高性能 C++ 社交平台7：JWT 签发、会话存储与单设备策略

登录态管理：JWT 签发、会话存储与单设备策略

本文是 SwiftChatSystem 后端系列博客的第七篇，介绍 OnlineSvr 的职责、SessionStore、Login/Logout/ValidateToken 实现、单设备策略，以及 ValidateToken 与 JwtVerify 的区别和两种鉴权场景。

一、OnlineSvr 的职责边界

AuthSvr 负责「身份」（注册、校验账号密码、用户资料），OnlineSvr 负责「登录态」：

Token 的唯一签发方是 OnlineSvr。客户端先通过 AuthSvr.VerifyCredentials 校验账号密码，再通过 OnlineSvr.Login 获取 JWT；后续 WebSocket 登录与业务请求都携带该 Token。

二、接口概览

2.1 三个 RPC

service OnlineService {
rpc Login(LoginRequest) returns (LoginResponse);
rpc Logout(LogoutRequest) returns (swift.common.CommonResponse);
rpc ValidateToken(TokenRequest) returns (TokenResponse);
}

Login 的入参为 user_id、device_id、device_type；user_id 来自 AuthSvr.VerifyCredentials，表示已在 AuthSvr 侧完成身份校验。

三、SessionStore 与 RocksDB 实现

3.1 会话数据结构

struct SessionData {
std::string user_id;
std::string device_id; // 设备标识，单设备策略用
std::string token; // 当前会话的 JWT
int64_t login_time = 0;
int64_t expire_at = 0; // Token 过期时间戳
};

每个 user_id 对应一条会话；单设备策略下，同一 user_id 只允许一个 device_id 登录。

3.2 Store 接口

class SessionStore {
public:
virtual bool SetSession(const SessionData& session) = 0;
virtual std::optional<SessionData> GetSession(const std::string& user_id) = 0;
virtual bool RemoveSession(const std::string& user_id) = 0;
};

3.3 Key 设计

session:{user_id} → SessionData (JSON)

RocksDB 实现中，key 为 session: + user_id，value 为 JSON 序列化的 SessionData。

四、Login 流程与单设备策略

4.1 流程示意

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否

是

否

是

是

否

Login

已有会话?

GenerateToken

device_id 相同?

返回: 已在其他设备登录

Token 有效且未过期?

复用已有 token 返回

SetSession

返回 token + expire_at

4.2 单设备策略逻辑

LoginResult Login(const std::string& user_id,
const std::string& device_id,
const std::string& device_type) {
std::string normalized_device = NormalizeDeviceId(device_id);
auto existing_session = store_->GetSession(user_id);

if (existing_session.has_value()) {
if (existing_session->device_id != normalized_device) {
result.success = false;
result.error = "User already logged in on another device";
return result;
}
// 同设备：若 token 仍有效，直接复用
swift::JwtPayload payload = swift::JwtVerify(existing_session->token, jwt_secret_);
if (payload.valid && existing_session->expire_at > now_ms) {
result.success = true;
result.token = existing_session->token;
result.expire_at = existing_session->expire_at;
return result;
}
}

// 新会话或旧会话已失效：生成新 token 并写入 SessionStore
auto [token, expire_at] = GenerateToken(user_id);
SessionData session{...};
store_->SetSession(session);
result.success = true;
result.token = token;
result.expire_at = expire_at;
return result;
}

要点：

• 已有会话且 device_id 不同 → 拒绝登录，返回「已在其他设备登录」
• 已有会话且 device_id 相同，且 token 未过期 → 复用已有 token
• 无会话或 token 已过期 → 生成新 token 并覆盖 SessionStore

4.3 Token 生成与过期

std::pair<std::string, int64_t> GenerateToken(const std::string& user_id) {
int64_t now_ms = swift::utils::GetTimestampMs();
int expire_hours = static_cast<int>(kTokenExpireDays * 24); // 7 天
std::string token = swift::JwtCreate(user_id, jwt_secret_, expire_hours);
int64_t expire_at = now_ms + kTokenExpireDays * kMsPerDay;
return {token, expire_at};
}

JWT 的 exp 与 SessionData 的 expire_at 对齐，均为 7 天（可配置）。

五、Logout 与会话清理

LogoutResult Logout(const std::string& user_id, const std::string& token) {
store_->RemoveSession(user_id);
result.success = true;
return result;
}

Logout 直接删除该 user_id 的会话。此后，同一 token 再用于 auth.login（WebSocket 登录）时，ValidateToken 会查不到会话，返回 invalid。

六、ValidateToken 与 JwtVerify 的区别

6.1 两种校验方式

6.2 ValidateToken 实现

TokenResult ValidateToken(const std::string& token) {
swift::JwtPayload payload = swift::JwtVerify(token, jwt_secret_);
if (!payload.valid) return result;

auto session = store_->GetSession(payload.user_id);
if (!session) return result;

int64_t now_ms = swift::utils::GetTimestampMs();
if (session->token != token || session->expire_at <= now_ms) {
store_->RemoveSession(payload.user_id); // 会话已失效，清理
return result;
}

result.valid = true;
result.user_id = payload.user_id;
return result;
}

校验顺序：① JwtVerify 验签与过期；② 查 SessionStore；③ 校验 session.token 与当前 token 一致，且 session.expire_at > now。任一不满足则返回 invalid。

6.3 为何需要「查库」

JwtVerify 只看 JWT 本身，登出后 Token 在 exp 前仍可验签通过。ValidateToken 通过 SessionStore 判断该 token 是否仍是「当前有效会话」：登出后会话被删，ValidateToken 失败，从而在 WebSocket 登录场景实现「登出即失效」。

