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在nodejs中使用Redis缓存和查询数据及Session持久化(Express)


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分类 JS学习   关键字 Node.JS   发布 kris  1421289028137
注意 转载须保留原文链接,译文链接,作者译者等信息。  
在之前的这篇文章 在ExpressJS(NodeJS)中设置二级域名跨域共享Cookie  中提及将Session存放到Mongodb中,其中有很多讲解的不是很详细。

我们为什么要把Session存放到数据中,以及又为什么要在子域名间跨域共享Cookie呢?

Session与Cookie的关系


客户端与服务会使用一个Sessionid的Cookie值来进行客户端和服务器端会话的匹配,这个Cookie一般是服务器端读/写的,并在Http请求响应的Header中的Set-Cookie属性设置:

HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Wed, 14 Jan 2015 02:29:09 GMT
Content-Type: text/html
Transfer-Encoding: chunked
Proxy-Connection: Keep-Alive
Connection: Keep-Alive
Content-Encoding: gzip
Set-Cookie: sessionid=i4w3axuzyj4nwwg75y6k5us2; path=/; domain=.ourjs.com; httponly

  • path=/             表示这个cookie是设置在根目录的。
  • httponly           属性禁止客户端JavaScript的访问,防止当前会话(sessionid)被恶意的js脚本盗取
  • domain=.ourjs.com  表示将sessionid存放到主域名下,各个二级域名域名均使用此Cookie (sessionid)

注* 中间代理人攻击,即是通过代理服务器(如无线路由)盗取你的会话Cookie(SessionID等),从而访冒你的身份。因此Google建议网站全部采用HTTPS协议,加密传输内容,并提高了纯HTTPS网站的权重。

使用数据库来集中管理session,存放Session内容,并在各个子域名跨域共享Cookies (SessionID),即可实现为每一个子域分配一个独立的node.js Web服务器,各个服务程序均可依据sessionid从数据库中寻找到同一Session,从而实现不同Web Server中的会话同步,从而实现一定程度上的负载均衡。

要想实现完全意义的负载均衡还需要将Web服务做到完全状态无关,不仅仅是Session,所有的中间缓存数据都要转移到与服务器无关的缓存层中,这正是Redis最善长的地方。

但是为什么存放在Redis中要比MongoDB中好呢?


将Session存放到MongoDB


在MongoDB中是这样存放Session的, 使用 connect-mongo  即用来将Express中的Session持久化到Mongodb的一个中间件,它也可以在connect  上使用。

Express 4.x, 5.0 与 Connect 3.x配合使用:

var session = require('express-session');
var MongoStore = require('connect-mongo')(session);

app.use(session({
    secret: 'foo',
    store: new MongoStore(options)
}));

Express 2.x, 3.x 和 Connect 1.x, 2.x配合使用:

var MongoStore = require('connect-mongo')(express);

app.use(express.session({
    secret: 'foo',
    store: new MongoStore(options)
}));


对于 Connect 只需要将express替换成connect即可


MongoDB 是一个基于文档的数据库,所有数据是从磁盘上进行读写的。MongoDB善长的是对无模式JSON数据的查询。

而Redis是一个基于内存的键值数据库,它由C语言实现的,与Nginx/ NodeJS工作原理近似,同样以单线程异步的方式工作,先读写内存再异步同步到磁盘,读写速度上比MongoDB有巨大的提升。因此目前很多超高并发的网站/应用都使用Redis做缓存层,普遍认为其性能明显好于MemoryCache。当并发达到一定程度时,即可考虑使用Redis来缓存数据和持久化Session。


在NodeJS中使用Redis缓存数据


Redis (安装方法 ) 数据库采用极简的设计思想,最新版的源码包还不到2Mb。其在使用上也有别于一般的数据库。


node_redis


redis驱动程序多使用 node_redis 此模块可搭载官方的 hiredis C 语言库 - 同样是非阻塞的,比使用JavaScript内置的解释器性能稍好。可选择将hiredis 与 redis 一同安装。

npm install hiredis redis

如果 hiredis 安装成功, node_redis 会默认使用 hiredis, 否则会使用JavaScript的解释器。

Redis的一个Key不仅可以对应一个String类型的值,还支持hashes, lists, sets, sorted sets, bitmaps等。

比如存/取一组Hash值,Redis中有两个对应的命令

HMSET key field value [field value ...]、
为一个Key一次设置多个哈希键/值, 多用于JSON对象的写入(序列化的SESSION)。

HGETALL key
读取一个Key的所有 哈希键/值,多用于JSON对象读取

这两个命令即是在NodeJS中存取JSON对象的关键,

下面是node_reids中对应的例子:

var redis = require("redis"),
    client = redis.createClient();

//写入JavaScript(JSON)对象
client.hmset('sessionid', { username: 'kris', password: 'password' }, function(err) {
  console.log(err)
})

//读取JavaScript(JSON)对象
client.hgetall('sessionid', function(err, object) {
  console.log(object)
})


