基于Redis实现的手机短信登入功能

目录

开发准备

注册阿里短信服务

依赖坐标

阿里短信 依赖

mybatis-plus 依赖 

redis 依赖 

配置文件

导入数据库表

短信发送工具类

生成随机验证码的工具类

校验合法手机号的工具类

ThreadLocal 线程工具类

消息工具类

基于 session 的短信登录的问题

开发教程

Redis 结构设计

实现效果

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代码地址：手机短信认证

开发准备

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注册阿里短信服务

        首先我们需要获取阿里的短信服务，进入之后点击国内消息按照流程申请模板即可。详细教程可以参考这篇文章：如何注册阿里短信服务

依赖坐标

阿里短信 依赖

        <dependency><groupId>com.aliyun</groupId><artifactId>aliyun-java-sdk-core</artifactId><version>4.5.16</version></dependency><dependency><groupId>com.aliyun</groupId><artifactId>aliyun-java-sdk-dysmsapi</artifactId><version>2.1.0</version></dependency>

mybatis-plus 依赖 

        <dependency><groupId>com.baomidou</groupId><artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId><version>3.4.3</version></dependency>

redis 依赖 

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId><version>2.4.0</version>
</dependency>

配置文件

server:port: 8081
spring:application:name: hmdpdatasource:driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://localhost:3306/hmdp?useSSL=false&useUnicode=true&characterEncoding=utf8username: rootpassword:redis:host: localhostport: 6379password:lettuce:pool:max-active: 10max-idle: 10min-idle: 1time-between-eviction-runs: 10sjackson:default-property-inclusion: non_null # JSON 处理时忽略非空字段
mybatis-plus:type-aliases-package: com.hmdp.entity # 别名扫描包
logging:level:com.hmdp: debug # 打印日志

        注意数据库的信息需要填成你自己的。

导入数据库表

DROP TABLE IF EXISTS `tb_user`;
CREATE TABLE `tb_user`  (`id` bigint(20) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',`phone` varchar(11) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NOT NULL COMMENT '手机号码',`password` varchar(128) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT '' COMMENT '密码，加密存储',`nick_name` varchar(32) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT '' COMMENT '昵称，默认是用户id',`icon` varchar(255) CHARACTER SET utf8mb4 COLLATE utf8mb4_general_ci NULL DEFAULT '' COMMENT '人物头像',`create_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',`update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间',PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE,UNIQUE INDEX `uniqe_key_phone`(`phone`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 1010 CHARACTER SET = utf8mb4 COLLATE = utf8mb4_general_ci ROW_FORMAT = Compact;

短信发送工具类

/*** 短信发送工具类*/
public class SMSUtils {/*** 发送短信* @param signName 签名* @param templateCode 模板* @param phoneNumbers 手机号* @param param 参数*/public static void sendMessage(String signName, String templateCode,String phoneNumbers,String param){// 此处需要替换成开发者自己的(在阿里云访问控制台寻找)DefaultProfile profile = DefaultProfile.getProfile("cn-hangzhou", "自己的AccessKeyId", "自己的accesskeySecret");IAcsClient client = new DefaultAcsClient(profile);SendSmsRequest request = new SendSmsRequest();request.setSysRegionId("cn-hangzhou");// 要发送给那个人的电话号码request.setPhoneNumbers(phoneNumbers);// 我们在阿里云设置的签名request.setSignName(signName);// 我们在阿里云设置的模板request.setTemplateCode(templateCode);// 在设置模板的时候有一个占位符request.setTemplateParam("{\"code\":\""+param+"\"}");try {SendSmsResponse response = client.getAcsResponse(request);System.out.println("短信发送成功");}catch (ClientException e) {e.printStackTrace();}}}

