会话技术——Cookies和Session详解

Posted 2022-09-23 ideal-20

会话技术

(一) 概述、用途以及分类

(1) 基本概述

概述：会话是浏览器和服务器之间的多次请求和响应

也就是说，从浏览器访问服务器开始，到访问服务器结束，浏览器关闭为止的这段时间内容产生的多次请求和响应，合起来叫做浏览器和服务器之间的一次会话

(2) 为什么要使用会话技术呢？

实际上会话问题解决的还是客户端与服务器之间的通信问题，通过一些会话技术，可以将每个用户的数据以例如cookie/session的形式存储，方便以后用户访问web资源的时候使用

假定场景：A和B两人在某个网上购物商场登陆账号后，A买了一个HHKB的键盘，而B则购买了一把民谣吉他，这些信息都会被保存下来

用途是：保存账户信息，登录时询问日后是否自动登录，或者根据之前浏览，购买过的商品，分析用户喜欢什么类型的商品，做出精准推送

那么能不能用我们之前学过的 HttpServletRequest 对象和 ServletContext 对象来保存这些数据呢？答案是否定的

不能用 HttpServletRequest 的原因：我们的一次会话中，存在多次请求和响应，而浏览器客户端的每一次请求都会产生一个 HttpServletRequest 对象，它只会保存此次请求的信息，例如放入购物车与购买付款是不同的请求，很显然数据没有得到很好的保存处理

不能用 ServletContext 的原因：ServletContext对象是被整个web应用所共享的，将数据都存到这里，无疑会无法区分具体信息的归属

(3) 分类

客户端会话技术 —— Cookie

服务器会话技术 —— Session

Cookie 技术

(一) 基本认识

(1) 概述

Cookies 可以简单的理解为服务器暂存在你浏览器中的一些信息文件，它将你在网站上所输入的一些内容，或者一些选项记录下来，当下一次你访问同一个网站的时候，服务器就会主动去查询这个cookie资料，如果存在的话，将会根据其中的内容，提供一些特别的功能，例如记住账号密码等

总结一下就是：

• 网页之间的交互是通过HTTP协议传输数据的，而Http协议是无状态的协议 (数据提交后，浏览器和服务器的链接就会关闭，在此交互的时候 需要重新建立新的连接)
• 服务器无法确认用户的信息，于是给每一个用户发一个通行证，通过此确认用户的信息

(2) 具体流程

浏览器访问服务器，如果服务器需要记录该用户的状态，就用response向浏览器发送一个cookie，浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再次访问服务器的时候，浏览器会把请求的网址以及Cookie一同提交给服务器

(3) 规范

• Cookie大小上限为4KB；

• 一个服务器最多在客户端浏览器上保存20个Cookie；

• 一个浏览器最多保存300个Cookie

  面的数据是HTTP对Cookie的规范，但是现在一些浏览器可能会对Cookie规范 做了一些扩展，例如每个Cookie的大小为8KB，最多可保存500个Cookie等

不同的浏览器之间是不共享Cookie的

(二) 常用 API

//用于在其响应头中增加一个相应的Set-Cookie头字段
addCookie

//用于获取客户端提交的Cookie
GetCookie
public Cookie(String name,String value)
   
//该方法设置与 cookie 关联的值。
setValue

//该方法获取与 cookie 关联的值。
getValue

//该方法设置 cookie 过期的时间（以秒为单位）。如果不这样设置，cookie只会在当前 session 会话中持续有效。
setMaxAge

//该方法返回 cookie 的最大生存周期（以秒为单位），默认情况下，-1 表示 cookie 将持续下去，直到浏览器关闭
getMaxAge

//该方法设置 cookie 适用的路径。如果您不指定路径，与当前页面相同目录下的（包括子目录下的）所有 URL 都会返回 cookie。
setPath

//该方法获取 cookie 适用的路径。
getPath

//该方法设置 cookie 适用的域
setDomain

//该方法获取 cookie 适用的域
getDomain

(1) 注意：

• Cookie具有不可跨域名性
• ookie保存中文乱码问题：中文属于Unicode字符，英文数据Ascii字符，中文占4个字符或者3个字符，英文占2个字符，Cookie使用Unicode字符时需要对Unicode字符进行编码

Cookie cookie = new Cookie("xxx",URLEncoder.encode(name,"UTF-8"));

(2) 有效期

通过setMaxAge()方法可以设置Cookie的有效期

• 如果MaxAge为正数，浏览器会把Cookie写到硬盘中，只要还在MaxAge秒之前，登录网站时该Cookie就有效【不论关闭了浏览器还是电脑】
  如果MaxAge为负数，Cookie是临时性的，尽在本浏览器内有效，关闭浏览器Cookie 就失效了，Cookie不会写到硬盘中。Cookie默认值就是 -1
• 如果MaxAge为0，则表示删除该Cookie

