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一、项目介绍及其初始化
学习Redis的过程，我们还将遇到各种实际问题，例如缓存击穿、雪崩、热Key等问题，只有在实际的项目实践中解决这些问题，才能更好的掌握和理解Redis的企业开发思维。
以下是本次【黑马点评】项目的主要内容：
本项目的功能概述 
本项目的搭建结构
1.1 数据库连接配置
在yml配置文件中，配置好自己的数据库连接信息
数据库表结构
1.2 工程启动演示
想要成功启动该项目，需要以下步骤：
-
打开VM虚拟机，激活Linux系统中事先配置好的Redis数据库
-
启动nignx服务器（注意nignx服务器必须放在无中文的目录下）
-
启动后端程序（观察端口，访问初始工程）
-
访问请求地址，验证工程启动正确http://localhost:8081/shop-type/list
前端网页端口：8080 
后端数据端口：8081
二、短信登录功能实现
2.1 基于传统Session实现的短信登录及其校验
2.1.1 基于Session登录校验的流程设计
2.1.2 实现短信验证码发送功能
|------|------------|
| 请求接口 | /user/code |
| 请求类型 | post |
| 请求参数 | phone |
| 返回值 | 无 |
java
/**
* 发送手机验证码
*/
@PostMapping("/code")
public Result sendCode(@RequestParam("phone") String phone, HttpSession session) {
log.info("发送验证码, 手机号:{}", phone);
return userService.sendCode(phone, session);
}
/**
* 发送验证码
* @param phone
* @param session
* @return
*/
@Override
public Result sendCode(String phone, HttpSession session) {
// 1. 校验手机号码
if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
return Result.fail("手机号码格式错误！");
}
// 2. 生成验证码
String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
// 3. 将验证码保存到Session中
session.setAttribute("code", code);
//TODO 4. 调用阿里云 将短信信息发送到指定手机
log.info("发送短信验证码成功，验证码：{}", code);
return Result.ok();
}2.1.3 实现登录、注册功能
|------|----------------------------------------|
| 请求接口 | /user/login |
| 请求类型 | post |
| 请求参数 | LoginForm---> phone,code,[password] |
| 返回值 | 无 |
java
/**
* 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){
log.info("用户登录, 参数:{}", loginForm);
return userService.login(loginForm, session);
}
/**
* 登录功能
* @param loginForm
* @param session
* @return
*/
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
// 1. 校验手机号
String phone = loginForm.getPhone();
if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
return Result.fail("手机号码格式错误！");
}
// 2. 校验验证码
Object cacheCode = session.getAttribute("code");
String code = loginForm.getCode();
if(cacheCode==null || !cacheCode.toString().equals(code)){
return Result.fail("验证码错误！");
}
// 3. 根据手机号查询用户 select * from tb_user where phone = ?
User user = query().eq("phone", phone).one();
// if 0 ：创建新用户，保存数据库，将用户信息存储到Session
//
if(user == null){
user = createUserWithPhone(phone);
}
//else： 登录成功，将用户信息存储到Session
session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
return Result.ok();
}
/**
* 根据手机号创建用户
* @param phone
* @return
*/
private User createUserWithPhone(String phone) {
//创建用户
User user = new User();
user.setPhone(phone);
user.setNickName(USER_NICK_NAME_PREFIX + RandomUtil.randomString(10));
//保存用户
save(user);
// 返回
return user;
}2.1.4 实现登录状态校验拦截器
由于日后项目功能会越来越多，需要登录才能进行访问的界面也会越来越多，我们必须想办法将登录状态校验抽离出来形成一个前置校验的条件，再放行到后续逻辑。
1. 封装TreadLocal工具类
将用户信息保存到 TreadLocal中 并封装TreadLocal工具类用于 保存用户、获取用户、移除用户
在 urils / UserHolder
java
/**
* TreadLocal工具类
*/
public class UserHolder {
private static final ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>();
// 保存用户
public static void saveUser(UserDTO user){
tl.set(user);
}
// 获取ThreadLocal中的用户
public static UserDTO getUser(){
return tl.get();
}
// 清空ThreadLocal
public static void removeUser(){
tl.remove();
}
}2. 创建登录拦截器
在 urils / LoginInterceptor
java
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {
/**
* 前置拦截器
*/
@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){
response.setStatus(401);
