由于扫码登录比账号密码登录更方便、快捷、灵活,在实际使用中更受到用户的欢迎。
本文主要介绍了扫码登录的原理及整体流程,包含了二维码的生成/获取、过期失效的处理、登录状态的监听。
为方便理解,我简单画了一个 UML 时序图,用以描述扫码登录的大致流程!
总结下核心流程:
请求业务服务器获取用以登录的二维码和 UUID。
通过 websocket 连接 socket 服务器,并定时(时间间隔依据服务器配置时间调整)发送心跳保持连接。
用户通过 APP 扫描二维码,发送请求到业务服务器处理登录。根据 UUID 设置登录结果。
socket 服务器通过监听获取登录结果,建立 session 数据,根据 UUID 推送登录数据到用户浏览器。
用户登录成功,服务器主动将该 socker 连接从连接池中剔除,该二维码失效。
也就是 UUID,这是贯穿整个流程的纽带,一个闭环登录过程,每一步业务处理都是围绕该次的 UUD 进行处理的。UUID 的生成有根据 session_id 的也有根据客户端 ip 地址的。个人还是建议每个二维码都有单独的 UUID,适用场景更广一些!
前端肯定是要和服务器保持一直通讯的,用以获取登录结果和二维码状态。看了下网上的一些实现方案,基本各个方案都有用的:轮询、长轮询、长链接、websocket。也不能肯定的说哪个方案好哪个方案不好,只能说哪个方案更适用于当前应用场景。个人比较建议使用长轮询、websocket 这种比较节省服务器性能的方案。
扫码登录的好处显而易见,一是人性化,再就是防止密码泄漏。但是新方式的接入,往往也伴随着新的风险。所以,很有必要再整体过程中加入适当的安全机制。例如:
代码实现和源码后面会给出。
可以看到用户请求的二维码资源,并获取到了 qid
。
获取二维码时候会建立相应缓存,并设置过期时间:
之后会连接 socket 服务器,定时发送心跳。
此时 socket 服务器会有相应连接日志输出:
服务器验证并处理登录,创建 session,建立对应的缓存:
Socket 服务器读取到缓存,开始推送信息,并关闭剔除连接:
前端获取信息,处理登录:
注意:本 Demo 只是个人学习测试,所以并未做太多安全机制!
使用 Nginx 作为代理 socke 服务器。可使用域名,方便做负载均衡。本次测试域名:loc.websocket.net
websocker.conf
server { listen 80; server_name loc.websocket.net; root /www/websocket; index index.php index.html index.htm; #charset koi8-r; access_log /dev/null; #access_log /var/log/nginx/nginx.localhost.access.log main; error_log /var/log/nginx/nginx.websocket.error.log warn; #error_page 404 /404.html; # redirect server error pages to the static page /50x.html # error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { root /usr/share/nginx/html; } location / { proxy_pass http://php-cli:8095/; proxy_http_version 1.1; proxy_connect_timeout 4s; proxy_read_timeout 60s; proxy_send_timeout 12s; proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; proxy_set_header Connection $connection_upgrade; } }
使用 PHP 构建的 socket 服务器。实际项目中大家可以考虑使用第三方应用,稳定性更好一些!
