06-分布式缓存实战-String 数据结构最佳案例+Jmeter5.x 压测

2025/03/16 posted in Redis
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第 1 集案例实战需求之图形验证码+谷歌开源 Kaptcha 介绍
第 2 集案例实战之企业级-验证码存储 Redis 和工具类介绍
第 3 集案例实战之 JsonData 工具类封装+验证码校验编码实战
第 4 集小滴课堂官网-高并发下-商品首页热点数据开发实战
第 5 集一线大厂必备 Jmeter5.x 压力测试工具急速入门
第 6 集 Jmeter5.X 基础功能组件介绍+线程组和 Sampler
第 7 集 Jmeter5.x 压测接口实战-接口性能优化前后 QPS 对比

第 1 集案例实战需求之图形验证码+谷歌开源 Kaptcha 介绍

简介：案例实战之注册登录-图形验证码+谷歌开源 Kaptcha 引入

背景
- 注册-登录-修改密码一般需要发送验证码，但是容易被攻击恶意调用
- 什么是短信-邮箱轰炸机
  - 手机短信轰炸机是批 􏰀、循环给手机无限发送各种网站的注册验证码短信的方法。
- 公司带来的损失
  - 短信一条 5 分钱，如果被大 􏰀 盗刷大家自己计算邮箱通知不用钱，但被大 􏰀 盗刷，带宽、连接等都被占用，导致无法正常使用
如何避免自己的网站成为”肉鸡“或者被刷呢
- 增加图形验证码(开发人员)
- 单 IP 请求次数限制(开发人员)
- 限制号码发送(一般短信提供商会做)
- 攻防永远是有的，只过加大了攻击者的成本，ROI 划不过来自然就放弃了
Kaptcha 框架介绍
- 谷歌开源的一个可高度配置的实用验证码生成工具
  - 验证码的字体/大小/颜色
  - 验证码内容的范围(数字，字母，中文汉字!)
  - 验证码图片的大小，边框，边框粗细，边框颜色
  - 验证码的干扰线验证码的样式(⻥眼样式、3D、普通模糊)

添加依赖

<!--kaptcha依赖包-->
<dependency>
  <groupId>com.baomidou</groupId>
  <artifactId>kaptcha-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>1.0.0</version>
</dependency>

代码配置

@Configuration
public class CaptchaConfig {

    /**
    * 验证码配置
    * Kaptcha配置类名
    *
    * @return
    */
    @Bean
    @Qualifier("captchaProducer")
    public DefaultKaptcha kaptcha() {
        DefaultKaptcha kaptcha = new DefaultKaptcha();
        Properties properties = new Properties();
        //验证码个数
        properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_LENGTH, "4");
        //字体间隔
        properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_SPACE,"8");
        //干扰线颜色

        //干扰实现类
        properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_NOISE_IMPL, "com.google.code.kaptcha.impl.NoNoise");

        //图片样式
        properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_OBSCURIFICATOR_IMPL, "com.google.code.kaptcha.impl.WaterRipple");

        //文字来源
        properties.setProperty(Constants.KAPTCHA_TEXTPRODUCER_CHAR_STRING, "0123456789");
        Config config = new Config(properties);
        kaptcha.setConfig(config);
        return kaptcha;
    }
}

第 2 集案例实战之企业级-验证码存储 Redis 和工具类介绍

简介：验证码存储 Redis 逻辑编码实战

CommonUtil 工具类

/**
 * 获取ip
  * @param request
  * @return
  */
public static String getIpAddr(HttpServletRequest request) {
    String ipAddress = null;
    try {
        ipAddress = request.getHeader("x-forwarded-for");
        if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
            ipAddress = request.getHeader("Proxy-Client-IP");
        }
        if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
            ipAddress = request.getHeader("WL-Proxy-Client-IP");
        }
        if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
            ipAddress = request.getRemoteAddr();
            if (ipAddress.equals("127.0.0.1")) {
                // 根据网卡取本机配置的IP
                InetAddress inet = null;
                try {
                    inet = InetAddress.getLocalHost();
                } catch (UnknownHostException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                ipAddress = inet.getHostAddress();
            }
        }
        // 对于通过多个代理的情况，第一个IP为客户端真实IP,多个IP按照','分割
        if (ipAddress != null && ipAddress.length() > 15) {
            // "***.***.***.***".length()
            // = 15
            if (ipAddress.indexOf(",") > 0) {
                ipAddress = ipAddress.substring(0, ipAddress.indexOf(","));
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        ipAddress="";
    }
    return ipAddress;
}

public static String MD5(String data)  {
    try {
        java.security.MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        byte[] array = md.digest(data.getBytes("UTF-8"));
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte item : array) {
            sb.append(Integer.toHexString((item & 0xFF) | 0x100).substring(1, 3));
        }
        return sb.toString().toUpperCase();
    } catch (Exception exception) {
    }
    return null;