return false;
}
// 4. 如果存在，用户信息保存到 ThreadLocal 并放行
UserHolder.saveUser((UserDTO) user);
return true;
}
/**
* 后置拦截器(移除用户)
*/
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}3. 添加配置，生效拦截器，并配置放行路径
在 config/ MvcConfig
java
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
/**
* 添加拦截器
* @param registry
*/
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
.excludePathPatterns(
"/user/code",
"/user/login",
"/blog/host",
"/shop/**",
"/shop-type/**",
"/voucher/**"
);
}
}2.1.5 实现获取用户请求
前端点击我的，发送请求到后端，获取当前登录状态，方能进入个人中心
java
/**
* 获取当前登录的用户
* @return
*/
@GetMapping("/me")
public Result me(){
UserDTO user = UserHolder.getUser();
return Result.ok(user);
}2.1.6 （附加）用户信息脱敏处理
为防止出现以下这种情况（将用户隐私信息暴露过多），我们采用UserDTO对象对用户信息脱敏处理：
java@Data public class UserDTO { private Long id; private String nickName; private String icon; }并借助拷贝工具 进行对象拷贝
javasession.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
2.2 传统Session在集群环境下的弊端
Session共享问题
多台Tomcat并不共享session存储空间，当请求切换到不同tomcat服务时导致数据丢失的问题。
解决策略
1. 让Session可以共享
Tomcat提供了Session拷贝功能，但是这会增加服务器的额外内存开销，并且带来数据一致性问题
2. 【推荐】使用Redis进行替代
数据共享、内存存储（快）、key-value结构
2.3 基于Redis实现短信登录功能
2.3.1 基于Redis实现短信登录流程设计
发送短信验证码逻辑 
校验登录状态逻辑
对于验证码 ，使用 手机号码作为KEY，确保了正确的手机对应着正确的短信验证码。
对于用户信息唯一标识 ，使用 UUID生成的Token作为 KEY，而不使用手机号码，从而提高了用户数据安全性。
2.3.2 修改发送短信验证码功能
只需要在Session的基础上，将第三步保存到Redis中
格式：
|---------------------|---------|------|
| key | value | TTL |
| login:code:[手机号码] | [验证码] | 120S |
java
// // 3. 将验证码保存到Session中
// session.setAttribute("code", code);
// 3. 将验证码保存到Redis中
stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY + phone,code,LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);2.3.3 修改登录、注册功能
- 手机号校验
2. 从Redis中取出验证码进行校验
3.查询用户信息
4. 将用户信息存储到Redis ---> 需要以Hash结构进行存储 ----> 需要将user对象转成 Map对象
5. 将token返回给客户端 ，充当Session的标识作用
java
/**
* 登录功能
* @param loginForm
* @param session
* @return
*/
@Override
public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {
// 1. 校验手机号
String phone = loginForm.getPhone();
if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){
return Result.fail("手机号码格式错误！");
}
// 2. 校验验证码 REDIS
// Object cacheCode = session.getAttribute("code");
// 2.1 从Redis中获取验证码
String redisCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone);
// 2.2 校验验证码
String code = loginForm.getCode();
if(redisCode==null || !redisCode.equals(code)){
return Result.fail("验证码错误！");
}
// 3. 根据手机号查询用户 select * from tb_user where phone = ?
User user = query().eq("phone", phone).one();
// if 0 ：创建新用户，保存数据库，将用户信息存储到Session
if(user == null){
user = createUserWithPhone(phone);
}
// //else： 登录成功，将用户信息存储到Session
// session.setAttribute("user", BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class));
// 4. 将用户信息存储到Redis中
// 1. 随机生成token，作为登录令牌 ---> UUID导入工具包中的方法，不要导入java自带的
String token = UUID.randomUUID().toString(true);
// 2. 以hash结构进行存储
UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user,UserDTO.class);
//TODO 这里报错了，因为UserDTO中有个id属性，不是字符串，在Redis序列化下报错
// Map<String,Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO);
Map<String,Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),
CopyOptions.create()
.setIgnoreNullValue(true)
.setFieldValueEditor((fieldName,fieldValue)-> fieldValue.toString()));
// 3. 存储到Redis中
stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(LOGIN_USER_KEY + token,userMap);
