使用RabbitMQ優(yōu)化用戶注冊(cè)功能

1. 前言

Hello，大家好。在上個(gè)小節(jié)中，我們對(duì)傳統(tǒng)的用戶登錄功能做了基本的流程介紹，以及使用 RabbitMQ 偽代碼對(duì)傳統(tǒng)的用戶登錄功能進(jìn)行了優(yōu)化。

考慮到用戶登錄功能往往會(huì)和用戶注冊(cè)功能同步出現(xiàn)，所以，本小節(jié)會(huì)為同學(xué)們介紹，如何使用 RabbitMQ 消息中間件，去優(yōu)化我們使用傳統(tǒng)的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)的用戶注冊(cè)的功能點(diǎn)，包括對(duì)傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能的概述，以及使用 RabbitMQ 進(jìn)行優(yōu)化的關(guān)鍵步驟，希望同學(xué)們可以對(duì)本節(jié)內(nèi)容有所了解。

本節(jié)主要內(nèi)容：

• 傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能概述；

• 使用 RabbitMQ 優(yōu)化傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能。

2.傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能概述

2.1 傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案介紹

和用戶登錄功能那樣，在我們現(xiàn)在的信息化系統(tǒng)項(xiàng)目中，項(xiàng)目的首要功能模塊，基本上都會(huì)要求我們來(lái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)完備的用戶模塊，而這個(gè)用戶模塊中，必定會(huì)包含用戶注冊(cè)與用戶登錄功能點(diǎn)。

只有在項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了用戶注冊(cè)與用戶登錄這兩個(gè)最基本的功能點(diǎn)，我們的項(xiàng)目功能才能繼續(xù)向后進(jìn)行開發(fā)，因?yàn)轫?xiàng)目后續(xù)的功能，或多或少都會(huì)與這兩個(gè)功能點(diǎn)相聯(lián)系。

所以，這就要求我們?cè)趯?shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)與用戶登錄功能時(shí)，要從多方面進(jìn)行考慮， 如果有一點(diǎn)我們沒(méi)有考慮到，很可能在進(jìn)行項(xiàng)目后續(xù)功能開發(fā)時(shí)，還要回過(guò)頭去，修改這兩個(gè)基本功能，從而與項(xiàng)目后續(xù)的功能相結(jié)合。

那么，傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能的實(shí)現(xiàn)方案是什么樣的呢？

傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能流程介紹

傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能，其實(shí)和傳統(tǒng)的用戶登錄功能差別并不大，我們首先接觸用戶注冊(cè)功能，大部分的同學(xué)都是在自己學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課上，都是通過(guò)老師講授的方式來(lái)對(duì)用戶注冊(cè)功能有所了解，但是，這種實(shí)現(xiàn)方式都會(huì)存在諸多問(wèn)題，下面讓我們來(lái)看一下這種方式是如何實(shí)現(xiàn)的。

對(duì)于用戶注冊(cè)功能來(lái)說(shuō)，我們從事后端開發(fā)的同學(xué)，我們首先需要接收前端傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，也就是用戶的注冊(cè)數(shù)據(jù)，然后我們會(huì)根據(jù)這一用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的邏輯檢驗(yàn)。

這些邏輯校驗(yàn)包括對(duì)用戶所填寫的注冊(cè)用戶名、郵箱、手機(jī)等用戶唯一關(guān)鍵信息屬性的校驗(yàn)。如果用戶所填寫的用戶名在系統(tǒng)中已經(jīng)存在了，那么用戶就不能使用該用戶名進(jìn)行注冊(cè)了，郵箱和手機(jī)則同理，這里不再贅述。