QRServer.php
<?php require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/Config.php'; require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/lib/RedisUtile.php'; require_once dirname(dirname(__FILE__)) . '/lib/Common.php';/** * 扫码登陆服务端 * Class QRServer * @author BNDong */class QRServer { private $_sock; private $_redis; private $_clients = array(); /** * socketServer constructor. */ public function __construct() { // 设置 timeout set_time_limit(0); // 创建一个套接字(通讯节点) $this->_sock = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP) or die("Could not create socket" . PHP_EOL); socket_set_option($this->_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1); // 绑定地址 socket_bind($this->_sock, \Config::QRSERVER_HOST, \Config::QRSERVER_PROT) or die("Could not bind to socket" . PHP_EOL); // 监听套接字上的连接 socket_listen($this->_sock, 4) or die("Could not set up socket listener" . PHP_EOL); $this->_redis = \lib\RedisUtile::getInstance(); } /** * 启动服务 */ public function run() { $this->_clients = array(); $this->_clients[uniqid()] = $this->_sock; while (true){ $changes = $this->_clients; $write = NULL; $except = NULL; socket_select($changes, $write, $except, NULL); foreach ($changes as $key => $_sock) { if($this->_sock == $_sock){ // 判断是不是新接入的 socket if(($newClient = socket_accept($_sock)) === false){ die('failed to accept socket: '.socket_strerror($_sock)."\n"); } $buffer = trim(socket_read($newClient, 1024)); // 读取请求 $response = $this->handShake($buffer); socket_write($newClient, $response, strlen($response)); // 发送响应 socket_getpeername($newClient, $ip); // 获取 ip 地址 $qid = $this->getHandQid($buffer); $this->log("new clinet: ". $qid); if ($qid) { // 验证是否存在 qid if (isset($this->_clients[$qid])) $this->close($qid, $this->_clients[$qid]); $this->_clients[$qid] = $newClient; } else { $this->close($qid, $newClient); } } else { // 判断二维码是否过期 if ($this->_redis->exists(\lib\Common::getQidKey($key))) { $loginKey = \lib\Common::getQidLoginKey($key); if ($this->_redis->exists($loginKey)) { // 判断用户是否扫码 $this->send($key, $this->_redis->get($loginKey)); $this->close($key, $_sock); } $res = socket_recv($_sock, $buffer, 2048, 0); if (false === $res) { $this->close($key, $_sock); } else { $res && $this->log("{$key} clinet msg: " . $this->message($buffer)); } } else { $this->close($key, $this->_clients[$key]); } } } sleep(1); } } /** * 构建响应 * @param string $buf * @return string */ private function handShake($buf){ $buf = substr($buf,strpos($buf,'Sec-WebSocket-Key:') + 18); $key = trim(substr($buf, 0, strpos($buf,"\r\n"))); $newKey = base64_encode(sha1($key."258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11",true)); $newMessage = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"; $newMessage .= "Upgrade: websocket\r\n"; $newMessage .= "Sec-WebSocket-Version: 13\r\n"; $newMessage .= "Connection: Upgrade\r\n"; $newMessage .= "Sec-WebSocket-Accept: " . $newKey . "\r\n\r\n"; return $newMessage; } /** * 获取 qid * @param string $buf * @return mixed|string */ private function getHandQid($buf) { preg_match("/^[\s\n]?GET\s+\/\?qid\=([a-z0-9]+)\s+HTTP.*/", $buf, $matches); $qid = isset($matches[1]) ? $matches[1] : ''; return $qid; } /** * 编译发送数据 * @param string $s * @return string */ private function frame($s) { $a = str_split($s, 125); if (count($a) == 1) { return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0]; } $ns = ""; foreach ($a as $o) { $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o; } return $ns; } /** * 解析接收数据 * @param resource $buffer * @return null|string */ private function message($buffer){ $masks = $data = $decoded = null; $len = ord($buffer[1]) & 127; if ($len === 126) { $masks = substr($buffer, 4, 4); $data = substr($buffer, 8); } else if ($len === 127) { $masks = substr($buffer, 10, 4); $data = substr($buffer, 14); } else { $masks = substr($buffer, 2, 4); $data = substr($buffer, 6); } for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) { $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4]; } return $decoded; } /** * 发送消息 * @param string $qid * @param string $msg */ private function send($qid, $msg) { $frameMsg = $this->frame($msg); socket_write($this->_clients[$qid], $frameMsg, strlen($frameMsg)); $this->log("{$qid} clinet send: " . $msg); } /** * 关闭 socket * @param string $qid * @param resource $socket */ private function close($qid, $socket) { socket_close($socket); if (array_key_exists($qid, $this->_clients)) unset($this->_clients[$qid]); $this->_redis->del(\lib\Common::getQidKey($qid)); $this->_redis->del(\lib\Common::getQidLoginKey($qid)); $this->log("{$qid} clinet close"); } /** * 日志记录 * @param string $msg */ private function log($msg) { echo '['. date('Y-m-d H:i:s') .'] ' . $msg . "\n"; } } $server = new QRServer(); $server->run();
