使用Lua和OpenResty搭建验证码服务器

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9.2k 词

Lua下有个Lua-GD图形库，通过简单的Lua语句就能控制、生成图片。

环境说明：

  • 操作系统：RHEL6.4
  • RHEL系统默认已安装RPM包的Lua-5.1.4，但其只具有Lua基本功能，不提供 lua.h 等，但 Lua-GD 编译需要用到 lua.h，故 Lua 需要编译安装。
  • Lua-GD 版本号格式为X.Y.XrW，其中X.Y.Z代表gd版本，W代表效力版本，所以 lua-gd 版本：lua-gd-2.0.33r2 相对应 gd 版本为：gd-2.0.33，须注意保持一致。
  • 因生成gif的lua脚本中用到md5加密，故需编译安装md5。
  • 因为生成图片需要唯一命名，故依赖 UUID

另外：

以下操作均以root用户运行，并且以下脚本的当前目录为/opt，即所有的下载的文件都会保存在/opt目录下。

需要安装的软件如下：

  • OpenResty：WEB应用服务器，部署lua代码，提供URL供用户调用和访问
  • LuaJIT：LUA代码解释器，使用OpenResty中集成的版本
  • GD库：C图形库
  • Lua-GD库：Lua绑定的C图形库，使得lua可调用gd
  • Lua-Resty-UUID库：用于生成UUID，保证图片命名唯一性
  • LuaSocket：lua 的 socket 库

安装编译所需软件包:

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$ yum install -y make gcc

下载并编译安装 lua-5.1：

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$ yum install -y readline-devel
$ wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.1.4.tar.gz
$ tar lua-5.1.4.tar.gz
$ cd lua-5.1.4
$ make linux
$ make linux install

安装 gd

GD版本：gd-2.0.33

下载地址: http://www.boutell.com/gd/http/gd-2.0.33.tar.gz

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$ yum install -y libjpeg-devel libpng-devel freetype-devel fontconfig-devel libXpm-devel

$ wget http://www.boutell.com/gd/http/gd-2.0.33.tar.gz
$ tar zvxf gd-2.0.33.tar.gz
$ cd gd-2.0.33
$ ./configure
$ make && make install

安装 Lua-gd 库

Lua-GD版本：lua-gd-2.0.33r2

下载地址: http://jaist.dl.sourceforge.net/project/lua-gd/lua-gd/lua-gd-2.0.33r2%20%28for%20Lua%205.1%29/lua-gd-2.0.33r2.tar.gz

开发手册可参考: http://ittner.github.io/lua-gd/manual.html

说明：

须先完成gd的安装，且版本号必须为gd-2.0.33
调用Lua-GD库的lua代码须由OpenResty中集成的LuaJIT解释执行

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$ wget http://sourceforge.net/projects/lua-gd/files/lua-gd/lua-gd-2.0.33r2%20(for%20Lua%205.1)/lua-gd-2.0.33r2.tar.gz/download?use_mirror=jaist
$ tar zvxf lua-gd-2.0.33r2.tar.gz
$ cd lua-gd-2.0.33r2

接写来修改Makefile文件：

  • 注释第36～42行
  • 打开第48～52行注释，并做如下修改
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OUTFILE=gd.so
CFLAGS=-Wall `gdlib-config --cflags` -I/usr/local/include/lua -O3    //第49行，修改 lua 的 C 库头文件所在路径
GDFEATURES=`gdlib-config --features |sed -e "s/GD_/-DGD_/g"`
LFLAGS=-shared `gdlib-config --ldflags` `gdlib-config --libs` -llua -lgd  //第51行，取消lua库版本号51
INSTALL_PATH=/usr/local/lib/lua/5.1    //第52行，设置 gd.so 的安装路径

$(CC) -fPIC -o ...  //第70行，gcc 编译，添加 -fPIC 参数

然后编译：

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$ make && make install

安装 md5

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$ yum install unzip

$ wget https://github.com/keplerproject/md5/archive/master.zip -O md5-master.zip
$ unzip md5-master.zip
$ cd md5-master
$ make && make install

安装 Lua-resty-UUID 库

调用系统的UUID模块生成的由32位16进制（0-f）数组成的的串，本模块进一步压缩为62进制。正如你所想，生成的UUID越长，理论冲突率就越小，请根据业务需要自行斟酌。 基本思想为把系统生成的16字节（128bit）的UUID转换为62进制（a-zA-Z0-9），同时根据业务需要进行截断。

