Session与Cookie

Posted 2020-11-27 qmillet

1.会话技术简介

　　http协议是无状态的，因此对于服务端来说，当它接收到客户端的http请求时，无法识别这个请求来源于哪个客户端。无状态的协议有优点也有缺点，但对于需要识别客户端甚至是需要记住客户端的业务来说，应当要让http协议"有状态"。

　　需要记住客户端的业务种类非常多。例如登陆系统，在一个页面登录后，新打开一个该网站页面，应当也保持登录状态。再例如购物车系统，某用户添加商品1后应当保证他还能继续添加商品2，在结算时能够读取购物车中的所有商品。

　　如何让服务端记住客户端？目前使用最多的是cookie和session两种会话技术。

• 1.Cookie：数据存储在客户端本地，减少服务器端的存储的压力，安全性不好，客户端可以清除cookie。
• 2.Session：将数据存储到服务器端，安全性相对好，会增加服务器的压力。

2.Cookie技术

　　Cookie技术是将用户的数据存储到客户端的技术，它的作用是为了让服务端根据每个客户端持有的cookie来区分不同客户端。

　　cookie由cookie name、具有唯一性的cookie value以及一些属性(path、expires、domain等)构成，其中value是区分客户端的唯一依据。

　　Cookie的原理为：服务端在接收到客户端首次发送的请求后，服务端在响应首部中加入"set-cookie"字段发送给客户端；客户端接收响应后，将cookie信息存储到内存中(如果设置了MaxAge属性，则存储到磁盘中)；因为cookie数据在浏览器的内存中，因此无论是哪个页面，客户端再次向服务端发送请求时都能获取该cookie信息，并在请求首部中加入"cookie"字段发送给服务端；服务端借此就可以识别客户端，并从cookie中找到该客户端的信息。

使用Cookie需要解决的两个问题：

• (1).服务端怎样将一个Cookie发送到客户端。
• (2).服务端怎样接受客户端携带的Cookie。

2.1 服务器端向客户端发送Cookie

设置Cookie涉及的几个常用方法为：

• Cookie(String cookie_name,String cookie_value):构造一个Cookie对象。
• setPath(uri):当访问属于该uri下的路径(包括子路径)时，该cookie都生效，例如setPath("/Cookie")，当本机使用http://localhost/Cookie/servlet1和http://localhost/Cookie/servlet2访问时，都拥有该Cookie。
• setMaxAge(int second):设置该属性时，cookie将持久化保存到客户端的磁盘中，保存时间为second秒。如果cookie不具有该属性，则cookie只会存放在内存中。
• setDomain(String domain):设置Cookie生效的域范围，例如cookie.setDomain(".foo.com");，这将对foo.com域下的所有主机都生效(如www.foo.com)，但不包括子域(www.abc.foo.com)。

　　设置好Cookie后，需要使用response的方法addCookie(Cookie cookie)将cookie加入到响应首部中发送给客户端。

　　例如，以下是名为CooikeDemo工程的一个servlet，该servlet的uri路径为"/cookieservlet"。

import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class CookieServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        Cookie cookie = new Cookie("username","zhangsan");  //构造cookie对象
        cookie.setPath("/CookieDemo");       //设置cookie生效的uri范围
        cookie.setMaxAge(10*60);             //设置cookie持久到磁盘的时间为10分钟
        response.addCookie(cookie);          //在响应首部中加入set-cookie字段并发送给客户端
    }

protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
    doGet(request, response);
}

 

该cookie将会在响应首部加入set-cookie字段发送给客户端：

当客户端再次请求时，将在请求首部中加入cookie字段。

需要注意的几点：

• (1).Cookie中不能存储中文。
• (2).如果不设置持久化时间，cookie会存储在浏览器的内存中，浏览器关闭时cookie信息销毁，这是会话级的cookie。如果设置持久化时间，cookie信息会被持久化到磁盘中，这是持久级别的cookie。持久化后的cookie不会随浏览器关闭而失效，而是在有效时间内都有效。
• (3).setPath()设置的生效路径为目录时，则cookie对该目录和子目录下的资源都生效，如果生效路径为文件时，则只对该文件有效。例如：

  cookie.setPath("/webapp");  //代表访问webapp应用中的任何资源都携带cookie
  cookie.setPath("/webapp/cookieservlet");  //代表访问webapp中的cookieservlet时才携带cookie信息

   

• (4).如果想要删除当前还有效的cookie信息，可以使用同名同路径的持久化时间为0的cookie进行覆盖。这样一来，每次客户端接收到响应后cookie就立即失效，也就无法携带cookie请求服务端。例如删除上面示例的cookie信息

  Cookie cookie = new Cookie("username","zhangsan");
  cookie.setPath("/CookieDemo");
  cookie.setMaxAge(0);
  response.addCookie(cookie);

   

