SpringBoot实战电商项目mall（30k+star）地址：https://github.com/macrozheng/mall
摘要
之前有很多朋友提过，mall项目中的权限管理功能有性能问题，因为每次访问接口进行权限校验时都会从数据库中去查询用户信息。最近对这个问题进行了优化，通过Redis+AOP解决了该问题，下面来讲下我的优化思路。
前置知识
学习本文需要一些Spring Data Redis的知识，不了解的朋友可以看下《Spring Data Redis 最佳实践！》。
还需要一些Spring AOP的知识，不了解的朋友可以看下《SpringBoot应用中使用AOP记录接口访问日志》。
问题重现
在mall-security模块中有一个过滤器，当用户登录后，请求会带着token经过这个过滤器。这个过滤器会根据用户携带的token进行类似免密登录的操作，其中有一步会从数据库中查询登录用户信息，下面是这个过滤器类的代码。
/**
* JWT登录授权过滤器
* Created by macro on 2018/4/26.
*/
public class JwtAuthenticationTokenFilter extends OncePerRequestFilter {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(JwtAuthenticationTokenFilter.class);
@Autowired
private UserDetailsService userDetailsService;
@Autowired
private JwtTokenUtil jwtTokenUtil;
@Value("${jwt.tokenHeader}")
private String tokenHeader;
@Value("${jwt.tokenHead}")
private String tokenHead;
@Override
protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
HttpServletResponse response,
FilterChain chain) throws ServletException, IOException {
String authHeader = request.getHeader(this.tokenHeader);
if (authHeader != null && authHeader.startsWith(this.tokenHead)) {
String authToken = authHeader.substring(this.tokenHead.length());// The part after "Bearer "
String username = jwtTokenUtil.getUserNameFromToken(authToken);
LOGGER.info("checking username:{}", username);
if (username != null && SecurityContextHolder.getContext().getAuthentication() == null) {
//此处会从数据库中获取登录用户信息
UserDetails userDetails = this.userDetailsService.loadUserByUsername(username);
if (jwtTokenUtil.validateToken(authToken, userDetails)) {
UsernamePasswordAuthenticationToken authentication = new UsernamePasswordAuthenticationToken(userDetails, null, userDetails.getAuthorities());
authentication.setDetails(new WebAuthenticationDetailsSource().buildDetails(request));
LOGGER.info("authenticated user:{}", username);
SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(authentication);
}
}
}
chain.doFilter(request, response);
}
}当我们登录后访问任意接口时，控制台会打印如下日志，表示会从数据库中查询用户信息和用户所拥有的资源信息，每次访问接口都触发这种操作，有的时候会带来一定的性能问题。
2020-03-17 16:13:02.623 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.m.m.m.UmsAdminMapper.selectByExample : ==> Preparing: select id, username, password, icon, email, nick_name, note, create_time, login_time, status from ums_admin WHERE ( username = ? )
2020-03-17 16:13:02.624 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.m.m.m.UmsAdminMapper.selectByExample : ==> Parameters: admin(String)
2020-03-17 16:13:02.625 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.m.m.m.UmsAdminMapper.selectByExample : <== Total: 1
2020-03-17 16:13:02.628 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.macro.mall.dao.UmsRoleDao.getMenuList : ==> Preparing: SELECT m.id id, m.parent_id parentId, m.create_time createTime, m.title title, m.level level, m.sort sort, m.name name, m.icon icon, m.hidden hidden FROM ums_admin_role_relation arr LEFT JOIN ums_role r ON arr.role_id = r.id LEFT JOIN ums_role_menu_relation rmr ON r.id = rmr.role_id LEFT JOIN ums_menu m ON rmr.menu_id = m.id WHERE arr.admin_id = ? AND m.id IS NOT NULL GROUP BY m.id
2020-03-17 16:13:02.628 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.macro.mall.dao.UmsRoleDao.getMenuList : ==> Parameters: 3(Long)
2020-03-17 16:13:02.632 DEBUG 4544 --- [nio-8081-exec-2] c.macro.mall.dao.UmsRoleDao.getMenuList : <== Total: 24使用Redis作为缓存
对于上面的问题，最容易想到的就是把用户信息和用户资源信息存入到Redis中去，避免频繁查询数据库，本文的优化思路大体也是这样的。
首先我们需要对Spring Security中获取用户信息的方法添加缓存，我们先来看下这个方法执行了哪些数据库查询操作。
/**
* UmsAdminService实现类
* Created by macro on 2018/4/26.