下载地址: https://github.com/dcshi/lua-resty-UUID/archive/master.zip

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$ yum -y install libuuid-devel
$ wget https://github.com/dcshi/lua-resty-UUID/archive/master.zip -O lua-resty-UUID-master.zip
$ unzip lua-resty-UUID-master.zip
$ cd lua-resty-UUID-master/clib
$ make

下载nginx sysguard模块

如果nginx被攻击或者访问量突然变大，nginx会因为负载变高或者内存不够用导致服务器宕机，最终导致站点无法访问。
今天要谈到的解决方法来自淘宝开发的模块nginx-http-sysguard，主要用于当负载和内存达到一定的阀值之时，会执行相应的动作，比如直接返回503,504或者其他的。一直等到内存或者负载回到阀值的范围内，站点恢复可用。简单的说，这几个模块是让nginx有个缓冲时间，缓缓。

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$ wget https://github.com/alibaba/nginx-http-sysguard/archive/master.zip -O nginx-http-sysguard-master.zip
$ unzip nginx-http-sysguard-master.zip

安装 OpenResty

OpenResty（也称为 ngx_openresty）是一个全功能的 Web 应用服务器。它打包了标准的 Nginx 核心，很多的常用的第三方模块，以及它们的大多数依赖项。
OpenResty 中的 LuaJIT 组件默认未激活，需使用 --with-luajit 选项在编译 OpenResty 时激活,使用--add-module，添加上sysguard模块

安装的版本：1.2.7.6

下载地址：

先安装依赖软件，然后在编译代码，编译时使用--perfix选项指定 OpenResty 的安装目录，--with-luajit 选项激活 LuaJIT 组件。

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$ yum -y install gcc make gmake openssl-devel pcre-devel readline-devel zlib-devel

$ wget http://openresty.org/download/ngx_openresty-1.2.7.6.tar.gz
$ tar zvxf ngx_openresty-1.2.7.6.tar.gz
$ cd ngx_openresty-1.2.7.6
$ ./configure --with-luajit --with-http_stub_status_module --add-module=/opt/nginx-http-sysguard-master/
$ gmake && gmake install

创建软连接：

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$ ln -s /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx /usr/sbin/nginx

安装 Redis Server

Lua 脚本功能是 Reids 2.6 版本的最大亮点， 通过内嵌对 Lua 环境的支持， Redis 解决了长久以来不能高效地处理 CAS （check-and-set）命令的缺点， 并且可以通过组合使用多个命令， 轻松实现以前很难实现或者不能高效实现的模式。

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$ wget http://redis.googlecode.com/files/redis-2.6.14.tar.gz
$ tar zvxf redis-2.6.14.tar.gz
$ cd redis-2.6.14
$ make && make install

$ mkdir -p /usr/local/redis/conf
$ cp redis.conf /usr/local/redis/conf/
~~~ 



> LuaSocket是一个Lua扩展库，它能很方便地提供SMTP、HTTP、FTP等网络议访问操作。

LuaSocket版本：luasocket-2.0-beta2

下载地址: <http://files.luaforge.net/releases/luasocket/luasocket/luasocket-2.0-beta2/luasocket-2.0-beta2.tar.gz>


~~~bash
$ wget http://files.luaforge.net/releases/luasocket/luasocket/luasocket-2.0.2/luasocket-2.0.2.tar.gz
$ tar zvxf luasocket-2.0.2.tar.gz
$ cd luasocket-2.0.2
$ make -f makefile.Linux

安装 redis-lua 库

Redis-Lua版本：2.0

下载地址: https://github.com/nrk/redis-lua/archive/version-2.0.zip

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$ wget https://github.com/nrk/redis-lua/archive/version-2.0.zip
$ unzip redis-lua-version-2.0.zip
$ cd redis-lua-version-2.0

然后，拷贝redis.lua至所需目录。

lua调用方式如下：

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local redis = require(“redis”)

安装 zklua

zklua 仅依赖 zookeeper c API 实现，一般存在于 zookeeper-X.Y.Z/src/c， 因此你需要首先安装 zookeeper c API。

zookeeper c API 安装:

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$ wget http://mirrors.cnnic.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.5/
$ tar zvxf zookeeper-3.4.5
$ cd zookeeper-3.4.5/src/c
$ ./configure
$ make && make install

然后安装zklua：

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$ wget https://github.com/forhappy/zklua/archive/master.zip -O zklua-master.zip
$ unzip zklua-master.zip
$ cd zklua-master
$ make  && make install