// 给token设置有效期
// 超过30分钟不访问任何界面就会剔除，所以还需要设置在访问过程中不断更新token的有效期
// 实现方式： 在登录拦截器中进行处理
stringRedisTemplate.expire(LOGIN_USER_KEY + token, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 5. 返回token到客户端，客户端保存到浏览器中
return Result.ok(token);
}2.3.4 添加刷新Token拦截器逻辑 （只做判断，不做拦截）
首先，由于需要在自定义的拦截器中使用StringRedisTemplate对象，由于不是交由spring管理的，所以我们需要自己写构造函数进行导入。同时在MvcConfig中直接交给Spring管理
其次，这里选择了新建一个专门负责刷新Token的"拦截器"，只做判断不做拦截。确保请求在经过登录校验拦截器之前，会统一先被该"拦截器"获取，并对Token进行判断，如果没有Token，则会被接下来的登录拦截器进行拦截
java
package com.hmdp.config;
import com.hmdp.Interceptor.LoginInterceptor;
import com.hmdp.Interceptor.RefreshTokenInterceptor;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
import javax.annotation.Resource;
@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {
@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
/**
* 添加拦截器
* @param registry
*/
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
// 刷新token拦截器 全部拦截 只做判断
registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**");
registry.addInterceptor(new LoginInterceptor())
.excludePathPatterns(
"/user/code",
"/user/login",
"/blog/host",
"/shop/**",
"/shop-type/**",
"/voucher/**"
);
}
}
java
package com.hmdp.Interceptor;
import cn.hutool.core.bean.BeanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.hmdp.dto.UserDTO;
import com.hmdp.utils.UserHolder;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_KEY;
import static com.hmdp.utils.RedisConstants.LOGIN_USER_TTL;
/**
* Token缓存刷新拦截器 只会放行不会拦截
*/
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
/**
* 手动创建的对象，需要手动注入，所以需要构造方法
* @param stringRedisTemplate
*/
public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
@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)) {
return true;
}
// 2.基于TOKEN获取redis中的用户
String key = LOGIN_USER_KEY + token;
Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key);
// 3.判断用户是否存在
if (userMap.isEmpty()) {
return true;
}
// 5.将查询到的hash数据转为UserDTO
UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);
// 6.存在，保存用户信息到 ThreadLocal
UserHolder.saveUser(userDTO);
// 7.刷新token有效期
stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 8.放行
return true;
}
@Override
public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
// 移除用户
UserHolder.removeUser();
}
}2.3.5 【故障排查】关于一登陆后前端立马闪退回登录界面的问题
在跟着视频练习的过程中，在所以代码开发完成后，我发现了每当自己点击登录校验成功后，前端又会重复的闪退回登录界面。对此我进行了以下排除手段：
- 检查Redis是否 将 短信验证码及其用户token信息保存成功，有则证明这两个大环节没有问题
2. 猜测是拦截器问题：
一开始，我们模仿老师将刷新Token的逻辑一并写到了登录校验拦截器上。但是！登录校验拦截器在开发的过程中，有一些需要Token的接口并没有被拦截器拦截下来，导致前端认为该用户操作并未携带Token，从而误判为未登录状态，从而剔除该用户，强制跳转到登录界面。
为此，秉承单一职责原则，对于Token，我们需要新建一个将所有界面都"拦截"的拦截器，这样子可以保证在进入后续拦截器的请求，不会再有Token被误判的情况出现。
而且，也确保了不管用户进行了什么操作，Token都能刷新时长
（该故障经过拆分拦截器已正常解决，但是题主并没有深刻去揪到底是拿一些请求被误判了，这个故障原因也是我分析，如有高见请分享一下）
2.4 （TODO） 基于阿里云完善验证码功能
TODO
三、商户查询缓存系列功能实现
3.1 缓存的理解
我们的程序如果想要用户有一个比较良好的使用体验，在请求数据速度上必然要有所突出。因此我们一般会在项目中运用缓存策略，从而提高我们程序的响应速度。与此同时，添加缓存策略，数据一致性、缓存击穿问题、雪崩问题、维护成本提高等相继出翔。如何平衡好这种关系，成为了我们学习Redis的重要所在。
3.2 查询商户店铺---添加Redis缓存
3.2.1 添加缓存逻辑理解
由于Redis访问快的优点，我们在客户端与数据库之间添加一层 Redis数据层。用户发送的请求首先打到Redis进行查询，
-
如果在Redis上查询命中，则直接返回给用户，从而减轻了底层数据库服务器数据压力。
-
如果没能命中，则请求打到数据库进行查询，查询未命中则说明此次请求为 错误请求
-
数据库命中的话，就将数据写入Redis中 ，接着返回给用户。
缓存作用模型
3.2.2 添加缓存逻辑实现
java
/**
* 根据id查询商铺信息
* @param id 商铺id
* @return 商铺详情数据
*/
@GetMapping("/{id}")
public Result queryShopById(@PathVariable("id") Long id) {
