Servlet-Cookie源码分析 源码环境：Tomcat8

Posted 2020-08-17 救赎之道就在其中

最近在学习servlet的一些实现细节，阅读了Cookie的源码。

Cookie本质上是服务器发送给客户端（主要是浏览器）的一个会话临时数据。

其源码注释文档的说明：

Creates a cookie, a small amount of information sent by a servlet to a Web browser, saved by the browser, and later sent back to the server. A cookie‘s value can uniquely identify a client, so cookies are commonly used for session management.

就是说这个东西是个轻量级的信息载体，由服务器创建发送给Web浏览器，之后每一次浏览器发送Http请求访问服务器的时候再传回给服务器，让服务器知道“就是这个用户”。一个Cookie的“值”必须不同来唯一确定一个客户端，所以Cookie经常配合服务器端的Session使用。

在Tomcat8源码中的Cookie源码有接近500行，其中很多东西都是比较占空间的，比如一系列set，get方法，现在拿出其中一部分进行分析。

Cookie的声明：

1 public class Cookie implements Cloneable, Serializable {
2     //代码省略
3 }

说明，这个类的对象可以被复制和持久化。

Cookie的静态部分：

 1     private static final CookieNameValidator validation;
 2     static {
 3         boolean strictNaming;
 4         String prop = System.getProperty("org.apache.tomcat.util.http.ServerCookie.STRICT_NAMING");
 5         if (prop != null) {
 6             strictNaming = Boolean.parseBoolean(prop);
 7         } else {
 8             strictNaming = Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.STRICT_SERVLET_COMPLIANCE");
 9         }
10 
11         if (strictNaming) {
12             validation = new RFC2109Validator();
13         }
14         else {
15             validation = new NetscapeValidator();
16         }
17     }
18 
19     private static final long serialVersionUID = 1L;

这里面有一个：CookieNameValidator对象。这个东西是拿来干嘛的呢？实际上Validator是判断一个值是否有效的检测器。也就是说这个对象用于判断Cookie的名字是否有效。那么什么名字是有效的Cookie名字呢？源码文档里面有说明：

The name must conform to RFC 2109. That means it can contain only ASCII alphanumeric characters and cannot contain commas, semicolons, or white space or begin with a $ character. The cookie‘s name cannot be changed after creation.

就不翻译了。总之，满足这些规则才能被作为Cookie的名字。

而静态代码块里面的strictNaming则表示了一种配置：到底是用RFC2109Validator还是NetscapeValidator进行真正的是否合法的判断。那么这几个类到底有什么区别？实际上是对合法名字判断的严格程度区分的。

源码和我的注释：

 1 class CookieNameValidator { //有效判断器的基类，基本不用这个
 2     private static final String LSTRING_FILE = "javax.servlet.http.LocalStrings";
 3     protected static final ResourceBundle lStrings = ResourceBundle.getBundle(LSTRING_FILE);
 4 
 5     protected final BitSet allowed;  //这个东西来实现对可取字符区间的控制，其作用原理比较简单：在一个范围内用比特位表示是否有效。
 6 
 7     protected CookieNameValidator(String separators) { //构造函数输入一个字符集，这个字符集里面的字符都被作为非法字符对待
 8         allowed = new BitSet(128);
 9         allowed.set(0x20, 0x7f); 
10         for (int i = 0; i < separators.length(); i++) {
11             char ch = separators.charAt(i);
12             allowed.clear(ch);
13         }
14     }
15 
16     void validate(String name) {  //判断一个那么是否合法
17         if (name == null || name.length() == 0) {  //先是判断是否为null或者为空字符串
18             throw new IllegalArgumentException(lStrings.getString("err.cookie_name_blank"));
19         }
20         if (!isToken(name)) {  //调用isToken进行判断。isToken负责判断这个name里面是否包含非法字符，如果有则抛出异常
21             String errMsg = lStrings.getString("err.cookie_name_is_token");
22             throw new IllegalArgumentException(MessageFormat.format(errMsg, name));
23         }
24     }
25 
26     private boolean isToken(String possibleToken) { //这个名字是否合法的判断函数
27         int len = possibleToken.length();
28 
29         for (int i = 0; i < len; i++) {
30             char c = possibleToken.charAt(i);
31             if (!allowed.get(c)) {  //把这个字符串的每一个字符拿出来和有效字符集合（上文中的BitSet）进行判断，如果发现一个无效字符则怎个字符串无效
32                 return false;
33             }
34         }
35         return true;
36     }
37 }
38 
39 class NetscapeValidator extends CookieNameValidator {
40     // the Netscape specification describes NAME=VALUE as
41     // "a sequence of characters excluding semi-colon, comma and white space"
42     // we also exclude the ‘=‘ character that separates NAME from VALUE
43     private static final String NETSCAPE_SEPARATORS = ",; " + "=";  //等于把这些字符也当做非法字符
44 
45     NetscapeValidator() {
46         super(NETSCAPE_SEPARATORS); //通过父类的构造方法传入更多的非法字符，让判断更严格。
47     }
48 }
49 
50 class RFC6265Validator extends CookieNameValidator {
51     private static final String RFC2616_SEPARATORS = "()<>@,;:\\\"/[]?={} \t";  //更加多的非法字符，更加严格的名字检查 
52 
53     RFC6265Validator() {
54         super(RFC2616_SEPARATORS);
55 
56         // special treatment to allow for FWD_SLASH_IS_SEPARATOR property
57         boolean allowSlash;
58         String prop = System.getProperty("org.apache.tomcat.util.http.ServerCookie.FWD_SLASH_IS_SEPARATOR");
59         if (prop != null) {
60             allowSlash = !Boolean.parseBoolean(prop);
61         } else {
62             allowSlash = !Boolean.getBoolean("org.apache.catalina.STRICT_SERVLET_COMPLIANCE");
63         }
64         if (allowSlash) {
65             allowed.set(‘/‘);
66         }
67     }
68 }
69 
70 class RFC2109Validator extends RFC6265Validator {  //更加严格，避免以$开头的String作为名字
71     RFC2109Validator() {
72     }
73 
74     @Override
75     void validate(String name) {
76         super.validate(name);
77         if (name.charAt(0) == ‘$‘) {
78             String errMsg = lStrings.getString("err.cookie_name_is_token");
79             throw new IllegalArgumentException(MessageFormat.format(errMsg, name));
80         }
81     }
82 }

