Redis实现验证码登录及签到功能代码解析#

一、核心痛点解决：分布式集群会话共享问题#

• 业务场景：单体项目时代，单台服务器即可承载所有请求，Session 方案简单便捷；但电商项目流量激增后，需部署多台服务器并通过 Nginx 负载均衡，保障系统高可用。

• Session 的劣势：Session 存储在单台服务器（如 Tomcat）的内存中，属于“服务器绑定”。若用户在 A 服务器登录，下一次请求被 Nginx 转发至 B 服务器，B 服务器无该用户 Session，会判定用户未登录，严重影响用户体验。

• Redis 的优势：将用户登录凭证（Token 关联的用户信息）统一存储在独立的 Redis 数据库中，所有业务服务器均为“无状态”。无论用户请求落在哪台服务器，都统一从 Redis 核对登录状态，完美解决会话共享问题，适配分布式集群部署。

二、业务拓展：多端支持与跨域兼容#

• 业务场景：成熟产品通常同时拥有 PC 端网页、微信小程序、原生 App 等多端载体，需一套后端接口适配所有终端。

• Session 的劣势：Session 机制强依赖浏览器 Cookie，通过 Cookie 传递 JSESSIONID 维持会话。但 App、小程序默认无 Cookie 机制，前端处理繁琐；且前后端分离架构中，Cookie 易受跨域限制，适配成本高。

• Redis 的优势：Redis + Token 方案彻底解耦前后端。用户登录后，后端仅返回 Token 字符串，前端将其本地存储（如 localStorage、App 本地缓存），后续请求只需将 Token 放入 HTTP 请求头即可。该逻辑适用于 Web、App、小程序所有终端，实现“一套接口，多端复用”。

三、性能与稳定性：解放业务服务器内存压力#

• 业务场景：大促、秒杀等场景下，同时在线人数可达数十万、上百万，对系统并发能力和稳定性要求极高。

• Session 的劣势：用户登录态（Session）存储在业务服务器 JVM 内存中，数十万用户会导致 JVM 内存占用激增，引发频繁垃圾回收（GC），造成系统卡顿，严重时会出现 OOM（内存溢出），导致服务宕机。

• Redis 的优势：Redis 是专业内存数据库，性能极强（单机能支撑 10万+ QPS），专门用于存储键值对数据。将用户登录态存储交给 Redis，可彻底解放业务服务器 JVM 内存，让业务服务器专注于逻辑计算和业务处理，提升并发能力；同时支持动态增加服务器节点，轻松应对流量峰值。

1️⃣ 发送验证码 - sendCode()#

**方法定义**

1
public Result<String> sendCode(String phone, HttpSession session){
2
        // 1.校验手机号
3
        if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
4
            // 2.如果不符合，返回错误信息
5
            return Result.fail("手机号格式错误！");
6
        }
7
        // 3.符合，生成验证码
8
        String code = RandomUtil.randomNumbers(6);
9

10
        // 4.保存验证码到Redis
11
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(LOGIN_CODE_KEY + phone, code, LOGIN_CODE_TTL, TimeUnit.MINUTES);
12

13
        // 5.调用第三方短信服务发送验证码
14
        boolean sendSuccess = smsService.sendVerificationCode(phone, code);
15

16
        if (!sendSuccess) {
17
            log.error("短信发送失败，手机号：{}", phone);
18
            return Result.fail("短信发送失败，请稍后重试");
19
        }
20

21
        // 6.发送成功
22
        log.info("发送短信验证码成功，手机号：{}", phone);
23
        // 返回ok（生产环境不应该返回验证码）
24
        return Result.ok("验证码已发送");
25
}

**执行流程**

1. 校验手机号格式（通过正则表达式判断，确保手机号合法）；

2. 生成6位随机数字验证码，作为用户登录验证凭证；

3. 调用阿里服务，向用户发送短信；

4. 将验证码存入Redis，缓存key格式为 `login:code:手机号`，有效期由常量 LOGIN_CODE_TTL 控制；

2️⃣ 登录功能 - login()⭐ 核心方法#

**方法定义**（添加事务注解，保证多表操作原子性）

1
@Transactional(rollbackFor = Exception.class)
2
public Result<String> login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session){
3

4
 }

**完整业务流程**

1
String phone = loginForm.getPhone();
2
if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) {
3
    return Result.fail("手机号格式错误！");
4
}

1
String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone);
2
String code = loginForm.getCode();
3
if (cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)) {
4
    return Result.fail("验证码错误");
5
}

1
UserPhone userPhone = userPhoneService.lambdaQuery()
2
    .eq(UserPhone::getPhone, phone).one();
3

4
User user = null;
5
if (userPhone == null) {
6
    user = createUserWithPhone(phone);  // 新用户自动注册
7
} else {
8
    user = lambdaQuery().eq(User::getPhone, userPhone.getPhone()).one();
9
}

1
// 7.1 生成UUID作为token（用户登录凭证，唯一标识）
2
String token = UUID.randomUUID().toString(true);
3

4
// 7.2 将User对象转为Map（过滤null值，所有值转String，避免序列化问题）
5
UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);
6
Map<String, Object> userMap = BeanUtil.beanToMap(userDTO, new HashMap<>(),
7
    CopyOptions.create()
8
        .setIgnoreNullValue(true)
9
        .setFieldValueEditor((fieldName, fieldValue) -> fieldValue.toString()));
10

