【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城-细节解析（1）：Token、Jwt令牌、Redis、ThreadLocal变量

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【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城（4）
【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城（5）
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【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城（8）

【全栈】SprintBoot+vue3迷你商城（9）

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文章目录

【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 和 JWT 令牌
  - Redis
  - ThreadLocal 变量
  - 它们之间的联系
- 2.在该项目中的应用
- - 2.1.配置
  - - Redis
    - JWT令牌以及ThreadLocal工具类
- 2.2.应用
- 3.总结

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: 6379
      host: localhost

JWT令牌以及ThreadLocal工具类

JwtUtil:

java">// JwtUtil

package 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:

java">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:

java">@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:

java">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;
        }

    }