七、两种鉴权场景

7.1 场景 A：WebSocket 登录（ValidateToken）

客户端连接 Gate 的 WebSocket 后，发送 auth.login，payload 带 token、device_id、device_type。Gate 通过 Zone 调用 auth.validate_token，最终到 OnlineSvr.ValidateToken：

OnlineSvrZoneSvrGateSvr客户端OnlineSvrZoneSvrGateSvr客户端#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK p{margin:0;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .labelText,#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .loopText,#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .noteText,#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK .actor-man circle,#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-5aXrvlWv7d4QlehK :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}auth.login {token, device_id, device_type}HandleClientRequest(cmd=auth.validate_token)ValidateToken(token)JwtVerify + GetSession + 比对user_id, valid结果BindUser + UserOnlineauth.login 成功

只有 ValidateToken 返回 valid，Gate 才会 BindUser 并 UserOnline，建立「连接 ↔ 用户」的绑定。

7.2 场景 B：业务接口鉴权（JwtVerify）

业务请求（如 friend.add、chat.send_message）由 Gate 从 Connection 中取出 token，经 Zone 注入到调用 FriendSvr、ChatSvr 等的 gRPC metadata。业务服务通过 GetAuthenticatedUserId(context, jwt_secret) 获取 user_id，内部只调用 JwtVerify，不查 OnlineSvr：

// grpc_auth.cpp
std::string GetAuthenticatedUserId(..., const std::string& jwt_secret) {
std::string token = GetTokenFromContext(context);
if (token.empty()) return "";
JwtPayload payload = JwtVerify(token, jwt_secret);
if (!payload.valid) return "";
return payload.user_id;
}

业务侧不做 RPC，不查库，仅做本地验签，性能更好。

7.3 登出后的行为

• auth.login（WebSocket 登录）：走 ValidateToken，登出后会话已删，会失败。
• 业务接口：走 JwtVerify，登出后、exp 前，Token 仍会被接受。

因此当前设计是「登出后，WebSocket 重连会失败；但在 exp 前，用同一 Token 调业务接口仍会通过」。若需「登出即处处失效」，需在业务路径增加对 ValidateToken 的调用或引入 token 黑名单，会带来额外 RPC 与存储成本；本项目采用折中方案。

八、完整登录链路回顾

从客户端发起登录到建立 WebSocket 绑定，完整流程如下：

GateSvrOnlineSvrAuthSvrZoneSvr客户端GateSvrOnlineSvrAuthSvrZoneSvr客户端#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}@keyframes edge-animation-frame{from{stroke-dashoffset:0;}}@keyframes dash{to{stroke-dashoffset:0;}}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-animation-slow{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 50s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-animation-fast{stroke-dasharray:9,5!important;stroke-dashoffset:900;animation:dash 20s linear infinite;stroke-linecap:round;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-thickness-normal{stroke-width:1px;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-thickness-invisible{stroke-width:0;fill:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW svg{font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW p{margin:0;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actor{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW text.actor>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actor-line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .innerArc{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .messageLine0{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:none;stroke:#333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .messageLine1{stroke-width:1.5;stroke-dasharray:2,2;stroke:#333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW #arrowhead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .sequenceNumber{fill:white;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW #sequencenumber{fill:#333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW #crosshead path{fill:#333;stroke:#333;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .messageText{fill:#333;stroke:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .labelBox{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .labelText,#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .labelText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .loopText,#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .loopText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .loopLine{stroke-width:2px;stroke-dasharray:2,2;stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .note{stroke:#aaaa33;fill:#fff5ad;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .noteText,#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .noteText>tspan{fill:black;stroke:none;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .activation0{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .activation1{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .activation2{fill:#f4f4f4;stroke:#666;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actorPopupMenu{position:absolute;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actorPopupMenuPanel{position:absolute;fill:#ECECFF;box-shadow:0px 8px 16px 0px rgba(0,0,0,0.2);filter:drop-shadow(3px 5px 2px rgb(0 0 0 / 0.4));}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actor-man line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW .actor-man circle,#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW line{stroke:hsl(259.6261682243, 59.7765363128%, 87.9019607843%);fill:#ECECFF;stroke-width:2px;}#mermaid-svg-2GQwt5oaVfZNIIDW :root{–mermaid-font-family:\”trebuchet ms\”,verdana,arial,sans-serif;}1. 账号密码登录（获取 Token）2. WebSocket 连接并绑定用户auth.login {username, password}VerifyCredentials(username, password)user_id, profileLogin(user_id, device_id, device_type)单设备校验 + GenerateToken + SetSessiontoken, expire_atauth.login 成功 {user_id, token, expire_at}WebSocket 连接auth.login {token, device_id, device_type}HandleClientRequest(auth.validate_token, token)ValidateToken(token)user_id, valid结果BindUser(conn_id, user_id, token)UserOnline(user_id, gate_id, …)auth.login 成功

第一步的 auth.login 使用 username+password，由 Zone 的 AuthSystem 串联 AuthSvr.VerifyCredentials 与 OnlineSvr.Login；第二步的 auth.login 使用 token，用于 WebSocket 连接时的身份绑定。

九、配置与小结

9.1 主要配置项

9.2 小结

OnlineSvr 的核心设计可归纳为：

下一篇文章将介绍 FriendSvr 的好友关系、分组与黑名单设计，敬请期待。