关于Redis的学习笔记一:名称解释

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1.session

Session 用于维持状态：

Session 是一种在服务器端存储用户特定信息的机制，用于在多次请求间识别和跟踪用户。

工作流程：
1. 用户首次登录或访问时，服务器会创建一个唯一的 Session ID。
2. 这个 Session ID 通过 Set-Cookie 头部发送给浏览器，通常存储在名为 JSESSIONID 或类似的 Cookie 中。
3. 浏览器的后续每个请求都会自动带上这个包含 Session ID 的 Cookie。
4. 服务器接收到请求后，通过 Session ID 找到对应的服务器端存储的 Session 数据（如用户ID、用户名、权限等），从而知道是谁在请求。

Redis 作为 Session 存储的优势：

集中式管理：所有应用服务器（节点 A、B、C…）都连接同一个 Redis 实例/集群。无论请求被分发到哪个节点，它们都能从同一个地方读写 Session 数据，完美解决了分布式 Session 共享问题。
高性能：Redis 是基于内存的数据存储，读写速度极快，与直接读本地内存相差无几，不会成为性能瓶颈。
持久化：虽然 Redis 是内存数据库，但它支持 RDB 快照和 AOF 日志两种持久化机制，可以防止服务器重启或宕机导致所有 Session 丢失。
自动过期：Redis 原生支持为每个键设置生存时间（TTL）。这与 Session 的超时机制天然契合。只需在存储 Session 时设置一个过期时间（如 30 分钟），Redis 会自动清理过期的 Session，无需额外代码。
丰富的数据结构：Session 数据本质上是一个键值对对象。Redis 的 Hash 数据结构非常适合存储这种对象，可以方便地对单个字段进行读写，而不用每次都序列化/反序列化整个对象。

优点总结与注意事项

1.分布式友好

2.高性能

3.自动过期

4.持久化可能性

注意事项：

Redis 高可用：由于 Session 集中存储在 Redis，它成为了一个关键的单点。在生产环境中，必须配置 Redis 哨兵（Sentinel）或集群（Cluster）模式来保证高可用性;

网络延迟：相比本地内存，多了一次网络 I/O，但在内网环境下，这个延迟通常可以忽略不计;

序列化/反序列化：存储复杂对象时需要考虑序列化方式（如 JSON、MessagePack、Java 原生序列化等）;内存大小：所有 Session 都存储在内存中，需要监控 Redis 的内存使用情况，确保有足够的内存。

结论

Redis + Session 是一个强大、高效且成熟的组合，是构建现代无状态、可扩展的 Web 应用的基石之一。它解决了分布式系统中的状态共享难题，同时保持了极高的性能。只要做好 Redis 本身的高可用和容量规划，它就是 Session 存储的最佳选择之一。

2.socket

1. 什么是 Socket？

Socket（套接字）是网络通信的端点，是支持 TCP/IP 协议的网络通信的基本操作单元。你可以把它想象成一个网络连接的电话听筒：

IP 地址：相当于电话号码
端口号：相当于分机号
Socket：就是连接这两端的通话设备

在 Redis 的语境中，Socket 特指 Redis 客户端与 Redis 服务器之间的网络连接。

2.总结

Redis Socket 是 Redis 通信的基石：

网络 Socket：用于跨机器通信，灵活通用
Unix Socket：用于本机通信，性能更高
连接池：管理 Socket 连接，提高效率
配置调优：超时、keepalive、最大连接数等参数对稳定性至关重要

理解 Redis Socket 的工作原理对于诊断连接问题、优化性能以及构建稳定的 Redis 应用至关重要。

3.ThreadLocal

什么是 ThreadLocal？

ThreadLocal 是 Java 中提供的一个线程级别的变量隔离机制。它允许你创建一个变量，每个访问该变量的线程都会有自己独立的副本，线程之间不会相互干扰。

ThreadLocal 的局限性

不适合线程池：线程复用会导致数据混乱
内存泄漏风险：必须手动清理
调试困难：数据流不明确
上下文传递复杂：异步编程中需要额外处理

总结

ThreadLocal 是一个强大的线程隔离工具：

1.核心价值：为每个线程提供独立的变量副本

2.典型应用：用户上下文、数据库连接、事务管理

3.关键注意：必须及时清理，防止内存泄漏

4.适用场景：Web 请求上下文、线程封闭的资源配置等

正确使用 ThreadLocal 可以大大简化多线程编程的复杂度，但需要对其原理和潜在问题有清晰的认识。

4.Token

什么是 Token？

Token 是一个代表用户身份和权限的凭证，通常是一串加密的字符串。客户端在登录后获得 Token，并在后续请求中携带它来证明自己的身份。

为什么需要 Token？

传统 Session 的问题:

1. 服务器内存存储压力大
2. 分布式环境下需要 Session 共享
3. CSRF 攻击风险
4. 移动端支持不友好

Token 的优势

无状态：服务器不需要存储会话信息
跨域友好：轻松支持 CORS
移动端友好：天然适合 App
防止 CSRF：可存储在 localStorage
微服务友好：易于在服务间传递身份

Token 的类型

1. JWT (JSON Web Token)

// JWT 结构：Header.Payload.Signature
// eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ.SflKxwRJSMeKKF2QT4fwpMeJf36POk6yJV_adQssw5c

// Header: {"alg": "HS256", "typ": "JWT"}
// Payload: {"sub": "1234567890", "name": "John Doe", "iat": 1516239022}
// Signature: HMACSHA256(base64UrlEncode(header) + "." + base64UrlEncode(payload), secret)

2. Access Token & Refresh Token

// 双 Token 机制
public class TokenPair {
    private String accessToken;  // 短期访问令牌 (30分钟)
    private String refreshToken; // 长期刷新令牌 (7天)
    private String tokenType = "Bearer";
    private Long expiresIn;
}

3. Opaque Token（不透明令牌）

// 自定义格式的 Token
public class CustomToken {
    private String token;        // 随机字符串
    private Long userId;         // 用户ID
    private Long expireTime;     // 过期时间
    private String device;       // 设备信息
}

总结

Token 是现代 Web 应用和移动应用身份认证的首选方案：

1.JWT：适合无状态场景，自包含信息

2.Redis Token：适合需要服务端控制的情景

3.双 Token 机制：平衡安全性和用户体验

4.安全存储：根据场景选择合适的客户端存储方案

5.及时刷新：实现滑动会话过期

Token 技术的正确实施能够构建安全、可扩展的认证授权系统。

5.setnx

SETNX 是 Redis 中非常重要的命令，用于实现分布式锁

1.命令语法：SETNX key value

2.作用：当 key 不存在时设置值，返回 1；key 已存在时不做任何操作，返回 0

3.基础分布式锁

@Service
public class DistributedLockService {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;
    
    /**
     * 尝试获取锁
     */
    public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, long expireTime) {
        return Boolean.TRUE.equals(
            redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, requestId, 
                Duration.ofSeconds(expireTime))
        );
    }
    
    /**
     * 释放锁
     */
    public boolean releaseLock(String lockKey, String requestId) {
        String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
        if (requestId.equals(currentValue)) {
            redisTemplate.delete(lockKey);
            return true;
        }
        return false;
    }

4.安全的分布式锁（Lua 脚本实现）

@Service
public class SafeDistributedLock {
    
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;
    
    // 加锁 Lua 脚本
    private static final String LOCK_SCRIPT = 
        "if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then " +
        "   return redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
        "else " +
        "   return 0 " +
        "end";
    
    // 释放锁 Lua 脚本
    private static final String UNLOCK_SCRIPT = 
        "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
        "   return redis.call('del', KEYS[1]) " +
        "else " +
        "   return 0 " +
        "end";
    
    private final RedisScript<Long> lockScript = 
        RedisScript.of(LOCK_SCRIPT, Long.class);
    private final RedisScript<Long> unlockScript = 
        RedisScript.of(UNLOCK_SCRIPT, Long.class);
    
    /**
     * 安全的获取锁
     */
    public boolean safeLock(String lockKey, String requestId, int expireSeconds) {
        Long result = redisTemplate.execute(
            lockScript,
            Collections.singletonList(lockKey),
            requestId,
            String.valueOf(expireSeconds)
        );
        return result != null && result == 1;
    }
    
    /**
     * 安全的释放锁
     */
    public boolean safeUnlock(String lockKey, String requestId) {
        Long result = redisTemplate.execute(
            unlockScript,
            Collections.singletonList(lockKey),
            requestId
        );
        return result != null && result == 1;
    }
}

5.总结

SETNX 是 Redis 分布式锁的基础，但在生产环境中建议：

简单场景：使用 setIfAbsent 带过期时间
复杂场景：使用 Lua 脚本保证原子性
生产环境：推荐使用 Redisson 等成熟框架

这样可以避免常见的分布式锁问题，如死锁、误释放、锁续期等。

1. 什么是 Socket？

2.总结

5.总结

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