修改配置文件

配置openresty

openresty安装在/usr/local/openresty目录，在其目录下创建lualib，用于存放上面安装的一些动态连接库

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mkdir -p  /usr/local/openresty/lualib/captcha
cp lua-resty-UUID-master/clib/libuuidx.so /usr/local/openresty/lualib/captcha/  #拷贝uuid的库文件
cp -r lua-resty-UUID-master/lib/* /usr/local/openresty/lualib/captcha/

cp luasocket-2.0.2/luasocket.so.2.0 /usr/local/openresty/lualib/captcha/		#拷贝luasocket的库文件到/usr/local/openresty/lualib/captcha/
ln -s  /usr/local/openresty/lualib/captcha/luasocket.so.2.0 /usr/local/openresty/lualib/captcha/socket.so

cp redis-lua-version-2.0/src/redis.lua /usr/local/openresty/lualib/captcha/     #拷贝reis.lua到/usr/local/openresty/lualib/captcha/

mkdir -p /usr/local/openresty/lualib/zklua										#拷贝zklua文件到/usr/local/openresty/lualib/captcha/
cp cd zklua-master/zklua.so /usr/local/openresty/lualib/zklua/

配置nginx

创建www用户：

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useradd -M -s /sbin/nologin www

编辑ngnix.conf，内容如下：

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    user  www;
    worker_processes  31;
    error_log  logs/error.log;
    pid        logs/nginx.pid;
    worker_rlimit_nofile 65535;
    events {
    	worker_connections 1024;
    	use epoll;
	   }

    http {
	include       	mime.types;
	default_type 	application/octet-stream;
	log_format  	main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
			      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
	               	      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
	access_log  	logs/access.log  main;
	sendfile        on;
	tcp_nopush      on;
	tcp_nodelay     on;
	keepalive_timeout  65;
	gzip  		on;
	gzip_min_length 1K;
	gzip_buffers 4 	8k;
	gzip_comp_level 2;
	gzip_types 	text/plain image/gif image/png image/jpg application/x-javascript text/css application/xml text/javascript;
	gzip_vary 	on;
	
	upstream redis-pool{
	        server 127.0.0.1:10005;
		keepalive 1024;
        }

    server {
        sysguard on;
        sysguard_load load=90 action=/50x.html;
        server_tokens off;
        listen       10002;
        server_name  localhost;
        charset utf-8;

        location / {
        root   html;
        index  index.html index.htm;
        }

	#-----------------------------------------------------------------------------------------
	
	# 验证码生成
	location /captcha {
		set $percent 0;
		set $modecount 1;
		content_by_lua_file /usr/local/openresty/nginx/luascripts/luajit/captcha.lua;
	}

	#-----------------------------------------------------------------------------------------
	
	# 验证码校验	
	location /captcha-check {
	        content_by_lua_file /usr/local/openresty/nginx/luascripts/luajit/captcha-check.lua;
        }

        # 验证码删除	
	location /captcha-delete {
		content_by_lua_file /usr/local/openresty/nginx/luascripts/luajit/captcha-delete.lua;
	}
	
	#-----------------------------------------------------------------------------------------

	# 样式1-静态图片
	location /mode1 {
		content_by_lua_file /usr/local/openresty/nginx/luascripts/luajit/mode/mode1.lua;
	} 
	
	#-----------------------------------------------------------------------------------------

	# redis中添加key-value
	location /redisSetQueue {
		internal;
		set_unescape_uri $key $arg_key;
		set_unescape_uri $val $arg_val; 
		redis2_query rpush $key $val;
		redis2_pass redis-pool;
	}
	# redis中获取captcha-string
	location /redisGetStr {
		internal;
		set_unescape_uri $key $arg_key;
		redis2_query lindex $key 0;
		redis2_pass redis-pool;
	}
	# redis中获取captcha-image
	location /redisGetImg {
		internal;
		set_unescape_uri $key $arg_key;
		redis2_query lindex $key 1;
		redis2_pass redis-pool;
	}
	
	#-----------------------------------------------------------------------------------------

        location ~.*.(gif|jpg|png)$ {
        expires 10s;
        }

        error_page  404              /404.html;
        error_page  500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }

}

上面将 ngnix 的端口修改为10002。

/usr/local/openresty/nginx/luascripts/luajit/captcha.lua 是用于生成验证码，内容如下：

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--中控脚本
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--部分应用预先生成
--部分应用实时生成，并且随机选择生成样式
--

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package.path = "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;/usr/local/openresty/lualib/captcha/?.lua;"
package.cpath = "/usr/local/openresty/lualib/?.so;/usr/local/openresty/lualib/captcha/?.so;"
----------------------------------------------------------------------------------------------

--设置随机种子
local resty_uuid=require("resty.uuid")
math.randomseed(tonumber(resty_uuid.gennum20()))

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--
--[[ 预先生成 ]]
--
if math.random(1,99)<tonumber(ngx.var.percent) then