(3) 删除和修改

Cookie存储的方式类似于Map集合，分为名字和值，只不过两者都是String类型的

修改

String name = "刮风这天"；
Cookie cookie = new Cookie("country",URLEncoder.encode(name,"UTF-8"));

删除

String name = "刮风这天"；
Cookie cookie = new Cookie("country",URLEncoder.encode(name,"UTF-8"));

cookie.setMaxAge(0);
response.addCookie(cookie);

printWriter.writer("Cookie已经被删除了")

(三) Cookie的域名

Cookie的domain属性决定运行访问Cookie的域名，Deomain的值规定为“.域名”

Cookie的隐私安全机制决定Cookie是不可跨域名的。及时是同一级域名，不同的二级域名也不能交接，eg：www.ideal.com 和 www.image..com

如果我希望一级域名相同的网页之间的Cookie之间可以互相访问，需要使用到domain方法

Cookie cookie = new Cookie("name","admin");
cookie.setMaxAge(1000);
cookie.setDomain(".ideal.com);
response.addCookie(cookie);
printWriter.writer("使用www.ideal.com域名添加了一个Cookie，只要一级域名是ideal.com即可访问")

(四) Cookie的路径

Cookie的path属性决定允许访问Cookie的路径

一般来说，Cookie发布出来，整个网页的资源都可以使用，但是如果只需要某一个Servlet可以获取到Cookie，其他的资源不能或不需要获取

Cookie cookie = new Cookie("name","admin");
cookie.setPath("/Servlet);
cookie.setMaxAge(1000);
response.addCookie(cookie);
printWriter.writer("该Cookie只能在Servlet1中可以访问到")

(五) Cookie的安全属性

HTTP协议不仅是无状态的，而且是不安全的！如果不希望Cookie在非安全协议中传输，可以设置Cookie的secure属性为true，浏览器只会在HTTPS和SSL等安全协议中传输该Cookie

设置secure属性不会将Cookie的内容加密，如果想保证安全，最好使用md5算法加密

protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException 
        //设置响应的消息体的数据格式以及编码
        resp.setContentType("text/html;charset=utf-8");

        //获取所有Cookie
        Cookie[] cookies = req.getCookies();
        ////没有cookie为lastTime
        boolean flag = false;
        //遍历cookie数组
        if(cookies != null && cookies.length > 0)
            for (Cookie cookie : cookies) 
                //获取cookie的名称
                String name = cookie.getName();
                //判断名称是否是：lastTime
                if("lastTime".equals(name))
                    //非第一次访问

                    flag = true;//有访问记录的time

                    //设置Cookie的value
                    //获取当前时间的字符串，重新设置Cookie的值，重新发送cookie
                    Date date  = new Date();
                    SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
                    String str_date = sdf.format(date);
                    System.out.println("编码前："+str_date);
                    //URL编码
                    str_date = URLEncoder.encode(str_date,"utf-8");
                    System.out.println("编码后："+str_date);
                    cookie.setValue(str_date);
                    //设置cookie的存活时间
                    cookie.setMaxAge(60 * 60 * 24 * 30);//一个月
                    resp.addCookie(cookie);

                    //响应数据
                    //获取Cookie的value，时间
                    String value = cookie.getValue();
                    System.out.println("解码前："+value);
                    //URL解码：
                    value = URLDecoder.decode(value,"utf-8");
                    System.out.println("解码后："+value);
                    resp.getWriter().write("<h1>欢迎回来，您上次访问时间为:"+value+"</h1>");

                    break;
                
            
        

        if(cookies == null || cookies.length == 0 || flag == false)
            //没有，第一次访问

            //设置Cookie的value
            //获取当前时间的字符串，重新设置Cookie的值，重新发送cookie
            Date date  = new Date();
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
            String str_date = sdf.format(date);
            System.out.println("编码前："+str_date);
            //URL编码
            str_date = URLEncoder.encode(str_date,"utf-8");
            System.out.println("编码后："+str_date);

            Cookie cookie = new Cookie("lastTime",str_date);
            //设置cookie的存活时间
            cookie.setMaxAge(60 * 60 * 24 * 30);//一个月
            resp.addCookie(cookie);

            resp.getWriter().write("<h1>您好，欢迎您首次访问</h1>");
        
    

