C++ 微服务 UserServer 核心设计与实战落地

• 替换依赖不碰业务代码：把 MockSmsClient 换成真实 DMSClient，只需要改构建器（UserServerBuilder）的初始化逻辑，UserServiceImpl 里的 GetPhoneVerifyCode 完全不用动；
• 测试方便：写单元测试时，能注入'假的 Redis 客户端''假的 ES 客户端'，不用依赖真实中间件。

2. 核心依赖拆解

三、核心功能落地

1. 用户注册：不只是存数据，还要做校验

注册逻辑看起来简单，但细节容易出问题，比如密码强度、昵称重复。看关键代码：

bool password_check(const std::string &password) {
    // 密码规则：6-15 位，只含字母、数字、_、-
    if (password.size() < 6 || password.size() > 15) {
        LOG_ERROR("密码长度不合法：{}-{}", password, password.size());
        return false;
    }
    for (int i = 0; i < password.size(); i++) {
        if (!((password[i] > 'a' && password[i] < 'z') || 
              (password[i] > 'A' && password[i] < 'Z') || 
              (password[i] > '0' && password[i] < '9') || 
              password[i] == '_' || password[i] == '-')) {
            LOG_ERROR("密码字符不合法：{}", password);
            return false;
        }
    }
    return true;
}

void UserRegister(...) {
    // 1. 取请求参数
    std::string nickname = request->nickname();
    std::string password = request->password();
    
    // 2. 校验昵称、密码
    if (!nickname_check(nickname)) {
        return err_response("用户名长度不合法！");
    }
    if (!password_check(password)) {
        return err_response("密码格式不合法！");
    }
    
    // 3. 查昵称是否已存在（ODB ORM 调用）
    auto user = _mysql_user->select_by_nickname(nickname);
    if (user) {
        return err_response("用户名被占用!");
    }
    
    // 4. 生成用户 ID，存 MySQL+ES
    std::string uid = uuid(); // 自定义工具函数，生成唯一 ID
    user = std::make_shared<User>(uid, nickname, password);
    
    if (!_mysql_user->insert(user)) {
        return err_response("Mysql 数据库新增数据失败!");
    }
    if (!_es_user->appendData(uid, "", nickname, "", "")) {
        return err_response("ES 搜索引擎新增数据失败！");
    }
    
    // 5. 返回成功
    response->set_success(true);
}

实战踩坑：最开始没做密码校验，测试时输入特殊字符导致数据库存储异常，后来加了严格的字符校验，还在日志里打印不合法的密码，方便排查问题。

2. 手机号验证码：用模拟服务突破平台限制

真实短信服务（如阿里云 DMS）需要企业资质，个人开发没法用，所以做了 MockSmsClient 来模拟。核心逻辑是：生成验证码→存 Redis→返回验证码 ID，校验时从 Redis 查。

首先设计 MockSmsClient：

// mock_sms.hpp
class MockSmsClient {
public:
    using ptr = std::shared_ptr<MockSmsClient>;
    MockSmsClient(const Codes::ptr& codes_client) : _codes_client(codes_client) {}
    
    // 与真实 DMSClient 接口完全一致，方便替换
    bool send(const std::string& phone, const std::string& code) {
        // 不调用外部平台，只打印日志（测试时能直接看到验证码）
        LOG_INFO("【模拟短信】向{}发送验证码：{}", phone, code);
        return true;
    }
private:
    Codes::ptr _codes_client; // 用于后续扩展，比如存验证码
};

集成到 GetPhoneVerifyCode：

void GetPhoneVerifyCode(...) {
    // 1. 校验手机号格式（11 位，以 1 开头，第二位 3-9）
    std::string phone = request->phone_number();
    if (!phone_check(phone)) {
        return err_response("手机号码格式错误!");
    }
    
    // 2. 生成 4 位验证码（自定义工具函数 vcode()）
    std::string code_id = uuid();
    std::string code = vcode(); // 返回如"1234"
    
    // 3. 调用模拟短信服务（实际只打日志）
    if (!_dms_client->send(phone, code)) {
        return err_response("短信验证码发送失败!");
    }
    
    // 4. 存 Redis（5 分钟过期）
    _redis_codes->append(code_id, code, std::chrono::minutes(5));
    
    // 5. 返回验证码 ID
    response->set_verify_code_id(code_id);
    response->set_success(true);
}

关键优势：后来要对接真实短信服务时，只需要实现一个 RealSmsClient，保持 send 接口一致，在 UserServerBuilder 里换个注入对象就行，业务代码一行不用改。

3. 登录会话管理：Redis 防多端登录

登录成功后，要生成会话 ID（ssid），存 Redis，还要标记用户登录状态，防止同一账号多端登录：

void UserLogin(...) {
    // 1. 校验用户名密码
    auto user = _mysql_user->select_by_nickname(nickname);
    if (!user || password != user->password()) {
        return err_response("用户名或密码错误!");
    }
    
    // 2. 查是否已登录（Redis 查登录状态）
    if (_redis_status->exists(user->user_id())) {
        return err_response("用户已在其他地方登录!");
    }
    
