Java实战：Spring Boot实现无感刷新Token机制

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引言

在当前的Web应用开发中，JSON Web Tokens（JWT）作为一种轻量级的认证协议，因其无状态、自包含的特性而备受青睐。然而，JWT默认的有效期有限，如何在不影响用户体验的前提下实现Token的自动刷新，即所谓的“无感刷新Token”，成为了许多开发者关注的问题。本文将深入探讨如何在Spring Boot项目中实现无感刷新Token机制，并通过具体的示例代码，逐步引导读者掌握这一核心技术。

一、理解JWT与Token刷新

JWT基础
JSON Web Tokens由头部（Header）、载荷（Payload）和签名（Signature）三部分组成，其中载荷部分可以携带过期时间（exp）。一旦Token过期，用户必须重新登录以获取新的Token。
Token刷新
无感刷新Token，是指在用户正常操作期间，系统在后台自动刷新Token的有效期，避免因Token过期而导致用户被迫重新登录。

二、基于Refresh Token的双Token机制

Refresh Token
一种常见的无感刷新Token策略是采用双Token机制，即同时发放Access Token和Refresh Token。Access Token用于身份验证，有效期较短；Refresh Token用于获取新的Access Token，有效期较长。
刷新流程
当Access Token即将过期时，客户端携带Refresh Token向服务器请求新的Access Token，服务器验证Refresh Token有效后，颁发新的Access Token，并可以选择性地更新Refresh Token。

安全和体验

从安全角度来看 token 必须要具有一定的时效性，失效后的 token 不再能标识用是登录状态。
另外也要考虑用户的体验，例如用户在 token 失效的前 1 分钟打开小程序，用户浏览小程序 1 分钟后 token 失效，用户不得不再次去登录，这样的用户体验是极差的。
为了既能保证安全性又兼顾用户体验，咱们需要能够自动刷新 token 的方法，即 refresh_token。

refresh_token工作机制

用户在首次完成登录时会分别得到 token 和 refresh_token
当 token 失效后（例如2小时之后），调用接口A会返回 401 状态码（这是与后端约定好的规则）
检测状态码是否为 401，如果是，则携带refreshToken去调用刷新token的接口
刷新 token 的接口后会返回新的 token 和 refreshToken
把401的接口A重新发送一遍

注意：
refresh_token也是有过期时间的，只不过一般会比token过期时间更长一些。这就是为啥如果某个应用我们天天打开，则不会提示我们登录，如果是有几周或更长时间去打开时，会再次要求我们登录。
refresh_token一个更常见的名字叫token无感刷新。

refreshToken功能-基本实现

操作如下：

正常登录进入页面
在本地存储中直接修改localstorage的token值，模拟token失效。
刷新页面，重新发一次请求（此时请务必确保请求拦截器中的token是从本地存储中拿到的）
出现401错误。

代码案例：

前端：后端，你能不能把token 过期时间设置的长一点。

后端：可以,但是那样做不安全，你可以用更好的方法。

前端：什么方法?

后端：给你刷新token的接口，定时去刷新token

前端：好，让我思考一下

方法一

后端返回过期时间，前端判断token过期时间,去调用刷新token接口

缺点：需要后端额外提供一个token过期时间的字段；使用了本地时间判断，若本地时间被篡改，特别是本地时间比服务器时间慢时，拦截会失败

方法二

写个定时器，定时刷新token接口

缺点：浪费资源,消耗性能,不建议采用。

方法三

在响应拦截器中拦截，判断token 返回过期后，调用刷新token接口

axios的基本骨架,利用service.interceptors.response进行拦截

import axios from 'axios'

service.interceptors.response.use(
  response => {
    if (response.data.code === 409) {
        return refreshToken({ refreshToken: localStorage.getItem('refreshToken'), token: getToken() }).then(res => {
          const { token } = res.data
          setToken(token)
          response.headers.Authorization = `${token}`
        }).catch(err => {
          removeToken()
          router.push('/login')
          return Promise.reject(err)
        })
    }
    return response && response.data
  },
  (error) => {
    Message.error(error.response.data.msg)
    return Promise.reject(error)
  })

问题一：如何防止多次刷新token

我们通过一个变量isRefreshing 去控制是否在刷新token的状态。

import axios from 'axios'

service.interceptors.response.use(
  response => {
    if (response.data.code === 409) {
      if (!isRefreshing) {
        isRefreshing = true
        return refreshToken({ refreshToken: localStorage.getItem('refreshToken'), token: getToken() }).then(res => {
          const { token } = res.data
          setToken(token)
          response.headers.Authorization = `${token}`
        }).catch(err => {
          removeToken()
          router.push('/login')
          return Promise.reject(err)
        }).finally(() => {
          isRefreshing = false
        })
      }
    }
    return response && response.data
  },
  (error) => {
    Message.error(error.response.data.msg)
    return Promise.reject(error)
  })

问题二：同时发起两个或者两个以上的请求时，其他接口怎么解决

当第二个过期的请求进来，token正在刷新，我们先将这个请求存到一个数组队列中，想办法让这个请求处于等待中，一直等到刷新token后再逐个重试清空请求队列。那么如何做到让这个请求处于等待中呢？为了解决这个问题，我们得借助Promise。将请求存进队列中后，同时返回一个Promise，让这个Promise一直处于Pending状态（即不调用resolve），此时这个请求就会一直等啊等，只要我们不执行resolve，这个请求就会一直在等待。当刷新请求的接口返回来后，我们再调用resolve，逐个重试。最终代码：

import axios from 'axios'

// 是否正在刷新的标记
let isRefreshing = false
//重试队列
let requests = []
service.interceptors.response.use(
  response => {
  //约定code 409 token 过期
    if (response.data.code === 409) {
      if (!isRefreshing) {
        isRefreshing = true
        //调用刷新token的接口
        return refreshToken({ refreshToken: localStorage.getItem('refreshToken'), token: getToken() }).then(res => {
          const { token } = res.data
          // 替换token
          setToken(token)
          response.headers.Authorization = `${token}`
           // token 刷新后将数组的方法重新执行
          requests.forEach((cb) => cb(token))
          requests = [] // 重新请求完清空
          return service(response.config)
        }).catch(err => {
        //跳到登录页
          removeToken()
          router.push('/login')
          return Promise.reject(err)
        }).finally(() => {
          isRefreshing = false
        })
      } else {
        // 返回未执行 resolve 的 Promise
        return new Promise(resolve => {
          // 用函数形式将 resolve 存入，等待刷新后再执行
          requests.push(token => {
            response.headers.Authorization = `${token}`
            resolve(service(response.config))
          })
        })
      }
    }
    return response && response.data
  },
  (error) => {
    Message.error(error.response.data.msg)
    return Promise.reject(error)
  }
)