生成随机验证码的工具类

public class RandomUtil {public static final String BASE_NUMBER = "0123456789";public static final String BASE_CHAR = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";public static final String BASE_CHAR_NUMBER = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";public RandomUtil() {}public static ThreadLocalRandom getRandom() {return ThreadLocalRandom.current();}public static SecureRandom createSecureRandom(byte[] seed) {return null == seed ? new SecureRandom() : new SecureRandom(seed);}public static SecureRandom getSecureRandom() {return getSecureRandom((byte[])null);}public static SecureRandom getSecureRandom(byte[] seed) {return createSecureRandom(seed);}public static SecureRandom getSHA1PRNGRandom(byte[] seed) {SecureRandom random;try {random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");} catch (NoSuchAlgorithmException var3) {NoSuchAlgorithmException e = var3;throw new UtilException(e);}if (null != seed) {random.setSeed(seed);}return random;}public static SecureRandom getSecureRandomStrong() {try {return SecureRandom.getInstanceStrong();} catch (NoSuchAlgorithmException var1) {NoSuchAlgorithmException e = var1;throw new UtilException(e);}}public static Random getRandom(boolean isSecure) {return (Random)(isSecure ? getSecureRandom() : getRandom());}public static boolean randomBoolean() {return 0 == randomInt(2);}public static char randomChinese() {return (char)randomInt(19968, 40959);}public static int randomInt(int min, int max) {return getRandom().nextInt(min, max);}public static int randomInt() {return getRandom().nextInt();}public static int randomInt(int limit) {return getRandom().nextInt(limit);}public static long randomLong(long min, long max) {return getRandom().nextLong(min, max);}public static long randomLong() {return getRandom().nextLong();}public static long randomLong(long limit) {return getRandom().nextLong(limit);}public static double randomDouble(double min, double max) {return getRandom().nextDouble(min, max);}public static double randomDouble(double min, double max, int scale, RoundingMode roundingMode) {return NumberUtil.round(randomDouble(min, max), scale, roundingMode).doubleValue();}public static double randomDouble() {return getRandom().nextDouble();}public static double randomDouble(int scale, RoundingMode roundingMode) {return NumberUtil.round(randomDouble(), scale, roundingMode).doubleValue();}public static double randomDouble(double limit) {return getRandom().nextDouble(limit);}public static double randomDouble(double limit, int scale, RoundingMode roundingMode) {return NumberUtil.round(randomDouble(limit), scale, roundingMode).doubleValue();}public static BigDecimal randomBigDecimal() {return NumberUtil.toBigDecimal(getRandom().nextDouble());}public static BigDecimal randomBigDecimal(BigDecimal limit) {return NumberUtil.toBigDecimal(getRandom().nextDouble(limit.doubleValue()));}public static BigDecimal randomBigDecimal(BigDecimal min, BigDecimal max) {return NumberUtil.toBigDecimal(getRandom().nextDouble(min.doubleValue(), max.doubleValue()));}public static byte[] randomBytes(int length) {byte[] bytes = new byte[length];getRandom().nextBytes(bytes);return bytes;}public static <T> T randomEle(List<T> list) {return randomEle(list, list.size());}public static <T> T randomEle(List<T> list, int limit) {if (list.size() < limit) {limit = list.size();}return list.get(randomInt(limit));}public static <T> T randomEle(T[] array) {return randomEle(array, array.length);}public static <T> T randomEle(T[] array, int limit) {if (array.length < limit) {limit = array.length;}return array[randomInt(limit)];}public static <T> List<T> randomEles(List<T> list, int count) {List<T> result = new ArrayList(count);int limit = list.size();while(result.size() < count) {result.add(randomEle(list, limit));}return result;}public static <T> List<T> randomEleList(List<T> source, int count) {if (count >= source.size()) {return ListUtil.toList(source);} else {int[] randomList = ArrayUtil.sub(randomInts(source.size()), 0, count);List<T> result = new ArrayList();int[] var4 = randomList;int var5 = randomList.length;for(int var6 = 0; var6 < var5; ++var6) {int e = var4[var6];result.add(source.get(e));}return result;}}public static <T> Set<T> randomEleSet(Collection<T> collection, int count) {ArrayList<T> source = CollUtil.distinct(collection);if (count > source.size()) {throw new IllegalArgumentException("Count is larger than collection distinct size !");} else {Set<T> result = new LinkedHashSet(count);int limit = source.size();while(result.size() < count) {result.add(randomEle((List)source, limit));}return result;}}public static int[] randomInts(int length) {int[] range = ArrayUtil.range(length);for(int i = 0; i < length; ++i) {int random = randomInt(i, length);ArrayUtil.swap(range, i, random);}return range;}public static String randomString(int length) {return randomString("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789", length);}public static String randomStringUpper(int length) {return randomString("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789", length).toUpperCase();}public static String randomStringWithoutStr(int length, String elemData) {String baseStr = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";baseStr = StrUtil.removeAll(baseStr, elemData.toCharArray());return randomString(baseStr, length);}public static String randomNumbers(int length) {return randomString("0123456789", length);}public static String randomString(String baseString, int length) {if (StrUtil.isEmpty(baseString)) {return "";} else {StringBuilder sb = new StringBuilder(length);if (length < 1) {length = 1;}int baseLength = baseString.length();for(int i = 0; i < length; ++i) {int number = randomInt(baseLength);sb.append(baseString.charAt(number));}return sb.toString();}}public static char randomNumber() {return randomChar("0123456789");}public static char randomChar() {return randomChar("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789");}public static char randomChar(String baseString) {return baseString.charAt(randomInt(baseString.length()));}/** @deprecated */@Deprecatedpublic static Color randomColor() {Random random = getRandom();return new Color(random.nextInt(256), random.nextInt(256), random.nextInt(256));}public static <T> WeightRandom<T> weightRandom(WeightRandom.WeightObj<T>[] weightObjs) {return new WeightRandom(weightObjs);}public static <T> WeightRandom<T> weightRandom(Iterable<WeightRandom.WeightObj<T>> weightObjs) {return new WeightRandom(weightObjs);}public static DateTime randomDay(int min, int max) {return randomDate(DateUtil.date(), DateField.DAY_OF_YEAR, min, max);}public static DateTime randomDate(Date baseDate, DateField dateField, int min, int max) {if (null == baseDate) {baseDate = DateUtil.date();}return DateUtil.offset((Date)baseDate, dateField, randomInt(min, max));}
}