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>扫码登录 - 测试页面</title> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1"> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="./public/css/main.css"> </head> <body translate="no"> <p class='box'> <p class='box-form'> <p class='box-login-tab'></p> <p class='box-login-title'> <p class='i i-login'></p><h2>登录</h2> </p> <p class='box-login'> <p class='fieldset-body' id='login_form'> <button onclick="openLoginInfo();" class='b b-form i i-more' title='Mais Informações'></button> <p class='field'> <label for='user'>用户账户</label> <input type='text' id='user' name='user' title='Username' placeholder="请输入用户账户/邮箱地址" /> </p> <p class='field'> <label for='pass'>用户密码</label> <input type='password' id='pass' name='pass' title='Password' placeholder="情输入账户密码" /> </p> <label class='checkbox'> <input type='checkbox' value='TRUE' title='Keep me Signed in' /> 记住我 </label> <input type='submit' id='do_login' value='登录' title='登录' /> </p> </p> </p> <p class='box-info'> <p><button onclick="closeLoginInfo();" class='b b-info i i-left' title='Back to Sign In'></button><h3>扫码登录</h3> </p> <p class='line-wh'></p> <p style="position: relative;"> <input type="hidden" id="qid" value=""> <p id="qrcode-exp">二维码已失效<br>点击重新获取</p> <img id="qrcode" src="" /> </p> </p> </p> <script src='./public/js/jquery.min.js'></script> <script src='./public/js/modernizr.min.js'></script> <script id="rendered-js"> $(document).ready(function () { restQRCode(); openLoginInfo(); $('#qrcode-exp').click(function () { restQRCode(); $(this).hide(); }); }); /** * 打开二维码 */ function openLoginInfo() { $(document).ready(function () { $('.b-form').css("opacity", "0.01"); $('.box-form').css("left", "-100px"); $('.box-info').css("right", "-100px"); }); } /** * 关闭二维码 */ function closeLoginInfo() { $(document).ready(function () { $('.b-form').css("opacity", "1"); $('.box-form').css("left", "0px"); $('.box-info').css("right", "-5px"); }); } /** * 刷新二维码 */ var ws, wsTid = null; function restQRCode() { $.ajax({ url: 'http://localhost/qrcode/code.php', type:'post', dataType: "json", async: false, success:function (result) { $('#qrcode').attr('src', result.img); $('#qid').val(result.qid); } }); if ("WebSocket" in window) { if (typeof ws != 'undefined'){ ws.close(); null != wsTid && window.clearInterval(wsTid); } ws = new WebSocket("ws://loc.websocket.net?qid=" + $('#qid').val()); ws.onopen = function() { console.log('websocket 已连接上!'); }; ws.onmessage = function(e) { // todo: 本函数做登录处理,登录判断,创建缓存信息! console.log(e.data); var result = JSON.parse(e.data); console.log(result); alert('登录成功:' + result.name); }; ws.onclose = function() { console.log('websocket 连接已关闭!'); $('#qrcode-exp').show(); null != wsTid && window.clearInterval(wsTid); }; // 发送心跳 wsTid = window.setInterval( function () { if (typeof ws != 'undefined') ws.send('1'); }, 50000 ); } else { // todo: 不支持 WebSocket 的,可以使用 js 轮询处理,这里不作该功能实现! alert('您的浏览器不支持 WebSocket!'); } }</script> </body> </html>
测试使用,模拟登录处理,未做安全认证!!
<?php require_once dirname(__FILE__) . '/lib/RedisUtile.php'; require_once dirname(__FILE__) . '/lib/Common.php';/** * ------- 登录逻辑模拟 -------- * 请根据实际编写登录逻辑并处理安全验证 */$qid = $_GET['qid']; $uid = $_GET['uid']; $data = array();switch ($uid) { case '1': $data['uid'] = 1; $data['name'] = '张三'; break; case '2': $data['uid'] = 2; $data['name'] = '李四'; break; } $data = json_encode($data); $redis = \lib\RedisUtile::getInstance(); $redis->setex(\lib\Common::getQidLoginKey($qid), 1800, $data);
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