    // 3. 生成 ssid，存 Redis（2 小时过期）
    std::string ssid = uuid();
    _redis_session->append(ssid, user->user_id(), std::chrono::hours(2));
    
    // 4. 标记登录状态（2 小时过期，与会话同步）
    _redis_status->append(user->user_id(), std::chrono::hours(2));
    
    // 5. 返回 ssid
    response->set_login_session_id(ssid);
    response->set_success(true);
}

细节：_redis_session 和 _redis_status 是封装的 Redis 操作类，内部调用 sw::redis::Redis::set 并设置过期时间，避免手动写 Redis 命令，减少出错概率。

4. 用户信息修改：联动多存储

以'设置头像'为例，需要上传头像到文件服务→更新 MySQL 的 avatar_id→同步 ES 信息：

void SetUserAvatar(...) {
    // 1. 取用户 ID 和头像数据
    std::string uid = request->user_id();
    std::string avatar_data = request->avatar();
    
    // 2. 查用户是否存在
    auto user = _mysql_user->select_by_id(uid);
    if (!user) {
        return err_response("未找到用户信息!");
    }
    
    // 3. 调用文件服务上传头像（通过 ServiceManager 找文件服务节点）
    auto channel = _mm_channels->choose(_file_service_name);
    FileService_Stub stub(channel.get());
    PutSingleFileReq file_req;
    PutSingleFileRsp file_rsp;
    file_req.mutable_file_data()->set_file_content(avatar_data);
    stub.PutSingleFile(&cntl, &file_req, &file_rsp, nullptr);
    
    if (cntl.Failed() || !file_rsp.success()) {
        return err_response("文件子服务调用失败!");
    }
    
    // 4. 更新 MySQL 的 avatar_id
    std::string avatar_id = file_rsp.file_info().file_id();
    user->avatar_id(avatar_id);
    if (!_mysql_user->update(user)) {
        return err_response("更新数据库用户头像 ID 失败!");
    }
    
    // 5. 同步 ES 信息
    if (!_es_user->appendData(user->user_id(), user->phone(), user->nickname(), user->description(), avatar_id)) {
        return err_response("更新搜索引擎用户头像 ID 失败!");
    }
    response->set_success(true);
}

经验：文件服务调用可能失败，后来加了重试机制（失败后重试 2 次），还在日志里打印文件服务的地址和错误信息，方便定位是网络问题还是服务本身的问题。

四、常见问题与排查

1. ODB 代码生成遗漏导致链接错误

最开始用 ODB 的 ORM，只写了 user.hxx，没生成 ORM 实现代码，编译时出现一堆 undefined reference to odb::access::object_traits_impl<zrt::User> 错误。

解决方法：

1. 安装 ODB 工具：sudo apt install odb；
2. 生成 ORM 代码：odb -d mysql --std c++11 user.hxx -o source/；
3. CMake 里添加生成的 user-odb.cxx 到源文件列表：

add_executable(user_server 
    source/user_server.cc 
    source/user-odb.cxx # 必须加，否则链接不到 ORM 实现
)

2. Redis 客户端初始化顺序错误

最开始在 make_redis_object 里创建了 Codes 实例，但没赋值给 _codes_client，导致 make_mock_sms_object 时 _codes_client 是空的，运行崩溃。

解决方法：调整初始化顺序，确保 Redis 客户端先初始化，再创建 Codes 和 MockSmsClient：

// UserServerBuilder
void make_redis_object(...) {
    _redis_client = RedisClientFactory::create(...); // 初始化
    _codes_client = std::make_shared<Codes>(_redis_client); // 赋值给成员变量
}

void make_mock_sms_object() {
    // 此时_codes_client 已初始化，不会空指针
    _mock_sms_client = std::make_shared<MockSmsClient>(_codes_client);
}

3. 依赖库链接不全导致未定义错误

编译时出现 undefined reference to sw::redis::Redis::set，是因为 CMake 没链接 swredis++ 和 hiredis 库。

解决方法：在 CMake 里添加链接：

# 查找依赖库
find_package(swredis++ REQUIRED)
find_package(hiredis REQUIRED)

# 链接到目标
target_link_libraries(user_server PRIVATE 
    sw::redis++::swredis++ 
    hiredis::hiredis 
    odb::mysql # ODB MySQL 库
    elasticlient::elasticlient # ES 客户端库
    brpc # RPC 库
    pthread # 线程库
)

五、总结

做用户服务时，最容易忽略的是'可测试性'和'容错性'。

1. 无状态设计：用户服务不存本地数据（会话、状态都放 Redis），方便横向扩展，加节点就能扛更高并发；
2. 依赖注入优先：所有外部依赖（短信、数据库、缓存）都通过构造函数注入，方便替换和测试，比如用模拟短信突破平台限制；
3. 分层清晰：业务逻辑（注册登录）、数据访问（ODB/Redis/ES）、服务调用（ServiceManager）分层，修改某一层不影响其他层。

这些问题都是实战中踩出来的，比单纯的代码实现更有价值。