Redis没有严格意义上的表名和字段名,以 Key-Value 键值对的方式存储,因此一般采用 schema:key 形式做为键值,其中

schema:  可理解为传统数据库中的表名
key:    可理解为表中的主键

因此使用redis存放你的session时,需要一个schema前辍, 比如这个key: sessionid:i4w3axuzyj4nwwg75y6k5us2

Redis 也仅能对Key进行检索, 尚不支持对Key所存放的Hash Key的检索。 如要检索到所有session,只需匹配 sessionid:* 即可, 

client.keys('session:*', function (err, keys) {
  console.log(keys)
})

有些第三方库会支持检索值中的Hash Key,但这不是一个原子性操作,redis本身并不提供。

因此在采用Redis缓存与检索数据时,要使用一些独特的数据类型,如集合(Sets)

> sadd myset 1 2 3    //添加 1 2 3到集合myset
(integer) 3
> smembers myset      //列出集合的所有成员
1. 3
2. 1
3. 2
> sismember myset 30  //判断30是否存在
(integer) 0           //不存在

Redis集合不允许添加相同成员。多次添加同一元素到集合中最终只会包含一个元素。多个集合之间可以进行连接/交集这样的操作。从而实现类似传统数据库中索引、条件和连接查询的效果。

# 添加 3 个用户和信息
hmset user:1 user_name lee age 21
hmset user:2 user_name david age 25
hmset user:3 user_name chris age 25

# 维护age索引
sadd age:21 1
sadd age:25 2 3

# 维护name索引
sadd name:lee 1
sadd name:david 2
sadd name:chris 3

# 查找  age = 25 和 name = lee 的用户
sinter age:25 name:lee
  -> 会返回一个空集合


将Session存放到Redis中


connect-reids  是一个 Redis 版的 session 存储器,使用node_redis作为驱动。借助它即可在Express中启用Redis来持久化你的Session.


安装


$ npm install connect-redis

在 Express 3.x 中还需要安装express-session

$ npm install express-session


参数


client 你可以复用现有的redis客户端对象, 由 redis.createClient() 创建
host   Redis服务器名
port   Redis服务器端口
socket Redis服务器的unix_socket

可选参数


ttl        Redis session TTL 过期时间 (秒)
disableTTL 禁用设置的 TTL
db         使用第几个数据库
pass       Redis数据库的密码
prefix     数据表前辍即schema, 默认为 "sess:"


使用


将express-session传给connect-redis来启用

var session = require('express-session');
var RedisStore = require('connect-redis')(session);

app.use(session({
    store: new RedisStore(options),
    secret: 'keyboard cat'
}));

检验

app.use(function (req, res, next) {
  if (!req.session) {
    return next(new Error('oh no')) // handle error
  }
  next() // otherwise continue
})


这样你的Session就转移到了Redis数据库,这样做的一个额外好处是,当你的Express服务器突然重启后,用户仍然可以使用当前Cookie中的SessionID从数据库中获取到他的会话状态,做到会话不丢失,在一定程度上提高网站的键壮性。


如果你的NodeJS网站上的所有缓存数据都转移到了Redis后,就可做到完全状态无关,按需扩展网站的规模。








可水平扩展的NodeJS网站服务器集群(非 cluster模块  不同,它们是相互独立的,可分布在不同的物理服务器上),这样的架构,对于应对超大规模并发也是有好处的。



社区评论 ( Beta版 )
  • #0 林甩土 1421647059641

    学习了!

  • #1 潘支乐 1427254808894

    session存在redis中,是否node进程不结束就有一个连接一直连接着redis服务器?

  • #2 kris 1427259817541

    @潘支乐 #1

    是的,看你声明了几个连接对象,Node中只会产生一个连接。量大的话可以考虑把不同的schema分开存在在不同的redis。

  • #3 莫加司 1456845509746
      -


    1. 标题

      #

  • #4 fkwebs.com 1460082027132

    给我带来了很大帮助谢谢

  • #5 蒲丹示 1460967006691

    ''''

  • #6 蒲丹示 1460967037376

    alert('1');

  • #7 己删除 1462434613512
  • #8 时杂力 1483863147222

    cluster模块 也可以这样做分布在不同物理服务器上吧?反正都是用redis缓冲

  • #9 曹入卡 1488250916144

    不错

  • #10 侯优仪 1494820657380

    请问,这个的意思是吧redis安装在另外的服务器上,我尝试过,安在和node同一台机器上,cluster模式可以共享session,但是redis安装在其他机器上就链接补上redis了,请问这是什么原因

  • #11 kris 1494849693730

    @侯优仪 #10

    一般是Reids的设置问题,你可以试试

    1) 检查一下redis服务器的防火墙设置。

    2) 看看redis是否限制只允许本机访问,如: bind 127.0.0.1 ,如果有先注释掉。

    3)如果允许外网访问,请确保redis 设置了访问密码,如: requirepass password 并检查是否与 node.js 中写的一致

  • #12 毕五卜 1495070645696

    @蒲丹示 #6

    Alert("err")
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