用 Spring Boot + Redis 实现哔哩哔哩弹幕系统(上篇博客改进版)

发布于:2025-07-09 ⋅ 阅读:(13) ⋅ 点赞:(0)

用 Spring Boot + Redis 实现哔哩哔哩弹幕系统

支持:历史弹幕 + 实时弹幕 + 敏感词过滤 + 限频 + 持久化


🧩 项目功能总览

功能模块 技术实现
🎞 历史弹幕 Redis List 存储,按时间排序展示
📡 实时弹幕 WebSocket 双向通信 + 广播
🚫 敏感词过滤 Redis Set 管理敏感词,系统提醒用户
🚦 弹幕防刷限频 Redis 键限速,每人 2 秒 1 条
📦 持久化存储 Redis 弹幕每 30 秒批量写入 MySQL
🧑‍💼 管理接口 敏感词添加/删除/查看 REST 接口

🧱 技术栈

层级 技术 说明
后端 Spring Boot 主体开发框架
通信 WebSocket 实时弹幕传输
缓存 Redis 弹幕缓存、限频控制
数据库 MySQL 弹幕历史存储
前端 HTML + JS 视频播放 + 弹幕显示

🗃️ 弹幕数据模型(MySQL)

CREATE TABLE danmu (
  id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
  video_id BIGINT NOT NULL,
  user_id VARCHAR(50),
  text VARCHAR(255),
  time_in_video DOUBLE,
  send_time DATETIME
);

☁️ Redis 数据结构设计

Key 类型 示例值
danmu:video:{videoId} List 弹幕 JSON,按时间顺序
filter:words Set 管理敏感词
limit:user:{userId} String 限制用户发送频率

☁️ Redis 存弹幕(实时 + 历史)

  • 弹幕按 timeInVideo 入 Redis List
  • 前端加载 Redis 弹幕,根据视频播放进度展示
  • 每隔 30 秒自动将 Redis 弹幕落库并清除缓存

🔐 敏感词过滤系统(服务 + 接口)

🔧 Redis Filter Service

@Service
public class DanmuFilterService {
    @Autowired RedisTemplate<String, String> redis;
    public boolean containsForbidden(String text) {
        Set<String> words = redis.opsForSet().members("filter:words");
        return words != null && words.stream().anyMatch(text::contains);
    }
}

🔧 管理接口

@RestController
@RequestMapping("/api/filters")
public class FilterController {

    @Autowired RedisTemplate<String, String> redis;

    @PostMapping("/add")
    public String add(@RequestParam String word) {
        redis.opsForSet().add("filter:words", word);
        return "添加成功";
    }

    @PostMapping("/remove")
    public String remove(@RequestParam String word) {
        redis.opsForSet().remove("filter:words", word);
        return "删除成功";
    }

    @GetMapping("/list")
    public Set<String> list() {
        return redis.opsForSet().members("filter:words");
    }
}

🚦 弹幕限频控制

👮 Redis 限流器

@Service
public class DanmuRateLimitService {
    @Autowired RedisTemplate<String, String> redis;

    public boolean isTooFast(String userId) {
        String key = "limit:user:" + userId;
        if (redis.hasKey(key)) return true;
        redis.opsForValue().set(key, "1", Duration.ofSeconds(2));
        return false;
    }
}

🔄 定时将弹幕持久化到 MySQL

@Component
public class DanmuBackupTask {

    @Autowired RedisTemplate<String, String> redis;
    @Autowired DanmuRepository danmuRepo;
    Gson gson = new Gson();

    @Scheduled(fixedRate = 30000) // 每 30 秒
    public void flushToDb() {
        Set<String> keys = redis.keys("danmu:video:*");
        if (keys == null) return;

        for (String key : keys) {
            List<String> list = redis.opsForList().range(key, 0, -1);
            if (list == null || list.isEmpty()) continue;
            List<Danmu> danmus = list.stream().map(j -> gson.fromJson(j, Danmu.class)).toList();
            danmuRepo.saveAll(danmus);
            redis.delete(key); // 清空 Redis
        }
    }
}

📡 WebSocket 处理器(敏感词 + 限频 + 广播)

@ServerEndpoint("/ws/danmu/{videoId}/{userId}")
@Component
public class DanmuWebSocket {

    private static final Map<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

    private static DanmuFilterService filterService;
    private static DanmuRateLimitService rateLimitService;
    private static RedisTemplate<String, String> redis;

    @Autowired
    public void setDeps(DanmuFilterService f, DanmuRateLimitService r, RedisTemplate<String, String> rt) {
        filterService = f;
        rateLimitService = r;
        redis = rt;
    }