在對(duì)注冊(cè)用戶名、注冊(cè)郵箱，以及注冊(cè)手機(jī)進(jìn)行唯一性校驗(yàn)之后，我們還需要對(duì)用戶所填寫注冊(cè)郵箱和注冊(cè)手機(jī)號(hào)進(jìn)行邏輯合法校驗(yàn)，即用戶所填寫的郵箱到底是不是一個(gè)可用的郵箱，以及用戶所填寫的手機(jī)到底是不是一個(gè)可用的手機(jī)號(hào)。下面，我們來(lái)通過(guò)一個(gè)功能流程圖來(lái)體現(xiàn)上述的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)過(guò)程：

通過(guò)上述功能流程圖，我們可以很清楚地理解上述傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如果沒(méi)有理解的同學(xué)，建議多看幾次，理解這一流程之后我們?cè)倮^續(xù)學(xué)習(xí)下面的內(nèi)容。

傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能代碼實(shí)現(xiàn)

以 SpringBoot 框架為例，我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一下上述的用戶注冊(cè)功能，實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：

實(shí)現(xiàn)代碼：

public Response<String> userRegister(User registUser){
    int userExistsCount = userMapper.selectUserExixtsByUsername(registUser.getUsername());
    if (userExistsCount > 0){
        return Response.createByError("用戶已存在");
    }
    int userEmailCount = userMapper.selectUserEmailByUsernameEmail(registUser.getUsername(), registUser.getEmail());
    if (userEmailCount > 0){
        return Response.createByError("郵箱已存在");
    }
    int userPhoneCount = userMapper.selectUserPhoneByUsernamePhone(registUser.getUsername(), registUser.getPhone());
    if (userPhoneCount > 0){
        return Response.createByError("手機(jī)已存在");
    }
    int userRegist = userMapper.insert(registUser);
    if (userRegist > 0){
        return Response.createBySuccess("用戶注冊(cè)成功");
    }
    return Response.createByError("系統(tǒng)錯(cuò)誤，用戶注冊(cè)失敗");
}

代碼解釋：

第 1 行，我們定義了一個(gè)名為 userRegister 的方法來(lái)處理用戶注冊(cè)的業(yè)務(wù)邏輯，該方法的返回值是 Response 類型，并且泛型被指定為 String 類型，這表明，我們的方法最終會(huì)返回注冊(cè)業(yè)務(wù)邏輯的字符串?dāng)?shù)據(jù)。

與用戶登錄方法不同，在該方法中，我們只需要定義一個(gè)參數(shù)，那就是 User 類型的 registUser 參數(shù)。該參數(shù)負(fù)責(zé)接收前端傳遞到后臺(tái)的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)，并且程序會(huì)根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)做一些邏輯判斷。

第 2-24 行，我們分別使用了不同的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢方法，來(lái)分別對(duì)用戶的注冊(cè)用戶名、注冊(cè)郵箱，以及注冊(cè)手機(jī)進(jìn)行了邏輯唯一性校驗(yàn)，即檢測(cè)這些關(guān)鍵字段屬性是不是已經(jīng)存在于系統(tǒng)中了，如果系統(tǒng)中已經(jīng)有了，那表明，可能當(dāng)前需要注冊(cè)的用戶已經(jīng)注冊(cè)過(guò)了，不能重復(fù)注冊(cè)。

第 25-30 行，如果前面的邏輯校驗(yàn)都通過(guò)，那么我們就要使用 MyBatis 自帶的 insert 方法，將這一合法的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)，插入到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中所對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)表中，并且在數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)庫(kù)成功之后，提示用戶，當(dāng)前用戶已經(jīng)注冊(cè)成功了。

如果在將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，出現(xiàn)了任何問(wèn)題，導(dǎo)致用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，則提示當(dāng)前注冊(cè)的用戶：系統(tǒng)錯(cuò)誤，用戶注冊(cè)失敗。此時(shí)，需要等待系統(tǒng)管理員解決。

