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token无感刷新+处理并发的后端方案

article 2024/11/5 2:17:57

问题描述：

当用户通过登陆后进入一个web网站，会把token保存到localStorage。假设token过期时间30min。

那么当用户在网站快乐地玩耍了30min后，这时进行了一次提交表单，它会被重定向到登陆页面。

作为用户：我表单填了这么久，点击提交时让我重新登陆？我的体验很不好。

jwt的好处和局限

jwt的好处是：服务器无需存储这些登陆的状态

而它的局限是：服务器无法主动地通知用户“你的token过期了，我重新给你一个”。

如何解决

方案一：双token

在登陆时我们会生成俩个token

token：表示正常情况下登陆凭证
refresh-token：表示需要刷新情况下登陆凭证

假设前者（token)设置过期时间为30min，后者为1天。

流程

time=0min，用户成功登陆，后端返回俩个token（token和refresh-token)，前端把它俩保存到localStorage
time=10min，用户进行了一次查询，前端将俩个token都发给后端，后端检验token，有效，返回结果，用户很开心！
time=35min，用户提交了表单，前端还是将俩个token发给后端；后端检验token，过期；检验refresh-token，有效，后端认为这是要刷新token，生成新的token和refresh-token，成功返回数据和双token。前端把数据渲染，把双token保存。

token正常过期的情况：

当然，token可以正常过期，如果在检验时refresh-token也过期，那就说明正常过期

假设time=0min时用户登陆，time=2天时用户提交了表单，那么后端认为这是正常过期，用户需要重新登陆。

流程图如下：

token刷新并发问题

现在很多登陆是可以多端的，当多端并发都去尝试刷新token时，会导致token被重复刷新

方案二：刷新时用分布式锁

可以引入redis缓存中间件，使用缓存加速并处理并发刷新问题。

将双token生成后存入redis。当需要刷新token时，采用double-check+获取关于refresh-token的分布式锁来实现。

伪代码如下：

// 验证和刷新Token的方法
public String validateAndRefreshToken(String userId, String accessToken, String refreshToken) {
String storedAccessToken = redisTemplate.opsForValue().get(ACCESS_TOKEN_PREFIX + userId);
String storedRefreshToken = redisTemplate.opsForValue().get(REFRESH_TOKEN_PREFIX + userId);

// 检查Access Token是否有效
if (storedAccessToken != null && storedAccessToken.equals(accessToken)) {
return accessToken; // 直接返回原始的Access Token
}

// Access Token无效，检查Refresh Token
if (storedRefreshToken != null && storedRefreshToken.equals(refreshToken)) {
// 使用双层检查和分布式锁控制高并发刷新
String lockKey = "refresh_lock:" + userId;
boolean lockAcquired = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "1", 5, TimeUnit.SECONDS);
if (lockAcquired) {
try {
// 再次双层检查（避免重复刷新）
storedAccessToken = redisTemplate.opsForValue().get(ACCESS_TOKEN_PREFIX + userId);
if (storedAccessToken == null) {
// 生成新的Access Token
String newAccessToken = generateToken();
redisTemplate.opsForValue().set(ACCESS_TOKEN_PREFIX + userId, newAccessToken, 15, TimeUnit.MINUTES);
return newAccessToken;
} else {
return storedAccessToken; // 直接返回已刷新过的Token
}
} finally {
redisTemplate.delete(lockKey); // 释放锁
}
} else {
// 未获取到锁，等待其他线程刷新完成，再次获取已刷新的Access Token
return redisTemplate.opsForValue().get(ACCESS_TOKEN_PREFIX + userId);
}
}

// 若Refresh Token也无效，返回null或抛出异常，需重新登录
throw new TokenInvalidException("Access and Refresh Token both expired.");
}