校验合法手机号的工具类

public abstract class RegexPatterns {/*** 手机号正则*/public static final String PHONE_REGEX = "^1([38][0-9]|4[579]|5[0-3,5-9]|6[6]|7[0135678]|9[89])\\d{8}$";/*** 邮箱正则*/public static final String EMAIL_REGEX = "^[a-zA-Z0-9_-]+@[a-zA-Z0-9_-]+(\\.[a-zA-Z0-9_-]+)+$";/*** 密码正则。4~32位的字母、数字、下划线*/public static final String PASSWORD_REGEX = "^\\w{4,32}$";/*** 验证码正则, 6位数字或字母*/public static final String VERIFY_CODE_REGEX = "^[a-zA-Z\\d]{6}$";}

public class RegexUtils {/*** 是否是无效手机格式* @param phone 要校验的手机号* @return true:符合，false：不符合*/public static boolean isPhoneInvalid(String phone){return mismatch(phone, RegexPatterns.PHONE_REGEX);}/*** 是否是无效邮箱格式* @param email 要校验的邮箱* @return true:符合，false：不符合*/public static boolean isEmailInvalid(String email){return mismatch(email, RegexPatterns.EMAIL_REGEX);}/*** 是否是无效验证码格式* @param code 要校验的验证码* @return true:符合，false：不符合*/public static boolean isCodeInvalid(String code){return mismatch(code, RegexPatterns.VERIFY_CODE_REGEX);}// 校验是否不符合正则格式private static boolean mismatch(String str, String regex){if (StrUtil.isBlank(str)) {return true;}return !str.matches(regex);}
}

ThreadLocal 线程工具类

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();}
}

消息工具类

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Result {private Boolean success;private String errorMsg;private Object data;private Long total;public static Result ok(){return new Result(true, null, null, null);}public static Result ok(Object data){return new Result(true, null, data, null);}public static Result ok(List<?> data, Long total){return new Result(true, null, data, total);}public static Result fail(String errorMsg){return new Result(false, errorMsg, null, null);}
}

基于 session 的短信登录的问题

        多台 tomcat 并不共享 session 存储空间，当请求切换到不同服务器会导致数据丢失问题。虽然可以用 tomcat 间的数据同步解决这个问题，但还是会出现数据不一致和占用内存问题。
session 代替方案应该满足：

数据共享

内存存储

key，value结构

使用 redis 代替 session 是完全可以的

开发教程

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Redis 结构设计

（1）之前的生成验证码后，我们会将其存放在 Session 中，每一个不同的请求就会对应一个 Session，它们 SessionID 肯定是唯一的。因为我们的程序上线面对的是庞大用户量。在高并发的场景下，生成的验证码是有可能相同的，如果使用验证码作为 key，那么就会造成数据覆盖。

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        所以我们使用手机号作为key，验证码作为value，这样保证key的唯一性。从而保证我们的数据安全。