Tips: 1. 在用戶所填寫的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)邏輯檢驗(yàn)時(shí)，我們應(yīng)該將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)插入到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中，而不是直接放入到緩存中去，否則，我們剛剛注冊(cè)的用戶是無(wú)法進(jìn)行登錄的；
2. 傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能，在用戶注冊(cè)成功之后，我們不需要將用戶注冊(cè)成功的數(shù)據(jù)進(jìn)行返回，或者進(jìn)行一個(gè)狀態(tài)的處理，這點(diǎn)需要同學(xué)們注意；
3. 在將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，我們使用了 MyBatis 自帶的 insert 方法，同學(xué)們可以了解一下這個(gè) insert 方法的作用。

通過(guò)上述代碼的編寫，我們基本上實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能，但是這種注冊(cè)功能是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，完全沒(méi)有考慮其他因素，如果我們?cè)趯?shí)際項(xiàng)目中這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)，那么在開發(fā)后續(xù)功能時(shí)，必定會(huì)出現(xiàn)一些意料之中的問(wèn)題。

那么，我們采用這種實(shí)現(xiàn)方式所實(shí)現(xiàn)的用戶注冊(cè)功能到底有哪些弊端呢？下面就讓我們一探究竟。

2.2 傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中存在的弊端

和用戶登錄功能相似，我們傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)功能的業(yè)務(wù)邏輯還是正確的， 不管我們?cè)僭趺磳?duì)用戶注冊(cè)功能進(jìn)行優(yōu)化，這個(gè)傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能業(yè)務(wù)流程始終不會(huì)發(fā)生改變，發(fā)生改變的只是我們的代碼實(shí)現(xiàn)層。

那么，傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中存在的弊端，也就存在于我們的功能代碼實(shí)現(xiàn)層上。

傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能中存在的弊端，整體來(lái)說(shuō)，最核心的也就只有一種弊端了。

那就是，無(wú)論我們的用戶注冊(cè)功能所在的場(chǎng)景是不是在高并發(fā)環(huán)境中，都會(huì)直接對(duì)我們的數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)壓力造成較高的沖擊， 如果在高并發(fā)環(huán)境中，我們的數(shù)據(jù)庫(kù)可能會(huì)隨著用戶注冊(cè)請(qǐng)求數(shù)量的激增，而直接崩潰，這是非常致命的一點(diǎn)。

我們先來(lái)說(shuō)非高并發(fā)環(huán)境下，用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)在邏輯檢測(cè)通過(guò)之后，會(huì)直接訪問(wèn)我們的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)插入到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中，正常環(huán)境下我們的數(shù)據(jù)庫(kù)還是能扛得住的，但是，即使能扛得住，數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力在此時(shí)也是較高的。

那么，在高并發(fā)環(huán)境下，由于我們沒(méi)有在用戶數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)之間做處理，這就導(dǎo)致，當(dāng)大量請(qǐng)求都在同一時(shí)刻到來(lái)時(shí)，我們的數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力會(huì)直線上升，并最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰，這會(huì)直接造成我們的用戶注冊(cè)功能直接卡死，無(wú)法完成用戶注冊(cè)功能。

針對(duì)這種情況，我們又該如何優(yōu)化呢？下面就讓我們來(lái)看一下，如何使用 RabbitMQ 來(lái)優(yōu)化這一弊端。

3 使用 RabbitMQ 優(yōu)化傳統(tǒng)用戶注冊(cè)功能

我們注意到，對(duì)于用戶注冊(cè)功能而言，無(wú)論是在普通環(huán)境，還是在高并發(fā)環(huán)境，我們的傳統(tǒng)邏輯，都是在用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)校驗(yàn)正確后，直接地將用戶數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，中間并沒(méi)有一層過(guò)渡的措施。

正是由于我們?nèi)鄙龠@一措施，我們的數(shù)據(jù)庫(kù)壓力才會(huì)持續(xù)升高，而這一持續(xù)升高的結(jié)果，和普通環(huán)境和高并發(fā)環(huán)境并沒(méi)有太大的本質(zhì)因素，所以，我們的優(yōu)化重點(diǎn)就放在了這一中間措施上面。

