詳解Java分布式系統(tǒng)中session一致性問題
在單機(jī)系統(tǒng)中,用戶登陸之后,服務(wù)端會(huì)保存用戶的會(huì)話信息,只要用戶不退出重新登陸,在一段時(shí)間內(nèi)用戶可以一直訪問該網(wǎng)站,無需重復(fù)登陸。用戶的信息存在服務(wù)端的 session 中,session中可以存放服務(wù)端需要的一些用戶信息,例如用戶ID,所屬公司companyId,所屬部門deptId等等。
但是隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,技術(shù)架構(gòu)需要調(diào)整,原來的單機(jī)系統(tǒng)逐漸被更換,架構(gòu)由單機(jī)擴(kuò)展到分布式,甚至當(dāng)下流行的微服務(wù)。雖然在用戶端看來系統(tǒng)仍然是一個(gè)整體,但在技術(shù)端來說業(yè)務(wù)則被拆分成多個(gè)模塊,各個(gè)模塊之間相互獨(dú)立,甚至不在同一臺(tái)物理機(jī)器上,模塊之間通過 RPC 進(jìn)行通信。
那么原來單機(jī)只需一份的 session, 如何滿足在多系統(tǒng)的運(yùn)行下保證會(huì)話一致性呢?單獨(dú)保存在任何一個(gè)系統(tǒng)中都不合適,而且每個(gè)單獨(dú)模塊系統(tǒng)也可能是分布式形式的,是由集群組成。那么session的分配就更復(fù)雜了。
Redis 實(shí)現(xiàn)針對(duì)以上問題,我們可能會(huì)從以下幾個(gè)方面想到解決的方法,每個(gè)服務(wù)端存儲(chǔ)一份,通過同步的方式保證一致性,但是這種方式有個(gè)很明顯的缺點(diǎn):session的同步需要數(shù)據(jù)傳輸,占內(nèi)網(wǎng)帶寬,有時(shí)延,網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的時(shí)候會(huì)造成部分系統(tǒng)同步延遲,那么就不能保證 session 一致性。而且所有服務(wù)端都包含所有session數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量受內(nèi)存限制,無法水平擴(kuò)展。
那么我們是否可以單獨(dú)將 session 信息存儲(chǔ)在某一個(gè)獨(dú)立的介質(zhì)中,介質(zhì)可以是DB也可以是緩存。
考慮到如下業(yè)務(wù):登陸的時(shí)候我們經(jīng)常會(huì)給用戶一個(gè)過期時(shí)間(一般移動(dòng)端常設(shè)置為7天或者一個(gè)月甚至更久),到期后用戶需要輸入登陸信息重新登陸,即會(huì)話過期。這種到期的設(shè)置我們自然想到了Redis的 key expire功能,所以最終我們可以將Redis引入進(jìn)來實(shí)現(xiàn)我們的這種需求。系統(tǒng)如下圖所示:
我們只需在用戶首次登陸的時(shí)候?qū)⒂脩粜畔⒎诺?Token并緩存到 Redis 中,同時(shí)設(shè)置一個(gè)過期時(shí)間,偽代碼如下:
@Overridepublic Map login(UserDto dto) { Map<String, Object> restMap = new HashMap<>();// 校驗(yàn)登陸信息 User user = checkLoginInfo(dto); //刪除舊的token String token = (String) redisUtils.get(CacheConstants.USER_TOKEN_KEY_COPY + user.getUserName());if (!ObjectUtils.isEmpty(token)) {redisUtils.delete(CacheConstants.USER_TOKEN_KEY_WEB + token); } // 唯一簽名信息 String signStr = user.getCompanyId() + user.getUserName() + dto.getPassword() + DateUtils.now().getTime(); token = MD5Utils.md5(signStr); // 設(shè)置用戶 token redisUtils.setExpiredAt(CacheConstants.USER_TOKEN_KEY_WEB + token, user.getId(), LOGIN_EXPIRED_TIME); //緩存新的token redisUtils.setExpiredAt(CacheConstants.USER_TOKEN_KEY_COPY + user.getUserName(), token, LOGIN_EXPIRED_TIME); dto.setCompanyId(user.getCompanyId()); dto.setId(user.getId()); restMap.put('token', token); restMap.put('userName', user.getUserName()); return restMap;}
那么在系統(tǒng)中如何使用呢,我們可以定義一個(gè)攔截器 SessionInterceptor,當(dāng)訪問 web 接口的時(shí)候檢驗(yàn)用戶的 token 信息,判斷用戶是否登陸,未登錄的情況下一些業(yè)務(wù)接口是無法訪問的,以及在登陸的情況下拿到我們需要的用戶信息,如 userId。
public class SessionInterceptor { @Autowired private RedisUtils redisUtils;@Autowired private UserService userService; @Pointcut('execution(* com.jajian.demo.web.*.controller.*.*(..)) && @annotation(org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping)') public void controllerMethodPointcut() { } @Around('controllerMethodPointcut()') public Object Interceptor(ProceedingJoinPoint proceedingJoinPoint) throws Throwable {Signature signature = proceedingJoinPoint.getSignature();MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;Method targetMethod = methodSignature.getMethod();if (targetMethod.getDeclaringClass().isAnnotationPresent(NoLogin.class) || targetMethod.isAnnotationPresent(NoLogin.class)) { return proceedingJoinPoint.proceed();}// 從獲取RequestAttributes中獲取HttpServletRequest的信息RequestAttributes requestAttributes = RequestContextHolder.getRequestAttributes();HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) requestAttributes.resolveReference(RequestAttributes.REFERENCE_REQUEST);String token = request.getHeader('token');if(StringUtils.isEmpty(token)){ Log.debug('驗(yàn)證token', 'token驗(yàn)證失敗,{}', 'token不存在'); throw new FieldException(Constants.LOGIN_ERROR_CODE, 'login.session.timeout');}Integer userId= (Integer)redisUtils.get(CacheConstants.USER_TOKEN_KEY_WEB + token); if (null == userId) { Log.debug('驗(yàn)證token', 'token驗(yàn)證失敗,{}', 'token超時(shí)'); throw new FieldException(Constants.LOGIN_ERROR_CODE, 'login.session.timeout');}User user = userService.getById(userId.longValue());if (ObjectUtils.isEmpty(user)){ Log.debug('驗(yàn)證token', 'token驗(yàn)證失敗,{}', '用戶信息不存在'); throw new FieldException(Constants.LOGIN_ERROR_CODE, 'login.session.timeout');}if (user.getStatus() == UserStatusEnum.NO.getCode() || user.getDeleteFlag() == DeleteFlagEnum.YES.getCode()){ Log.debug('驗(yàn)證token', 'token驗(yàn)證失敗,用戶信息異常 userName : {}, status : {},deleteFlag : {}', user.getUserName(),user.getStatus(), user.getDeleteFlag()); throw new FieldException(Constants.LOGIN_ERROR_CODE, 'login.session.timeout');}return proceedingJoinPoint.proceed(); } }
以上實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單易用,而且Redis 在分布式系統(tǒng)中的使用率也很高,所以無需額外的技術(shù)引入??梢灾С炙綌U(kuò)展,數(shù)據(jù)庫(kù)或緩存水平切分即可,服務(wù)端重啟或者擴(kuò)容都不會(huì)有session丟失的情況發(fā)生。
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