（2）登入注册时创建用户，用户信息需要保存到 Redis 中，此时的 key 建议用一个随机的 token（建议不要用手机号码，因为之后这个 token 会传入前端，有泄露风险），value 存放用户信息。所以这里返回 token 给客户端，为的就是之后在校验的时候可以拿着 token 去 Redis 中取数据进行校验。

（3）之前的登入校验是 Session 与 Cookie，当使用了 Session，它会自动将 SessionID 传入 Cookie 中，每次请求都会携带 Cookie，就相当于带着 SessionID 去查找用户。

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        而现在是用请求中携带的 token 去 Redis 中获取用户数据。

 （4）

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Redis 中的 String 与 Hash 结构都能对用户信息进行存储；但是考虑到内存的占用，Hash 结构无疑是最好的。

（5）Redis 是基于内存的，而我们知道内存的空间是十分有限的；那么用户退出系统了还需要保留用户的 token 吗。答案肯定是不需要的。那么我们就需要设置 token 的有效期。我们不能设置了 token 有效期就高枕无忧了，还需要判断当前用户是否还在使用。如果用户还在使用，而你的 token 有限期恰恰失效了，那么这就是一个不合格的系统。我们可以使用一个拦截器判断当前用户是否还在使用，如果正在使用就刷新 token。

 Controller

    /*** 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);}/*** 登录功能* @param 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);}

Service

@Service
public class UserServiceImpl extends ServiceImpl<UserMapper, User> implements IUserService {@Resourceprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;@Overridepublic Result sendCode(String phone, HttpSession session) {// 校验手机号if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){return Result.fail("手机格式错误");}// 校验符合，生成验证码String code = RandomUtil.randomNumbers(6);Map<String,Object> param = new HashMap<>();param.put("code", code);// 保存验证码到 redisstringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY + phone, code, LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);// 发送验证码log.debug("发送验证码成功,验证码为:"+code);String templateCode = "【验证码】您的验证码为：" + code + "。3分钟内有效，请勿泄露和转发。如非本人操作，请忽略此短信。";SMSUtils.sendMessage("东方",templateCode,phone,code);// 返回成功return Result.ok();}@Overridepublic Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) {// 校验手机号String phone = loginForm.getPhone();if(RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)){return Result.fail("手机格式错误");}// 输入验证码String code = loginForm.getCode();// 生成的验证码String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone);// 校验验证码if(cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)){// 验证码不一致return Result.fail("验证码不一致");}// 如果一致，判断用户是否存在User user = query().eq("phone", phone).one();// 用户不存在if(user == null){// 创建一个新用户，并保存用户信息user = createUserWithPhone(phone);}// 随机生成 token 作为登入令牌String token = UUID.randomUUID().toString();// 将user对象转化成hashmap存储UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),CopyOptions.create().setIgnoreNullValue(true).setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));// 存储String tokenKey  = LOGIN_USER_KEY + token;stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey,userMap);// 设置 token 的有效期stringRedisTemplate.expire(tokenKey,CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);return Result.ok(token);}
}

 拦截器

刷新拦截器

public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor {private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}@Overridepublic boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {// 1.获取请求头中的tokenString 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UserDTOUserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false);// 6.存在，保存用户信息到 ThreadLocalUserHolder.saveUser(userDTO);// 7.刷新token有效期stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES);// 8.放行return true;}@Overridepublic void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {// 移除用户UserHolder.removeUser();}
}

登入拦截器

public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor {@Overridepublic 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;}
}

 

 简单说一下刷新功能：

        假设此时用户的 token 失效了，那么就会被刷新拦截器拦截，因为当前用户是在线状态。所以前两条 return 都不会返回，直到刷新了有效期才能返回。

配置拦截器

@Configuration
public class MvcConfig implements WebMvcConfigurer {@Resourceprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;@Overridepublic void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {// 登录拦截器registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()).excludePathPatterns("/user/code","/user/login").order(1);// token 刷新的拦截器registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0);}
}

当项目中存在多个拦截器，那么的执行顺序是根据方法而定的，拦截器所有的 preHandle 方法是按照拦截器的 order 升序执行的，如果 order  一致，则按照添加顺序执行。

静态变量

    public static final String LOGIN_CODE_KEY = "login:code:";public static final Long LOGIN_CODE_TTL = 3L;public static final String LOGIN_USER_KEY = "login:token:";public static final Long LOGIN_USER_TTL = 30L;

实现效果

 手机号验证登入

 

 Redis 存储到验证码

 Redis 存储用户信息