針對(duì)這一問(wèn)題，我們同樣的有兩種角度可以考慮：

角度一：使用緩存承載中間壓力

在眾多緩存中間件中，使用頻率和普適度最高的，要數(shù) redis 緩存中間件了。

對(duì)于用戶注冊(cè)而言，當(dāng)用戶提交的注冊(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)了我們的邏輯校驗(yàn)之后，我們可以使用 redis 來(lái)將該用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并在一個(gè)固定的時(shí)間內(nèi)，將位于 redis 緩存中的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)，同步插入到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中， 這樣既可實(shí)現(xiàn) redis 緩存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)之間的同步。

與此同時(shí)，當(dāng)我們添加了 redis 緩存中間件之后，我們所對(duì)應(yīng)的用戶登錄功能也要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，即從之前用戶登錄時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所做的校驗(yàn)，換做優(yōu)先對(duì) redis 緩存中的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。

Tips: 在將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)存入 redis 緩存中間件前，我們應(yīng)該設(shè)置好我們的 redis 緩存 key 值的生成策略，目的就是將不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的 key 值進(jìn)行區(qū)分。

當(dāng)我們這樣設(shè)置之后，合法的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)會(huì)被優(yōu)先存儲(chǔ)到 redis 緩存中間件中，然后，在某一固定時(shí)間周期內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將 redis 緩存中間中的數(shù)據(jù)同步到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這樣一來(lái)，我們的 redis 緩存中間件就承擔(dān)了大部分的數(shù)據(jù)庫(kù)壓力。

這是第一種優(yōu)化思路，接下來(lái)讓我們看第二種優(yōu)化思路，即通過(guò)消息隊(duì)列來(lái)分發(fā)數(shù)據(jù)，從而減少數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力。

角度二：采用消息隊(duì)列分發(fā)數(shù)據(jù)壓力

此種優(yōu)化措施，就需要使用我們的 RabbitMQ 了。

在角度一中所提到的優(yōu)化措施，在很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景中是沒(méi)有大問(wèn)題的，但是在高并發(fā)環(huán)境下，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，那就是由于數(shù)據(jù)同步的延遲，導(dǎo)致的用戶無(wú)法登錄的問(wèn)題。 所以，當(dāng)用戶注冊(cè)功能處于高并發(fā)環(huán)境下時(shí)，我們必須要使用 RabbitMQ 消息隊(duì)列來(lái)進(jìn)行優(yōu)化了。

我們都知道，高并發(fā)環(huán)境下的請(qǐng)求數(shù)量是非常多的，那么，對(duì)于一個(gè)用戶注冊(cè)功能接口而言，在高并發(fā)環(huán)境下接收的用戶請(qǐng)求也是非常多的。

我們可以使用 RabbitMQ 來(lái)作為一個(gè)消息隊(duì)列，當(dāng)合法的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)需要插入數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，我們可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到我們的 RabbitMQ 的消息隊(duì)列中去，然后我們定義的消費(fèi)者會(huì)從消息隊(duì)列中獲取并消費(fèi)該數(shù)據(jù)。

當(dāng)消費(fèi)者將消息隊(duì)列中的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行消費(fèi)之后，我們可以將這一數(shù)據(jù)直接插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，無(wú)須經(jīng)過(guò)角度一中提到的 redis 緩存中間件層，因?yàn)槲覀兊?RabbitMQ 消息隊(duì)列已經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)壓力進(jìn)行了分發(fā)。

即，當(dāng)有一個(gè)用戶注冊(cè)請(qǐng)求需要處理時(shí)，RabbitMQ 就會(huì)在消息隊(duì)列中存儲(chǔ)這個(gè)請(qǐng)求所對(duì)應(yīng)的合法的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)，并在消息進(jìn)行消費(fèi)之后，再將數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化存儲(chǔ)。

這樣一來(lái)，通過(guò)集成 RabbitMQ 消息隊(duì)列，將用戶注冊(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)壓力通過(guò)消息隊(duì)列進(jìn)行分發(fā)，從而達(dá)到減小數(shù)據(jù)庫(kù)壓力的目的。