}

接口开发

@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;

@Autowired
private Producer captchaProducer;

/**
  *临时使用10分钟有效，方便测试
  */
private static final long CAPTCHA_CODE_EXPIRED = 60 * 1000 * 10;

/**
  * 获取图形验证码
  * @param request
  * @param response
  */
@GetMapping("captcha")
public void getCaptcha(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){

    String captchaText = captchaProducer.createText();

    //存储
    redisTemplate.opsForValue().set(getCaptchaKey(request),captchaText,CAPTCHA_CODE_EXPIRED,TimeUnit.MILLISECONDS);

    BufferedImage bufferedImage = captchaProducer.createImage(captchaText);
    ServletOutputStream outputStream = null;
    try {
        outputStream = response.getOutputStream();
        ImageIO.write(bufferedImage,"jpg",outputStream);
        outputStream.flush();
        outputStream.close();
    } catch (IOException e) {
    }

}

/**
  * 获取缓存的key
  * @param request
  * @return
  */
private String getCaptchaKey(HttpServletRequest request){

    String ip = CommonUtils.getIpAddr(request);
    String userAgent = request.getHeader("User-Agent");

    String key = "user-service:captcha:"+CommonUtils.MD5(ip+userAgent);

    return key;

}

第 3 集案例实战之 JsonData 工具类封装+验证码校验编码实战

简介：JsonData 工具类封装+验证码校验编码实战

JsonData 响应工具类封装

public class JsonData {

    /**
    * 状态码 0 表示成功
    */

    private Integer code;
    /**
    * 数据
    */
    private Object data;
    /**
    * 描述
    */
    private String msg;


    public JsonData(int code,Object data,String msg){
        this.code = code;
        this.msg = msg;
        this.code = code;
    }

    /**
    * 成功，不传入数据
    * @return
    */
    public static JsonData buildSuccess() {
        return new JsonData(0, null, null);
    }

    /**
    *  成功，传入数据
    * @param data
    * @return
    */
    public static JsonData buildSuccess(Object data) {
        return new JsonData(0, data, null);
    }

    /**
    * 失败，传入描述信息
    * @param msg
    * @return
    */
    public static JsonData buildError(String msg) {
        return new JsonData(-1, null, msg);
    }

    //set get 方法省略
}

校验逻辑

/**
 * 支持手机号、邮箱发送验证码
  * @return
  */
@GetMapping("send_code")
public JsonData sendRegisterCode(@RequestParam(value = "to", required = true)String to,
                                  @RequestParam(value = "captcha", required = true)String  captcha,
                                  HttpServletRequest request){

    String key = getCaptchaKey(request);
    String cacheCaptcha = redisTemplate.opsForValue().get(key);

    if(captcha!=null && cacheCaptcha!=null && cacheCaptcha.equalsIgnoreCase(captcha)) {
        redisTemplate.delete(key);
        //TODO 发送验证码
        return jsonData;
    }else {
        return JsonData.buildResult("图形验证码错误");
    }

}

第 4 集小滴课堂官网-高并发下-商品首页热点数据开发实战

简介：高并发商品首页热点数据开发实战

热点数据
- 经常会被查询，但是不经常被修改或者删除的数据
- 首页-详情页
链路逻辑
- 检查缓存是否有
- 缓存不存在则查询数据库
- 查询结果放到缓存，设置过期时间
- 下次访问则命中缓存
接口开发
- 模拟数据库查询耗时 200ms
- 未加缓存逻辑：controller-service-dao 层
- 加缓存逻辑：controller-service-dao 层
注意点
- 缓存击穿
- 缓存穿透
- 缓存雪崩
- 缓存和数据库数据一致性

