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【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城-细节解析（1）：Token、Jwt令牌、Redis、ThreadLocal变量
1.是什么及其联系
Token、JWT令牌（JSON Web Token）、Redis和ThreadLocal变量在现代Web应用程序中常常被结合使用，尤其是在涉及用户认证与授权、会话管理以及并发处理等方面。下面解释它们之间的联系：
Token 和 JWT 令牌
- Token：是一种用于标识用户身份的数据片段，通常是在用户成功登录后由服务器生成并返回给客户端。客户端随后会在每次请求时将这个token附带在请求头或请求参数中发送回服务器以证明其身份。
- JWT (JSON Web Token)：是一种特定类型的token格式，它允许你在一个紧凑且自包含的字符串中安全地传输信息作为JSON对象。JWT通常由三部分组成：Header（头部）、Payload（负载）和Signature（签名）。JWT可以用来存储用户的认证信息，并且由于其具备签名特性，接收方能够验证内容是否被篡改。
Redis
- Redis：是一个开源的内存数据结构存储系统，常被用作数据库、缓存和消息中间件。在Web应用中，Redis可以用来存储session数据或JWT令牌，以便快速访问和验证。例如，当用户登录时，可以生成一个JWT并将之存储在Redis中，同时设置过期时间。这样，后续请求只需查询Redis即可验证token的有效性，而无需每次都查询数据库。
ThreadLocal 变量
- ThreadLocal：提供线程局部变量，每个使用该变量的线程都会拥有独立的副本，从而避免了多线程环境下的资源共享问题。在Web应用中，ThreadLocal变量可用于保存当前请求上下文中的某些状态信息，比如当前登录用户的详细信息等。这使得在整个请求生命周期内，这些信息可以在任何地方方便地获取，而不需要通过方法参数传递。
它们之间的联系
- 认证过程：
- 用户登录成功后，服务器生成一个JWT令牌，并可能将其存储在Redis中（为了便于管理和撤销），然后将此JWT返回给客户端。
- 请求处理：
- 当客户端发起请求时，会携带JWT令牌。服务器接收到请求后，首先从请求头中提取出JWT。
- 接着，服务器可能会先检查Redis来确认JWT是否有效（如是否存在、是否已过期等）。如果Redis中存在该JWT，则继续处理请求；否则，可能需要重新登录或其他操作。
- 并发控制与安全性：
- 在请求处理过程中，为了保证线程安全，可以使用ThreadLocal变量来保存一些临时性的状态信息，比如当前请求解析出来的用户ID或者权限列表。这样做可以让这些信息在线程内部随时可用，同时也避免了多线程环境下可能出现的数据竞争问题。
- 性能优化：
- 使用Redis存储JWT令牌可以显著提高验证速度，因为Redis是基于内存的存储系统，查找速度远快于传统的数据库查询。
- ThreadLocal变量则有助于减少不必要的对象传递，简化代码逻辑，特别是在复杂的业务场景下，能有效地提升开发效率和程序执行效率。
所以，Token（特别是JWT）用于用户的身份验证和授权，Redis用于高效地存储和检索这些令牌，而ThreadLocal变量则为单个请求线程提供了便捷的状态管理方式。三者结合起来，可以构建既安全又高效的Web服务架构。
2.在该项目中的应用
2.1.配置
使用它们之前首先要去配置它们，我们在application.yml进行Redis的配置，然后编写JWT令牌以及ThreadLocal的工具类
Redis
# application.yml
spring:data:redis:port: 6379host: localhost
JWT令牌以及ThreadLocal工具类
JwtUtil:
// JwtUtilpackage com.janium.minimallbe.utils;import com.auth0.jwt.JWT;
import com.auth0.jwt.algorithms.Algorithm;import java.util.Date;
import java.util.Map;public class JwtUtil {private static final String KEY = "itheima";//接收业务数据,生成token并返回public static String genToken(Map<String, Object> claims) {return JWT.create().withClaim("claims", claims).withExpiresAt(new Date(System.currentTimeMillis() + 1000 * 60 * 60 * 12)).sign(Algorithm.HMAC256(KEY));}//接收token,验证token,并返回业务数据public static Map<String, Object> parseToken(String token) {return JWT.require(Algorithm.HMAC256(KEY)).build().verify(token).getClaim("claims").asMap();}}ThreadLocalUtil:
package com.janium.minimallbe.utils;/*** ThreadLocal 工具类*/
@SuppressWarnings("all")
public class ThreadLocalUtil {//提供ThreadLocal对象,private static final ThreadLocal THREAD_LOCAL = new ThreadLocal();//根据键获取值public static <T> T get(){return (T) THREAD_LOCAL.get();}//存储键值对public static void set(Object value){THREAD_LOCAL.set(value);}//清除ThreadLocal 防止内存泄漏public static void remove(){THREAD_LOCAL.remove();}
}2.2.应用
我们登录时应该生成一个token，而生成token可以交给Jwt工具类，然后我们需要将生成的token储存在redis中。而且，为了方便直接获取到用户Id等信息，我们可以将token中的信息存储到ThreadLocal变量中。
UserController:
@PostMapping("/login")public Result login(@Pattern(regexp = "^\\S{6,18}$") String username,@Pattern(regexp = "^\\S{6,18}$") String password){User u = userService.findByName(username);if(u == null){return Result.error("用户名错误");}if (u.getPassword().equals(Md5Util.getMD5String(password))) {// 1.设置token并将其储存到redis中Map<String, Object> claims = new HashMap<>();claims.put("id", u.getId());claims.put("username", username);String token= JwtUtil.genToken(claims);ValueOperations<String, String> operations = stringRedisTemplate.opsForValue(); // redis模板接口operations.set(token,token,12, TimeUnit.HOURS); // 将token存储到redis中return Result.success(token);}return Result.error("密码错误!");}
LoginInterceptor:
try {ValueOperations<String, String> operations = stringRedisTemplate.opsForValue();String redisToken = operations.get(token);if (redisToken == null) {throw new RuntimeException();}Map<String, Object> claims = JwtUtil.parseToken(token);// 1.如果登录成功则将token里的信息存入ThreadLocal变量中，以便后续使用ThreadLocalUtil.set(claims);return true;} catch (Exception e) {response.setStatus(401);return false;}}
3.总结
本期为细节解析期的第一期，补充了Token、Jwt令牌、Redis、ThreadLocal变量等细节，下期将继续补充开发中的一些细节问题。