我們來(lái)簡(jiǎn)單看下這種問(wèn)題的優(yōu)化代碼，優(yōu)化代碼如下所示：

實(shí)現(xiàn)代碼：

public Response<String> userRegister(User registUser){
    int userExistsCount = userMapper.selectUserExixtsByUsername(registUser.getUsername());
    if (userExistsCount > 0){
        return Response.createByError("用戶已存在");
    }
    int userEmailCount = userMapper.selectUserEmailByUsernameEmail(registUser.getUsername(), registUser.getEmail());
    if (userEmailCount > 0){
        return Response.createByError("郵箱已存在");
    }
    int userPhoneCount = userMapper.selectUserPhoneByUsernamePhone(registUser.getUsername(), registUser.getPhone());
    if (userPhoneCount > 0){
        return Response.createByError("手機(jī)已存在");
    }
    boolean isAck = false; 
    rabbitTemplate.convertAndSend("userRegistQueue", "user.register", user);
    // 省略消費(fèi)者消費(fèi)數(shù)據(jù)過(guò)程 isAck = true;
    if(isAck) {
        int userRegist = userMapper.insert(registUser);
        if(userRegist > 0) {
            return Response.createBySuccess("用戶注冊(cè)成功");
        }
        return Response.createByError("系統(tǒng)錯(cuò)誤，用戶注冊(cè)失敗");
    }
    return Response.createByError("系統(tǒng)錯(cuò)誤，用戶注冊(cè)失敗");
}

代碼解釋：

第 1-19 行，像傳統(tǒng)用戶注冊(cè)那樣，我們對(duì)用戶所提交的注冊(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了校驗(yàn)，直到用戶的注冊(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)了我們的邏輯檢測(cè)為止。

第 20 行，我們聲明了一個(gè) boolean 類型的變量 isAck ，并且將他的默認(rèn)值設(shè)為了 false ，該變量表示我們的消息是否已經(jīng)被消費(fèi)了。

第 21 行，我們使用 rabbitTemplate 的 convertAndSend 方法，將合法的用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到 RabbitMQ 的消息隊(duì)列中去，等待消費(fèi)者消費(fèi)。

第 22 行，我們對(duì) isAck 進(jìn)行了檢測(cè)，當(dāng)消費(fèi)者成功從消息隊(duì)列中獲取并消費(fèi)了用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)的消息之后，isAck 標(biāo)志位會(huì)被置位 true 。

第 23-28 行，如果 isAck 標(biāo)志位為 true ，則將用戶注冊(cè)數(shù)據(jù)插入到我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提示用戶注冊(cè)成功，如果用戶數(shù)據(jù)在插入數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)程中遇到問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法插入，則提示用戶：系統(tǒng)錯(cuò)誤，用戶注冊(cè)失敗。

由于消費(fèi)者的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，考慮到篇幅原因，所以在這里代碼就沒(méi)有給出。

Tips: 使用 RabbitMQ 消息隊(duì)列去優(yōu)化用戶注冊(cè)功能時(shí)，一定要根據(jù)上述代碼片段的先后順序來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，特別是使用 RabbitMQ 代碼部分，同學(xué)們注意。

4. 小結(jié)

本小節(jié)為同學(xué)們?cè)敿?xì)介紹了傳統(tǒng)的用戶注冊(cè)功能的基本概念和基本實(shí)現(xiàn)方法，以及在傳統(tǒng)的用注冊(cè)功能中所出現(xiàn)的可優(yōu)化的問(wèn)題，針對(duì)核心問(wèn)題，我們分別介紹了不同問(wèn)題的不同優(yōu)化措施，并針對(duì)可以使用 RabbitMQ 進(jìn)行優(yōu)化的場(chǎng)景，我們使用了 Spring 生態(tài)中的 RabbitMQ 中的方法來(lái)進(jìn)行了優(yōu)化。