第 5 集一线大厂必备 Jmeter5.x 压力测试工具急速入门

简介: 一线大厂必备 Jmeter5.x 压力测试工具急速入门

LoadRunner
- 性能稳定，压测结果及细粒度大，可以自定义脚本进行压测，但是太过于重大，功能比较繁多
Apache AB(单接口压测最方便)
- 模拟多线程并发请求,ab 命令对发出负载的计算机要求很低，既不会占用很多 CPU，也不会占用太多的内存，但却会给目标服务器造成巨大的负载, 简单 DDOS 攻击等
Webbench
- webbench 首先 fork 出多个子进程，每个子进程都循环做 web 访问测试。子进程把访问的结果通过 pipe 告诉父进程，父进程做最终的统计结果。
Jmeter
- 开源免费，功能强大，在互联网公司普遍使用
压测工具本地快速安装 Jmeter5.x
- 需要安装 JDK8 以上
- 建议安装 JDK 环境，虽然 JRE 也可以，但是压测 https 需要 JDK 里面的 keytool 工具
- 快速下载 https://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi
- 文档地址：http://jmeter.apache.org/usermanual/get-started.html

bin:核心可执行文件，包含配置
        jmeter.bat: windows启动文件(window系统一定要配置显示文件拓展名)
        jmeter: mac或者linux启动文件
        jmeter-server：mac或者Liunx分布式压测使用的启动文件
        jmeter-server.bat：window分布式压测使用的启动文件
        jmeter.properties: 核心配置文件
extras：插件拓展的包

lib:核心的依赖包

Jmeter 语言版本中英文切换
- 控制台修改 menu -> options -> choose language
配置文件修改
- bin 目录 -> jmeter.properties
- 默认 #language=en
- 改为 language=zh_CN

第 6 集 Jmeter5.X 基础功能组件介绍+线程组和 Sampler

简介：讲解 Jmeter 里面 GUI 菜单栏主要组件

添加->threads->线程组（控制总体并发）

线程数：虚拟用户数。一个虚拟用户占用一个进程或线程

准备时长（Ramp-Up Period(in seconds)）：全部线程启动的时长，比如100个线程，20秒，则表示20秒内 100个线程都要启动完成，每秒启动5个线程

循环次数：每个线程发送的次数，假如值为5，100个线程，则会发送500次请求，可以勾选永远循环

线程组->添加-> Sampler(采样器) -> Http （一个线程组下面可以增加几个 Sampler）

名称：采样器名称
注释：对这个采样器的描述
web服务器：
  默认协议是http
  默认端口是80
  服务器名称或IP ：请求的目标服务器名称或IP地址

路径：服务器URL

查看测试结果

线程组->添加->监听器->察看结果树
线程组->添加->监听器->聚合报告

第 7 集 Jmeter5.x 压测接口实战-接口性能优化前后 QPS 对比

简介： Jmeter5.x 压测接口实战-接口性能优化前后 QPS 对比

热点数据接口压测
- QPS: (Query Per Second): 每秒请求数,就是说服务器在一秒的时间内处理了多少个请求

新增聚合报告：线程组->添加->监听器->聚合报告（Aggregate Report）

lable: sampler的名称
Samples: 一共发出去多少请求,例如10个用户，循环10次，则是 100
Average: 平均响应时间
Median: 中位数，也就是 50％ 用户的响应时间

90% Line : 90％ 用户的响应不会超过该时间 （90% of the samples took no more than this time.     The remaining samples at least as long as this）
95% Line : 95％ 用户的响应不会超过该时间
99% Line : 99％ 用户的响应不会超过该时间
min : 最小响应时间
max : 最大响应时间

Error%：错误的请求的数量/请求的总数
Throughput： 吞吐量——默认情况下表示每秒完成的请求数（Request per Second) 可类比为qps、tps
KB/Sec: 每秒接收数据量

基于当前机器配置压测
- 未用缓存接口
- 用缓存接口
当前架构存在的问题
- 分布式缓存和应用服务器网络需要内网通信
- 大家可以自己本地部署 Redis 进行测试

06-分布式缓存实战-String 数据结构最佳案例+Jmeter5.x 压测

第 1 集 案例实战需求之图形验证码+谷歌开源 Kaptcha 介绍

第 2 集 案例实战之企业级-验证码存储 Redis 和工具类介绍

第 3 集 案例实战之 JsonData 工具类封装+验证码校验编码实战

第 4 集 小滴课堂官网-高并发下-商品首页热点数据开发实战

第 5 集 一线大厂必备 Jmeter5.x 压力测试工具急速入门