redis 中的用户信息。如果成功获取到了，那么就将用户信息保存到 TreadLocal 中，然后刷新 token 有效期，之后放行。如果没有获取到用户信息，那么就直接放行（交给第二个拦截器处理）。
之后通过 interceptor2 拦截器 2 拦截需要登录的路径，如果从 TreadLocal 中查询到用户，那么就放行，如果没查到，那么就拦截。那些不需要登录就能访问的东西，就不会被拦截了。

采用 Redis 里面的 Hash 数据结构存储：

● 对象的 String 数据结构是以 JSON 字符串的形式保存，更加直观，操作也更加简单，但是 JSON 结构会有很多非必须的内存开销，比如双引号、大括号，内存占用比 Hash 更高

● Hash 数据结构是以 Hash 表，也就是 hashkey-value 的形式保存，可以对单个字段进行CRUD更加灵活

为什么已经存在 redis 中了还需要存到 treadlocal？

减少服务器的交互，提升性能，
方便后续逻辑处理，比如：方便获取和使用用户信息，Redis获取用户信息是具有侵入性的

视频软件如何维护登录状态？

那就直接设计一个过期时间很久的 jwt，或者返回的时候制定 cookie 过期时间（这样 cookie 就会存在磁盘中，关闭浏览器也不会失去 cookie）。

JWT 如何设置过期时间？

JWTS 工具类里面setExpiration 设置。还需设置 header 中的签名算法，签名密钥。设置有效载荷 claims 等

session+cookies是基于web的，移动端用不了 cookie，所以移动端一些 api 用 jwt，开发 web 应用的话都可以。

会话：

在 web 开发中，浏览器和服务器之间的一次连接就称之为会话。只要浏览器和服务器不断开连接，那么就是属于一个会话。那么如果一个浏览器在未关闭之前请求了多次服务器，那么这些请求属于同一个回话。

会话跟踪：

就是一种维护浏览器状态的方法。我们后端服务器需要识别多次请求是否来自于同一个浏览器，从而实现在多次请求之间共享数据。从而解决 HTTP 协议是无状态的协议的问题，去辨别多次请求是否属于同一个会话，从而在一次会话的多次请求之间共享数据。

比如第一次请求登录接口，顺利通过登录校验完成之后，我们就可以设置一个cookie【HttpServletResponse 的 addCookie 方法】在 cookie 当中我们可以来存储用户相关的一些数据信息。比如我可以在 cookie 当中来存储当前登录用户的用户名，用户的ID 等等。

服务器端在给客户端响应数据的时候，会将 cookie 响应给浏览器（放在响应头 Set-Cookie 中），浏览器接收到响应回来的 cookie 之后，会自动的将 cookie 的值存储在浏览器本地。接下来在后续的每一次请求当中，都会将浏览器本地所存储的 cookie 自动地携带到服务端（放在请求头 Cookie 中）。

接下来在服务端我们就可以去获取 cookie 。【HttpServletResponse 的 getCookie 方法】判断这个 cookie 中的值是否存在，如果不存在这个cookie，就说明客户端之前是没有访问登录接口的，那后续的页面也就不能被访问，只能让他访问登录界面；如果存在 cookie 的值，就说明客户端之前已经登录完成了。这样我们就可以基于 cookie 在同一次会话的不同请求之间来共享数据。

优点：是 HTTP 中支持的技术，浏览器对于 Cookie 的自动发送和接受存储都是自动的，不需要我们手动操作

缺点：

移动端的 APP 无法使用 cookie
不是很安全因为用户可以自己禁用 cookie
跨域的话不能用 cookie（协议，IP地址，端口三者缺一就是跨域）

Session 数据存储在服务器（服务端会话跟踪技术）

比如浏览器第一次请求服务器的时候，这时候服务器会创建一个会话对象 Session，可以往 Session 中存储一些数据，且每一个会话对象都有一个 JsessionID。【HttpSession 的 setAttribute()方法】

接下来服务器在给浏览器相应数据的时候，就会把 Session 的 ID 通过 Cookie 响应给浏览器（放在响应头 Set-Cookie 中，cookie 的名字是固定的 JsessionID ------代表的服务器端会话对象 Session 的 ID）浏览器会自动识别这个响应头，然后将 Cookie 存在浏览器本地。

接下来，在后续的每一次请求当中，都会将 Cookie 携带到服务端（放在请求头 Cookie 中）。服务器拿到 JSESSIONID 这个 Cookie 的值，也就是 Session 的ID。拿到 ID 之后，就会从众多的 Session 当中来找到当前请求对应的会话对象Session。【HttpSession 的 getAttribute() 方法】

这样就可以通过 Session 会话对象，在同一次会话的多次请求之间来共享数据了
优点： Session 是存储在服务端的，安全
缺点：

1.服务器集群不能直接用 Session。请求->负载均衡服务器->后端服务器 tomcat 集群

2.还有 Cookie 的问题：

a. 不能跨域（IP 地址，端口号，协议）

b. 用户可以自己禁用 Cookie

c. 移动端不能用 Cookie

令牌技术

令牌，其实它就是一个用户身份的标识，其实本质就是一个字符串。

在请求登录接口的时候，如果登录成功，我就可以生成一个令牌，令牌就是用户的合法身份凭证。接下来我在响应数据的时候，我就可以直接将令牌响应给前端。

前端程序接收到令牌之后，就需要将这个令牌存储起来。这个存储可以存储在 cookie 当中，也可以存储在其他的存储空间(比如：localStorage)当中。

接下来，在后续的每一次请求当中，都需要将令牌携带到服务端。携带到服务端之后，接下来我们就需要来校验令牌的有效性。如果令牌是有效的，就说明用户已经执行了登录操作，如果令牌是无效的，就说明用户之前并未执行登录操作。

如果是在同一次会话的多次请求之间，我们想共享数据，只需要将共享的数据存储在令牌当中就可以了。

优点：1. 支持 PC 端支持移动端

解决了集群环境下的认证问题（因为不需要在服务器端存储数据）
减轻了服务器的存储压力（令牌存储在客户端）

缺点：1. 需要自己实现令牌的生成，令牌的传递，令牌的校验

Redis 实现分布式Session 登录相关细节