C++ 微服务 UserServer 核心设计与实战

核心依赖拆解

核心功能落地细节

1. 用户注册：不只是存数据

注册逻辑看似简单，但细节决定成败，比如密码强度、昵称重复检查。关键代码如下：

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);
}

早期曾因未做密码校验，导致特殊字符输入引发数据库异常。后来增加了严格的字符校验，并在日志中记录非法密码，极大方便了排查。

2. 手机号验证码：模拟服务突破限制

真实短信服务（如阿里云 DMS）需要企业资质，个人开发无法使用。因此设计了 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 读取。

MockSmsClient 设计：

// 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);
}

关键优势在于：对接真实短信服务时，只需实现一个 RealSmsClient 保持 send 接口一致，在 UserServerBuilder 里更换注入对象即可，业务代码零改动。

3. 登录会话管理：Redis 防多端登录

登录成功后生成会话 ID（ssid）存入 Redis，并标记用户登录状态，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);
}

这里 _redis_session 和 _redis_status 是封装好的 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，流程涉及上传文件→更新 MySQL→同步 ES：

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);
}

经验表明，文件服务调用可能失败，后期增加了重试机制（失败后重试 2 次），并在日志中打印服务地址和错误信息，便于区分网络问题或服务本身故障。

常见陷阱与解决方案

1. ODB 代码生成遗漏

初期使用 ODB ORM 时，只写了 user.hxx，未生成 ORM 实现代码，编译时报错 undefined reference to odb::access::object_traits_impl。

解决步骤：

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 中添加生成的 .cxx 文件：

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

曾在 make_redis_object 中创建了 Codes 实例，但未赋值给成员变量，导致 make_mock_sms_object 时 _codes_client 为空指针崩溃。

解决： 调整初始化顺序，确保 Redis 客户端先初始化，再创建依赖它的对象：

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

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

编译报错 undefined reference to sw::redis::Redis::set，原因是 CMake 未链接 swredis++ 和 hiredis。

解决： 在 CMake 中显式添加链接：

find_package(swredis++ REQUIRED)
find_package(hiredis REQUIRED)

target_link_libraries(user_server PRIVATE 
    sw::redis++::swredis++ 
    hiredis::hiredis 
    odb::mysql 
    elasticlient::elasticlient 
    brpc 
    pthread
)

总结

UserServer 的设计核心在于三点：

1. 无状态设计：会话和状态均置于 Redis，本地不存数据，便于横向扩展；
2. 依赖注入优先：所有外部依赖通过构造函数注入，替换实现仅需修改构建层，极大提升可测试性；
3. 分层清晰：业务逻辑、数据访问、服务调用分层明确，降低耦合度。

做用户服务时，最容易被忽视的是'可测试性'和'容错性'。例如早期未做模拟短信导致无法本地测试手机号登录，未加重试机制导致文件服务超时即失败。这些实战中的教训往往比单纯的代码实现更有价值。