*/
@Service
public class UmsAdminServiceImpl implements UmsAdminService {
@Override
public UserDetails loadUserByUsername(String username){
//获取用户信息
UmsAdmin admin = getAdminByUsername(username);
if (admin != null) {
//获取用户的资源信息
List<UmsResource> resourceList = getResourceList(admin.getId());
return new AdminUserDetails(admin,resourceList);
}
throw new UsernameNotFoundException("用户名或密码错误");
}
}主要是获取用户信息和获取用户的资源信息这两个操作，接下来我们需要给这两个操作添加缓存操作，这里使用的是RedisTemple的操作方式。当查询数据时，先去Redis缓存中查询，如果Redis中没有，再从数据库查询，查询到以后在把数据存储到Redis中去。
/**
* UmsAdminService实现类
* Created by macro on 2018/4/26.
*/
@Service
public class UmsAdminServiceImpl implements UmsAdminService {
//专门用来操作Redis缓存的业务类
@Autowired
private UmsAdminCacheService adminCacheService;
@Override
public UmsAdmin getAdminByUsername(String username) {
//先从缓存中获取数据
UmsAdmin admin = adminCacheService.getAdmin(username);
if(admin!=null) return admin;
//缓存中没有从数据库中获取
UmsAdminExample example = new UmsAdminExample();
example.createCriteria().andUsernameEqualTo(username);
List<UmsAdmin> adminList = adminMapper.selectByExample(example);
if (adminList != null && adminList.size() > 0) {
admin = adminList.get(0);
//将数据库中的数据存入缓存中
adminCacheService.setAdmin(admin);
return admin;
}
return null;
}
@Override
public List<UmsResource> getResourceList(Long adminId) {
//先从缓存中获取数据
List<UmsResource> resourceList = adminCacheService.getResourceList(adminId);
if(CollUtil.isNotEmpty(resourceList)){
return resourceList;
}
//缓存中没有从数据库中获取
resourceList = adminRoleRelationDao.getResourceList(adminId);
if(CollUtil.isNotEmpty(resourceList)){
//将数据库中的数据存入缓存中
adminCacheService.setResourceList(adminId,resourceList);
}
return resourceList;
}
}上面这种查询操作其实用Spring Cache来操作更简单，直接使用@Cacheable即可实现，为什么还要使用RedisTemplate来直接操作呢？因为作为缓存，我们所希望的是，如果Redis宕机了，我们的业务逻辑不会有影响，而使用Spring Cache来实现的话，当Redis宕机以后，用户的登录等种种操作就会都无法进行了。
由于我们把用户信息和用户资源信息都缓存到了Redis中，所以当我们修改用户信息和资源信息时都需要删除缓存中的数据，具体什么时候删除，查看缓存业务类的注释即可。
/**
* 后台用户缓存操作类
* Created by macro on 2020/3/13.
*/
public interface UmsAdminCacheService {
/**
* 删除后台用户缓存
*/
void delAdmin(Long adminId);
/**
* 删除后台用户资源列表缓存
*/
void delResourceList(Long adminId);
/**
* 当角色相关资源信息改变时删除相关后台用户缓存
*/
void delResourceListByRole(Long roleId);
/**
* 当角色相关资源信息改变时删除相关后台用户缓存
*/
void delResourceListByRoleIds(List<Long> roleIds);
/**
* 当资源信息改变时，删除资源项目后台用户缓存
*/
void delResourceListByResource(Long resourceId);
}经过上面的一系列优化之后，性能问题解决了。但是引入新的技术之后，新的问题也会产生，比如说当Redis宕机以后，我们直接就无法登录了，下面我们使用AOP来解决这个问题。
使用AOP处理缓存操作异常
为什么要用AOP来解决这个问题呢？因为我们的缓存业务类UmsAdminCacheService已经写好了，要保证缓存业务类中的方法执行不影响正常的业务逻辑，就需要在所有方法中添加try catch逻辑。使用AOP，我们可以在一个地方写上try catch逻辑，然后应用到所有方法上去。试想下，我们如果又多了几个缓存业务类，只要配置下切面即可，这波操作多方便！
首先我们先定义一个切面，在相关缓存业务类上面应用，在它的环绕通知中直接处理掉异常，保障后续操作能执行。
/**
* Redis缓存切面，防止Redis宕机影响正常业务逻辑
* Created by macro on 2020/3/17.
