用Redis集群搞JWT认证，性能和扩展性咋样聊聊吧

先明白JWT认证的痛点

要理解为什么引入Redis,得先看看纯JWT是怎么工作的，标准的JWT（JSON Web Token）号称是“无状态”的，意思是服务器签发一个令牌给你，里面编码了你的用户ID、权限等信息，还带个签名防止篡改，你下次带着这个令牌来，服务器只要验证一下签名没错，就直接相信里面的内容，给你授权，这听起来很完美，服务器不用存任何会话状态，省心省力。

但这里面有个大问题：注销和踢人下线非常困难，因为令牌在生效期内始终是有效的，除非等到它自己过期，想象一下，你刚在手机上改了密码，想让之前丢失的手机上的APP强制退出，或者管理员想立刻禁掉一个违规用户，纯JWT就束手无策了，常见的解决办法是弄一个“黑名单”，但黑名单总得有个地方存吧？而且这个黑名单必须能被所有处理请求的服务器节点访问到，这时候，一个高性能、共享的存储就显得非常关键，Redis自然就成了首选。

Redis集群如何介入JWT认证

用Redis集群搞JWT认证,通常不是完全取代JWT，而是给它加一个“状态层”，形成一种“中心化令牌”或“参考令牌”的混合模式，具体做法可以是这样：

1. 登录成功时：服务器除了生成标准的JWT令牌（这个令牌的过期时间可以设得短一点，比如15分钟）返回给客户端外，还会在Redis集群里存一条记录，这条记录的Key可以是令牌的唯一标识（如JTI）或者就是用户ID，Value可以简单存个“有效”标记，或者存更详细的会话信息，给这个Key设置一个过期时间，这个时间可以和JWT令牌的长过期时间（比如7天）一致。
2. 验证令牌时：客户端带着JWT令牌过来，服务器先做常规操作：检查签名是否有效、令牌是否过期，这一步很快，因为是本地计算。关键的一步来了：服务器会接着去Redis集群里查一下，对应这个令牌或用户的记录是否存在，如果存在，说明令牌是有效的，允许访问；如果Redis里找不到，就算JWT本身没过期，也认为是无效令牌（比如已经被注销了）。
3. 注销或踢人时：这就变得非常简单了，只需要直接删除Redis集群中对应那个令牌或用户ID的记录即可，下次该令牌再来验证时，一查Redis发现记录没了，认证就会失败，如果想强制所有用户重新登录，甚至可以清空整个认证相关的Redis数据库。

性能怎么样？

性能方面,这主要取决于Redis集群本身的表现。

• Redis的优势：Redis的核心优势就是快，它把所有数据放在内存里，读写操作基本都是微秒级的，对于认证这种高频、小数据量的请求（简单的GET、SET、DEL操作）Redis的处理速度极快，带来的额外延迟非常低，通常在1毫秒以内，这比去传统的数据库（如MySQL）里查黑名单要快几个数量级。
• 集群的加成：单机Redis有内存和性能瓶颈，而Redis集群通过分片（Sharding）把数据分散到多个主节点上，实现了水平扩展，这意味着，理论上只要增加集群的节点，就可以线性地提升存储容量和吞吐量，轻松应对海量用户同时在线的高并发认证请求，一个处理千万级日活的App，其认证压力对配置良好的Redis集群来说是完全能够承受的。
• 潜在的瓶颈：性能瓶颈可能出现在网络I/O上，因为每次认证都需要一次网络往返来访问Redis集群，如果应用服务器和Redis集群之间的网络延迟很高（比如跨机房部署），那么累积起来的延迟就会比较可观，确保Redis集群和应用服务器在低延迟的网络环境下（如同一个数据中心内）是保证高性能的关键。

扩展性咋样？

扩展性恰恰是使用Redis集群的主要好处之一。

• 轻松应对增长：正如前面提到的，Redis集群的水平扩展能力非常强，当用户量暴涨时，你不需要重构整个认证架构，基本上就是给Redis集群增加更多的节点，然后做一下数据重新分片（resharding）就行了，这个过程甚至可以做到不停机。
• 适应分布式架构：现代应用基本都是分布式、微服务架构，你的认证服务可能部署了多个实例，用户请求可能被负载均衡到任何一台服务器上，Redis集群作为一个统一、共享的中心化存储，保证了无论请求打到哪台服务器，都能查到同一份权威的令牌状态信息，完美支持了应用的横向扩展。
• 灵活性：在这种模式下，你可以灵活控制令牌的生命周期，你可以利用Redis实现“记住我”功能（设置长过期时间），也可以实现精确到秒的即时注销，你还可以在Redis的Value里存储更多信息，如用户权限列表，这样认证服务在验证令牌的同时就能把权限也一并返回，省去了后续再查权限的开销。

需要注意的挑战

没有完美的方案,这么做也会引入一些需要考虑的问题：

1. 系统复杂性增加：你从一个“无状态”的简单架构，变成了一个“有状态”的、依赖外部缓存集群的架构，你需要额外维护一套Redis集群，保证其高可用，这增加了运维的复杂度。
2. 网络依赖和单点故障风险：虽然Redis集群本身可以做到高可用（通过主从复制和故障转移），但如果整个集群出现不可用（比如网络分区、重大故障），那么整个认证系统就会瘫痪，导致所有用户无法登录，对Redis集群的监控、备份和容灾设计至关重要。
3. 数据一致性：在极少数情况下，比如Redis集群发生故障转移时，可能会有短暂的数据不一致窗口（刚写入主节点的注销记录还未同步到从节点，主节点就挂了），但对于认证场景来说，这种短暂的不一致（导致用户晚几秒钟才被踢下线）通常是可以接受的。

总结一下

用Redis集群来增强JWT认证,是一种非常常见且实用的“黄金组合”，它用很小的性能代价（极低的网络延迟），换来了极大的灵活性和强大的控制力，特别是解决了JWT最大的软肋——无法即时失效的问题，Redis集群天生的高性能和水平扩展能力，使得这套方案能够很好地支撑从小型应用到超大规模互联网服务的认证需求，关键在于，你的团队是否愿意并能够承担起维护一个高可用Redis集群的运维成本，以换取业务上对安全性和用户体验的精准控制。