return shopService.queryById(id);
}
/**
* 根据id查询店铺（添加Redis缓存版）
* @param id
* @return
*/
@Override
public Result queryById(Long id) {
//1. 根据id到Redis中查询用户信息
//2. Redis命中 ----------------> 返回商户信息 -------> 结束
//3. Redis未命中 查询数据库
//4. 查询数据库未命中 ----------------> 返回错误信息 ------> 结束
//5. 数据库命中 ---------------> 将数据写入Redis ------> 返回商户信息 -------> 结束
String stopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id);
if(StrUtil.isNotBlank(stopJson)){
// 存在直接返回
Shop shop = JSONUtil.toBean(stopJson, Shop.class); //将JSON字符串转换为对象
return Result.ok(shop);
}
// query().eq("shop_id",id);
// 查询数据库
Shop shop = getById(id);
if(shop == null){
Result.fail("店铺不存在");
}
stringRedisTemplate.opsForValue().set(
RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id,
JSONUtil.toJsonStr(shop),
RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL,
TimeUnit.MINUTES);
return Result.ok(shop);
}3.2.3 缓存功能效果展示
第一次查询商户店铺，未缓存Redis，后台查询数据库
第二次再次查询商户店铺，已缓存Redis，后台没有查询店铺的数据库语句
3.3（课后作业）查询商户分类列表---添加Redis缓存
3.3.1 使用String存储类型实现
java
/**
* 查询店铺类型 （添加Redis版）
* @return
*/
@GetMapping("list")
public Result queryTypeList() {
// List<ShopType> typeList = typeService
// .query().orderByAsc("sort").list();
return typeService.queryTypeList();
}
/**
* 查询店铺类型列表（添加Redis版）
* String 实现版
* @return
*/
@Override
public Result queryTypeList() {
// 1. 在Redis中查询店铺类型列表
// 2. Redis命中 ------> 直接返回店铺类型数据 -------> 结束
// 3. Redis未命中, 查询数据库
// 4. 数据库未命中 -------> 返回报错信息 --------> 结束
// 5. 数据库命中，-------> 将数据存入Redis --------> 返回店铺类型数据 --------> 结束
String Key = RedisConstants.CACHE_SHOP_TYPE_KEY;
String shopTypeJSON = stringRedisTemplate.opsForValue().get(Key);
// 将字符串转换为对象
List<ShopType> shopTypeList = null;
if(StrUtil.isNotBlank(shopTypeJSON)){
shopTypeList = JSONUtil.toList(shopTypeJSON, ShopType.class);
return Result.ok(shopTypeList); // 返回店铺类型数据
}
// 查询数据库
shopTypeList = query().orderByAsc("sort").list();
// 将对象转换为字符串
shopTypeJSON = JSONUtil.toJsonStr(shopTypeList);
// 将数据存入Redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(Key, shopTypeJSON);
return Result.ok(shopTypeList);
}
3.3.2 使用List存储类型实现
java
/**
* 查询店铺类型列表（添加Redis版）
* List 实现版
* @return
*/
@Override
public Result queryTypeList() {
// 1. 在Redis中查询店铺类型列表
// 2. Redis命中 ------> 直接返回店铺类型数据 -------> 结束
// 3. Redis未命中, 查询数据库
// 4. 数据库未命中 -------> 返回报错信息 --------> 结束
// 5. 数据库命中，-------> 将数据存入Redis --------> 返回店铺类型数据 --------> 结束
String Key = RedisConstants.CACHE_SHOP_TYPE_KEY;
// 获取列表中所有元素(字符串格式)
List<String> shopTypeJSON = stringRedisTemplate.opsForList().range(Key, 0, -1); // 获取列表中所有元素
if(shopTypeJSON != null && !shopTypeJSON.isEmpty()){
// Redis中存在数据,需要将所有的Value转换成 ShopType对象
// 将字符串转换为对象
List<ShopType> shopTypeList = new ArrayList<>();
for(String str : shopTypeJSON){
shopTypeList.add(JSONUtil.toBean(str, ShopType.class));
}
return Result.ok(shopTypeList); // 返回店铺类型数据
}
// 查询数据库
List<ShopType> shopTypeList = query().orderByAsc("sort").list();
if(shopTypeList == null || shopTypeList.isEmpty()){
return Result.fail("店铺类型不存在");
}
// 将对象转换为字符串(每一项都是)
for (ShopType shopType : shopTypeList) {
stringRedisTemplate.opsForList().rightPushAll(Key, JSONUtil.toJsonStr(shopType));
}
// 设置过期时间
stringRedisTemplate.expire(Key, RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return Result.ok(shopTypeList);
}
3.3.3 缓存功能效果展示
分类列表数据成功存储到Redis中 
查询效率从1秒提升到45毫秒