*/
@Aspect
@Component
@Order(2)
public class RedisCacheAspect {
private static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisCacheAspect.class);
@Pointcut("execution(public * com.macro.mall.portal.service.*CacheService.*(..)) || execution(public * com.macro.mall.service.*CacheService.*(..))")
public void cacheAspect() {
}
@Around("cacheAspect()")
public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
Object result = null;
try {
result = joinPoint.proceed();
} catch (Throwable throwable) {
LOGGER.error(throwable.getMessage());
}
return result;
}
}这样处理之后，就算我们的Redis宕机了，我们的业务逻辑也能正常执行。
不过并不是所有的方法都需要处理异常的，比如我们的验证码存储，如果我们的Redis宕机了，我们的验证码存储接口需要的是报错，而不是返回执行成功。
对于上面这种需求我们可以通过自定义注解来完成，首先我们自定义一个CacheException注解，如果方法上面有这个注解，发生异常则直接抛出。
/**
* 自定义注解，有该注解的缓存方法会抛出异常
*/
@Documented
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface CacheException {
}之后需要改造下我们的切面类，对于有@CacheException注解的方法，如果发生异常直接抛出。
/**
* Redis缓存切面，防止Redis宕机影响正常业务逻辑
* Created by macro on 2020/3/17.
*/
@Aspect
@Component
@Order(2)
public class RedisCacheAspect {
private static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RedisCacheAspect.class);
@Pointcut("execution(public * com.macro.mall.portal.service.*CacheService.*(..)) || execution(public * com.macro.mall.service.*CacheService.*(..))")
public void cacheAspect() {
}
@Around("cacheAspect()")
public Object doAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
Signature signature = joinPoint.getSignature();
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature;
Method method = methodSignature.getMethod();
Object result = null;
try {
result = joinPoint.proceed();
} catch (Throwable throwable) {
//有CacheException注解的方法需要抛出异常
if (method.isAnnotationPresent(CacheException.class)) {
throw throwable;
} else {
LOGGER.error(throwable.getMessage());
}
}
return result;
}
}接下来我们需要把@CacheException注解应用到存储和获取验证码的方法上去，这里需要注意的是要应用在实现类上而不是接口上，因为isAnnotationPresent方法只能获取到当前方法上的注解，而不能获取到它实现接口方法上的注解。
/**
* UmsMemberCacheService实现类
* Created by macro on 2020/3/14.
*/
@Service
public class UmsMemberCacheServiceImpl implements UmsMemberCacheService {
@Autowired
private RedisService redisService;
@CacheException
@Override
public void setAuthCode(String telephone, String authCode) {
String key = REDIS_DATABASE + ":" + REDIS_KEY_AUTH_CODE + ":" + telephone;
redisService.set(key,authCode,REDIS_EXPIRE_AUTH_CODE);
}
@CacheException
@Override
public String getAuthCode(String telephone) {
String key = REDIS_DATABASE + ":" + REDIS_KEY_AUTH_CODE + ":" + telephone;
return (String) redisService.get(key);
}
}总结
对于影响性能的，频繁查询数据库的操作，我们可以通过Redis作为缓存来优化。缓存操作不该影响正常业务逻辑，我们可以使用AOP来统一处理缓存操作中的异常。
项目源码地址
https://github.com/macrozheng/mall
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