以上源码的注释基本说明白了这个控制Cookie名字是否有效的机制。这个机制保证每一个Cookie的名字的合法性（当然具体要按照什么标准来还要再定）。

 

接着看Cookie的源码：

 1     private final String name;
 2     private String value;
 3 
 4     private int version = 0; // ;Version=1 ... means RFC 2109 style
 5 
 6     //
 7     // Attributes encoded in the header‘s cookie fields.
 8     //
 9     private String comment; // ;Comment=VALUE ... describes cookie‘s use
10     private String domain; // ;Domain=VALUE ... domain that sees cookie
11     private int maxAge = -1; // ;Max-Age=VALUE ... cookies auto-expire
12     private String path; // ;Path=VALUE ... URLs that see the cookie
13     private boolean secure; // ;Secure ... e.g. use SSL
14     private boolean httpOnly; // Not in cookie specs, but supported by browsers

name和Value为最重要的两个量，一个是Cookie的名字，一个是它的值，名字可以重复，值必须唯一。这里有个小细节，注释上明确说了名字在创建之后不可以再更改，那么这个final起到什么效果呢？就是起到阻止更改的效果。String对象的每一次修改，都是new 一个String，其值为更改之后的值，再返回新的对象，让原来的引用指向这个新的对象，而不是真的修改了这个对象的内容。把它修饰为final之后，这个引用就不可以再变化，也就不能修改其值了。

下方的实例变量为Cookie的“属性”。Cookie的注释也明确提到，很多浏览器的支持不是很完善，使用要谨慎。

path：指明Cookie对应的页面（通常是一个目录），这个目录的子页面都可以访问这个Cookie，其他则不能访问，如果要设置为全局可以访问的，则设置为/。

domain：指定关联的WEB服务器域名。

secure:指定是否安全传输数据，或者为空或者为secure，如果是空用不安全的http，如果是secure用https或者别的加密方式。这个只是加密传输的内容而不是本地保存的Cookie。

maxAge：最大生命周期。整数，单位为秒，设置这个Cookie的过期时间。如果为负数则关闭浏览器失效，本地不保存。

comment：浏览器显示这个Cookie的时候显示出来的对这个Cookie的意义的说明。

version：Cookie使用的版本号。0表示遵循Netscape的Cookie规范，1表示遵循W3C的RFC 2109规范

httpOnly：cookie的httponly属性。若此属性为true，则只有在http请求头中会带有此cookie的信息，而不能通过document.cookie来访问此cookie。

构造方法：

1     public Cookie(String name, String value) {
2         validation.validate(name);
3         this.name = name;
4         this.value = value;
5     }

比较直白：检查名字的合法性，然后注入。

后面跟了一大堆get和set方法，都是关于Cookie的那些属性的。