11
// 7.3 存储到Redis Hash结构（便于单独获取用户某字段，节省内存）
12
String tokenKey = LOGIN_USER_KEY + token;
13
stringRedisTemplate.opsForHash().putAll(tokenKey, userMap);
14

15
// 7.4 设置过期时间（转换为秒避免Redisson递归问题）
16
stringRedisTemplate.expire(tokenKey,
17
    TimeUnit.SECONDS.convert(LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES),
18
    TimeUnit.SECONDS);

1
try {
2
    maintainLevelSetMembership(user.getId());
3
} catch (Exception e) {
4
    // 忽略异常，避免影响登录主流程
5
}
6
return Result.ok(token);

3️⃣ 签到功能 - sign()（第146-160行）#

**方法定义**

1
public Result<Void> sign()

**执行流程**

1. 获取当前登录用户的ID（从ThreadLocal中获取，登录拦截器已存入）；

2. 获取当前日期，格式化为 `yyyyMM` 格式（用于按月存储签到记录）；

3. 构建Redis key：`sign:{userId}`，按用户、按月存储签到数据；

4. 计算今天是本月的第几天（转换为0开始的索引，如3月5日对应索引4）；

5. 使用Redis的 SETBIT 命令，将对应索引位置的bit设为1，标记为已签到。

**示例**：若用户ID为123，3月5日签到，执行命令 `SETBIT sign:123:202603 4 1`。

4️⃣ 统计连续签到天数 - signCount()（第162-202行）#

**方法定义**

1
public Result<Integer> signCount()

**执行流程**

1. 获取当前登录用户ID和当前日期；

2. 构建与签到功能相同的Redis key（`sign:{userId}`）；

3. 使用Redis的 BITFIELD 命令，获取本月截止今天的所有签到记录（返回一个十进制数）；

4. 通过位运算计算连续签到天数，核心逻辑如下：

1
while (true) {
2
    if ((num & 1) == 0) break;  // 最后一位是0，说明当天未签到，中断循环
3
    count++;                      // 最后一位是1，签到天数+1
4
    num >>>= 1;                   // 右移一位，检查前一天的签到状态
5
}

**原理**

• Redis Bitmap 中每个bit对应一天，1代表已签到，0代表未签到；

• 从最低位（当天）开始向前遍历，遇到0则停止，统计连续为1的位数，即为连续签到天数。

5️⃣ 创建用户 - createUserWithPhone()（第204-230行）🔒 私有方法#

**方法定义**

1
private User createUserWithPhone(String phone)

**执行流程**（登录即注册核心逻辑）

1. 创建User对象，通过SnowflakeIdGenerator生成分布式唯一ID，设置手机号和随机昵称（如user_13800138000）；

2. 将User对象保存到 tb_user 表（用户主表）；

3. 创建UserInfo对象，设置默认用户等级为1，关联当前用户ID；

4. 将UserInfo对象保存到 tb_user_info 表（用户信息扩展表）；

5. 调用 maintainLevelSetMembership() 维护用户等级集合（捕获异常，失败不影响注册）；

6. 创建UserPhone对象，关联用户ID和手机号，保存到 tb_user_phone 表；

7. 返回创建完成的User对象。

**事务保证**：由于外层login()方法添加了@Transactional注解，该方法中的所有数据库操作（多表插入）均处于同一事务中，确保原子性，要么全部成功，要么全部回滚。

6️⃣ 维护用户等级集合 - maintainLevelSetMembership()（第232-245行）🔒 私有方法#

**方法定义**

1
private void maintainLevelSetMembership(Long userId)

**作用**：根据用户等级，将用户ID添加到对应等级的Redis Set集合中，便于后续秒杀等场景快速筛选特定等级用户。

**执行流程**

1. 通过userInfoService查询当前用户的等级信息；

2. 判断用户等级是否有效（非空、非负数）；

3. 若等级有效，调用redisCache.addForSet()方法，将用户ID加入对应Redis Set集合；

4. Redis Set的key格式为：`seckill:user:level:{level}`（如level=1对应key为seckill:user:level:1）。

✅ 核心优点#

1. **登录即注册**：新用户首次登录无需单独注册，自动完成账号创建，降低用户使用门槛，提升用户体验；

2. **无状态认证**：基于Token + Redis实现登录态管理，服务端不存储会话信息，支持分布式集群部署，解决Session共享问题；

3. **分表设计**：将用户手机号单独存储在tb_user_phone表，便于后续水平分表，应对用户量激增场景；

4. **高性能签到**：采用Redis Bitmap存储签到数据，极大节省内存（1个月仅需1字节存储一个用户的签到记录），且操作高效；

5. **容错处理**：非核心功能（如用户等级集合维护）失败时捕获异常并忽略，不影响登录、注册等主业务流程，提升系统稳定性。

⚠️ 注意事项#

1. **并发问题**：登录流程中未对同一手机号加锁，高并发场景下可能出现同一手机号重复创建用户的问题，建议添加分布式锁控制；

2. **Session冗余**：login()和sendCode()方法参数中包含HttpSession，但实际未使用，完全依赖Redis实现登录态，可删除该参数减少冗余；

3. **Token续期**：当前未实现Token自动续期机制，用户长时间不操作会导致Token过期、被迫重新登录，生产环境建议添加Token续期逻辑（如拦截器中刷新过期时间）。