2.2 服务器端接受客户端携带的Cookie

　　如前面的图中所示，客户端的cookie信息是以请求头的方式发送到服务器端的。因此服务端要获取cookie信息，需要使用request对象中的方法getCookies()。这时唯一的获取cookie的方法，它返回的是Cookie数组集合，因此需要遍历该数组才能获取指定名称的cookie。

　　例如，获取cookie name为"username"的cookie。

Cookie[] cookies = request.getCookies();
if(cookies != null) {
    for (Cookie coo : cookies) {
        String cookie_name = coo.getName();
        if (cookie_name.equals("username")) {
            String cookie_value = coo.getValue();
            System.out.println(cookie_name+":"+cookie_value);
        }
    }
}

 

3.Session技术

　　从打开一个浏览器访问某个站点，到关闭这个浏览器的整个过程(释放浏览器内存)，成为一次会话。除了Cookie技术可以让服务端在一次会话过程中记住客户端，Session技术也可以达到这样的目的。

　　Session技术将数据存储在服务器端，它会为每个客户端都创建一块内存空间存储客户端数据，并为客户端分配一个存储在cookie中的JSESSIONID，客户端需要每次都携带一个这个ID，服务器通过这个ID可以找到属于该客户端的内存空间。由于这个标识ID是借助Cookie存储的唯一性标识JSESSIONID，因此Session是基于Cookie来实现的。

　　Session的原理：服务端接收到某客户端首次发送的请求后，为此客户端生成一个session，并分配一段属于该session的缓冲区，同时将该session配对的标识号JSESSIONID作为cookie的name添加到响应首部中返回给客户端；客户端下次访问时，请求首部中将携带该JSESSIONID，服务端将根据该JSESSIONID寻找与之配对的session，如果能找到对应的session，则直接操作该session资源，否则将重新为此JSESSIONID分配一个session和对应的缓冲区。

　　使用Session技术需要解决如下三个问题：

• (1).怎样获得属于某客户端的session对象（内存区域）？
• (2).怎样向session中存取数据？
• (3).session对象的生命周期？

3.1 获得Session对象

　　服务端通过客户端发送cookie中的JSESSIONID区分客户端，可以通过请求包中的这个信息来获取该客户端相关的session信息。

HttpSession session = request.getSession();

　　此方法有两个作用：

• (1).从cookie中获取JSESSIONID，并寻找是否存在该ID对应的session对象。如果存在，则获取该session对象。
• (2).如果该客户端没有发送JSESSIONID或JSESSIONID和服务端记录的ID值不匹配，则为该JSESSIONID重新分配一个session对象。

　　实际上就是根据JSESSIONID判断该客户端是否在服务器上已经存在session了，有则用之，无则分配之。

3.2 向session中存取数据(session也是一个域对象)

　　session也是一个域对象，session域的作用范围是整个session，可以对客户端的多次请求生效。该范围小于context域(即application域)，大于request域(只在一次请求内有效)。

　　作为域对象，session对象也同样具有如下三个方法：

session.setAttribute(String name,Object obj);
session.getAttribute(String name);
session.removeAttribute(String name);

 

　　此外，可以通过session对象的getId()方法获取到该session的JSESSIONID值。

3.3 Session对象的生命周期

• 创建：第一次执行request.getSession()时创建。当客户端访问带有getSession()方法的servlet时会执行该方法并创建session，访问jsp页面也会，因为jsp默认设置session=true会创建session。但访问静态资源(html/pic)等不会，因为输出这些静态数据的默认servlet不执行getSession()。
• 销毁：
  • 1.服务器（非正常）关闭时。
  • 2.session过期/失效（默认30分钟，这个默认时间可以在web.xml中修改）。

    <session-config>
      <session-timeout>30</session-timeout>
    </session-config>

     

    需要注意的是失效时间的起算点，即从何时开始计算30分钟？从不操作服务器端的资源开始计时(即从最近一次读取session数据开始)。
  • 3.手动销毁session：session.invalidate();。

　　也就是说，客户端在一次会话中任何资源都共用一个session对象。

　　问题：浏览器关闭，session就销毁了吗？
　　不对，session存储在服务端，和客户端没多大关系，只要客户端没有操作session，等一段时间后，session自动销毁。但是，关闭浏览器后，cookie中的JSESSIONID就丢失了，也就无法再找到对应的session数据。可以在发送session给客户端前将jsessionid当成cookie的属性并配置cookie的持久化时间持久化到客户端磁盘，这样再次打开浏览器时jsessionid就不会丢失。代码大致如下：

HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("username","Tom");
String id = session.getId();                  //获取JSESSIONID值
Cookie cookie = new Cookie("JSESSIONID",id);  //"JSESSIONID"为固定值
cookie.setPath("/CookieDemo");
cookie.setMaxAge(12*60*60);   //JSESSIONID持久化保存12小时
response.addCookie(cookie);

response.getWriter().write("JSESSIONID:"+id);
System.out.println(session.getAttribute("username"));