    @OnOpen
    public void onOpen(Session session) {
        sessions.put(session.getId(), session);
    }

    @OnMessage
    public void onMessage(String msgJson, Session session,
                          @PathParam("videoId") String videoId,
                          @PathParam("userId") String userId) {
        Danmu danmu = new Gson().fromJson(msgJson, Danmu.class);
        danmu.setUserId(userId);
        danmu.setSendTime(LocalDateTime.now());

        // 限频
        if (rateLimitService.isTooFast(userId)) {
            sendTo(session, "[系统通知] 请勿频繁发送弹幕!");
            return;
        }

        // 敏感词
        if (filterService.containsForbidden(danmu.getText())) {
            sendTo(session, "[系统通知] 弹幕含违禁词,已屏蔽!");
            return;
        }

        // 存 Redis
        redis.opsForList().rightPush("danmu:video:" + videoId, new Gson().toJson(danmu));

        // 广播
        sessions.values().forEach(s -> sendTo(s, new Gson().toJson(danmu)));
    }

    private void sendTo(Session session, String msg) {
        try { session.getBasicRemote().sendText(msg); } catch (Exception e) {}
    }

    @OnClose
    public void onClose(Session session) {
        sessions.remove(session.getId());
    }
}

💻 前端弹幕逻辑(伪代码)

// 加载历史弹幕
fetch("/api/danmu/history?videoId=123")
  .then(res => res.json())
  .then(data => {
    danmus = data.sort((a, b) => a.time - b.time);
  });

setInterval(() => {
  const currentTime = video.currentTime;
  while (danmus.length && danmus[0].time <= currentTime) {
    showDanmu(danmus.shift().text);
  }
}, 200);

// 连接 WebSocket
const ws = new WebSocket("ws://localhost:8080/ws/danmu/123/userA");
ws.onmessage = e => showDanmu(JSON.parse(e.data).text);

// 发送弹幕
function sendDanmu(text) {
  ws.send(JSON.stringify({ text, time: video.currentTime }));
}

✅ 最终效果

功能 效果
实时弹幕 多用户同步,实时显示
历史弹幕 视频播放自动同步
敏感词拦截 系统通知+拦截广播
防刷控制 每 2 秒最多 1 条
持久化保障 弹幕定时入库


🧪 当前系统存在的缺点分析

分类 问题描述 影响 改进建议
🏗 架构 WebSocket 逻辑中 Redis 和 Spring Bean 注入依赖手动静态赋值 不规范,难维护,容易出错 使用 @Component + @ServerEndpointExporter 或 Spring WebSocket(STOMP)替代
💾 数据存储 Redis 弹幕写入后一次性 flush 到 MySQL,每次清空缓存 如果任务挂掉,数据可能丢失 采用 MQ(如 Kafka)异步写库,或采用 AOF 持久化增强安全性
🧍‍♂️ 用户控制 弹幕限频基于 Redis 键,粒度较粗(用户级 2 秒) 不能支持每用户每视频限频、动态限速 改为 Lua 脚本实现限流(滑动窗口或令牌桶)更精准
🔎 敏感词检测 整体为“包含”检测,容易误伤、无法处理变形词 用户体验下降 + 容易绕过 支持正则、Trie 树、拼音转写等模糊检测方案
📋 管理后台 敏感词接口无权限保护,任意人可添加/删除 高危漏洞 使用 Spring Security + 登录鉴权系统
📈 弹幕密度 当前只支持“每秒多条弹幕”的简单展示方式 弹幕重叠、遮挡,影响观看 加入轨道(轨迹)管理:每条弹幕分配不重复轨道并添加动画队列
📺 前端展示 弹幕展示样式较简单,没有封装动画、颜色、字体大小 不够炫酷,体验不如 B 站 使用 canvas 或独立 JS 弹幕引擎如 danmaku.js
📶 多节点支持 当前广播使用内存 Map 保存所有 Session 无法扩展多实例部署 引入消息中间件(如 Redis Pub/Sub、Kafka)实现弹幕广播中转
💬 消息格式 弹幕是纯文本,缺乏弹幕类型(滚动/顶端/底端)、颜色等字段 无法实现个性化弹幕样式 扩展弹幕数据结构支持样式字段:如 { text, type, color, fontSize }

✅ 总结建议

优化方向 推荐技术
高可用架构 Spring WebSocket + Redis Pub/Sub + Kafka
数据安全 Redis AOF + MQ 异步写库
用户限频 Redis Lua 限流脚本(滑动窗口算法)
敏感词检测 DFA + 正则匹配 + 后台管理审查
前端动画 使用弹幕引擎库,如 danmaku.js / canvas 实现
安全控制 Spring Security + RBAC 管理员角色


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