C# 实现短信验证码发送与 Redis 限制发送次数功能

随着互联网的快速发展，短信验证码成为了用户注册、登录、找回密码等操作的重要验证手段。然而，为了防止恶意用户或机器人频繁发送验证码，造成资源浪费或系统压力，我们需要对短信验证码的发送次数进行限制。本文将介绍如何使用 C# 结合 Redis 来实现短信验证码的发送，并对发送次数进行限制。

一、准备工作

在开始之前，请确保你已经安装了以下工具和库：

1. .NET Core SDK：用于开发 C# 应用程序。
2. StackExchange.Redis：C# 操作 Redis 的客户端库。
3. 一个可用的短信服务：例如 Twilio、阿里大于等，用于实际发送短信。

二、安装 StackExchange.Redis

你可以通过 NuGet 包管理器来安装 StackExchange.Redis。在命令行中运行以下命令：

dotnet add package StackExchange.Redis

或者在 Visual Studio 的 NuGet 包管理器中搜索并安装。

三、实现短信验证码发送

首先，你需要一个短信服务提供商的 API 来实际发送短信。这里以 Twilio 为例，但你可以根据需要替换为其他提供商。

1. 配置 Twilio 账号和 Token

在 appsettings.json 中添加你的 Twilio 账号和 Token：

{
"Twilio": {
"AccountSid": "your_account_sid",
"AuthToken": "your_auth_token"
 }
}

2. 发送短信

创建一个 SmsService 类来封装短信发送的逻辑：

using Twilio;
using Twilio.Rest.Api.V2010.Account;
using Twilio.Types;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using System.Threading.Tasks;

public class SmsService
{
private readonly string _accountSid;
private readonly string _authToken;
private readonly TwilioRestClient _client;

public SmsService(IConfiguration configuration)
 {
 _accountSid = configuration["Twilio:AccountSid"];
 _authToken = configuration["Twilio:AuthToken"];
 _client = new TwilioRestClient(_accountSid, _authToken);
 }

public async Task SendSmsAsync(string toPhoneNumber, string verificationCode)
 {
var message = MessageResource.Create(
 body: $"Your verification code is: {verificationCode}",
from: new PhoneNumber("+15017122661"), // 替换为你的 Twilio 电话号码
 to: new PhoneNumber(toPhoneNumber)
 );
await _client.ExecuteAsync(message);
 }
}

四、使用 Redis 限制发送次数

为了防止滥用，我们将使用 Redis 来跟踪每个用户（或每个手机号）在特定时间段内发送验证码的次数。

1. 配置 Redis 连接

在 appsettings.json 中添加 Redis 连接字符串：

{
"Redis": {
"ConnectionString": "localhost:6379" // 替换为你的 Redis 服务器地址和端口
 },
// ... 其他配置 ...
}

2. 创建 Redis 服务

创建一个 RedisService 类来封装 Redis 操作：

using StackExchange.Redis;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class RedisService
{
private static ConnectionMultiplexer redis;
private readonly string _connectionString;
private readonly IDatabase _db;

public RedisService(IConfiguration configuration)
 {
 _connectionString = configuration["Redis:ConnectionString"];
 redis = ConnectionMultiplexer.Connect(_connectionString);
 _db = redis.GetDatabase();
 }

public async Task<long> IncrementAsync(string key)
 {
return await _db.StringIncrementAsync(key);
 }

public async Task<long> GetAsync(string key)
 {
return await _db.StringGetAsync(key).ContinueWith(t => t.Result == RedisValue. ? 0 : Convert.ToInt64(t.Result));
 }

// ... 其他 Redis 操作 ...
}

3. 限制发送次数

在发送短信之前，先检查 Redis 中该手机号的发送次数：

public async Task<bool> TrySendSmsAsync(string phoneNumber, string verificationCode)
{
var key = $"sms:limit:{phoneNumber}"; // Redis 键名格式：sms:limit:{phoneNumber}
var count = await _redisService.GetAsync(key); // 获取当前发送次数
if (count >= 5) // 假设每小时最多发送 5 次验证码
 {
return false; // 达到限制，不发送验证码
 }
await _smsService.SendSmsAsync(phoneNumber, verificationCode); // 发送验证码
await _redisService.IncrementAsync(key); // 增加发送次数计数
// 可以设置 Redis 键的过期时间，例如 1 小时后过期，以便在 1 小时后重置计数。
// 这里为了简化示例，省略了设置过期的代码。你可以使用 _db.KeyExpireAsync(key, TimeSpan.FromHours(1)) 来设置。
return true; // 发送成功
}

五、总结与注意事项

本文介绍了如何使用 C# 结合 Redis 来实现短信验证码的发送，并对发送次数进行限制。在实际应用中，你可能还需要考虑以下几点：

1. 错误处理：确保在发送短信和处理 Redis 数据时捕获并处理可能发生的异常。
2. 安全性：保护你的 Twilio 和 Redis 凭据，避免将它们暴露在源代码或配置文件中。使用环境变量或安全的配置管理工具来存储这些敏感信息。
3. 性能优化：在高并发场景下，你可能需要优化 Redis 和短信服务的性能。例如，使用 Redis 的管道化操作来减少网络往返时间，或使用短信服务的批量发送功能。
4. 用户体验：确保在达到发送限制时向用户提供清晰的反馈，并告知他们何时可以再次尝试发送验证码。