Character[32]在ASSCI码中代表空格 所以在日期表示格式中尽量不要出现空格，但若想要要求出现空格，或者特殊字符，

此外呢，我么你还可以做一个模拟显示上次浏览过商品记录的Demo，自行练习

Session

(一) 概述

Session是另一种记录浏览器状态的机制，Cookie保存在浏览器中，Session保存在服务器中。用户使用浏览器访问服务器的时候，服务把用户的信息，以某种形式记录在服务器，这就是Session

为何使用Session因为Session可以存储对象，Cookie只能存储字符串可以解决很多Cookie解决不了的问题

(二) API

//获取Session被创建时间
long getCreationTime()

//获取Session的id
String getId()

//返回Session最后活跃的时间
long getLastAccessedTime()

//获取ServletContext对象
ServletContext getServletContext()

//设置Session超时时间
void setMaxInactiveInterval(int var1)

//获取Session超时时间
int getMaxInactiveInterval()

//获取Session属性
Object getAttribute(String var1)

//获取Session所有的属性名
Enumeration getAttributeNames()

//设置Session属性
void setAttribute(String var1, Object var2)

//移除Session属性
void removeAttribute(String var1)

//销毁该Session
void invalidate()

//该Session是否为新的
boolean isNew()

Session有着request和ServletContext类似的方法。其实Session也是一个域对象。Session作为一种记录浏览器状态的机制，只要Session对象没有被销毁，Servlet之间就可以通过Session对象实现通讯

设置

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException 
        HttpSession httpSession = request.getSession();
        httpSession.setAttribute("name", "test");
    

获取

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException 
        HttpSession httpSession = request.getSession();
        String value = (String) httpSession.getAttribute("name");
        System.out.println(value);
    

(三) 生命周期和有效期

用户第一次访问服务器Servlet，jsp等动态资源就会自动创建Session，Session对象保存在内存里，这也就为什么上面的例子可以直接使用request对象获取得到Session对象

如果访问HTML,Image等静态资源Session不会被创建

Session生成后，只要用户继续访问，服务器就会更新Session的最后访问时间，无论是否对Session进行读写，服务器都会认为Session活跃了一次。

由于会有越来越多的用户访问服务器，因此Session也会越来越多。为了防止内存溢出，服务器会把长时间没有活跃的Session从内存中删除，这个时间也就是Session的超时时间

Session的超时时间默认是30分钟，有三种方式可以对Session的超时时间进行修改

第一种方式：在tomcat/conf/web.xml文件中设置，时间值为20分钟，所有的WEB应用都有效————<session-timeout>20<session-timeout>

第二种方式：在单个的web.xml文件中设置，对单个web应用有效，如果有冲突，以自己的web应用为准

第三种方式：通过setMaxInactiveInterval()方法设置

httpSession.setMaxInactiveInterval(60);

(四) Session 和 Cookie的小区别

• Session周期指的是不活动的时间，如果我们设置Session是10s，在10s内，没有访问session，session中属性失效，如果在9s的时候，你访问了session，则会重新计时
• 如果重启了tomcat，或者reload web应用，或者关机了，Session也会失效，我们也可以通过函数让Session失效，invalidate()该方法是让Session中的所有属性失效，常常用于安全退出

• 如果你希望某个Session属性失效，可以使用方法removeAttribute

• Cookie的生命周期就是按累积的时间来算的，不管用户有没有访问过Session

(五) Session

问题：我再Aservlet中设置了Session属性，在Bservlet中获取A的属性

在浏览器中新建一个页面再次访问Bservlet 报空指针异常

现在问题来了：服务器是如何实现一个session为一个用户浏览器服务的？换个说法：为什么服务器能够为不同的用户浏览器提供不同session？

HTTP协议是无状态的，Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一个用户。于是乎：服务器向用户浏览器发送了一个名为JESSIONID的Cookie，它的值是Session的id值。其实Session依据Cookie来识别是否是同一个用户。

简单来说：Session 之所以可以识别不同的用户，依靠的就是Cookie

该Cookie是服务器自动颁发给浏览器的，不用我们手工创建的。该Cookie的maxAge值默认是-1，也就是说仅当前浏览器使用，不将该Cookie存在硬盘中

流程概述：

• 访问Aservlet时，服务器就会创建一个Session对象，执行我们的程序代码，执行我们的程序代码，并自动颁发一个Cookie给用户浏览器
• 当我用同一个浏览器访问BServlet的时候，浏览器会把Cookie的值通过Http协议带过去给服务器，服务器就知道用哪一个Session
• 而当我们使用新会话的浏览器访问BServlet的时候，该新浏览器并没有Cookie，服务器无法辨认使用哪一个Session，所以获取不到值。

(六) 浏览器禁用Cookie后Session的使用

遇到两种情况：1.用户浏览器禁用了Cookie绝大多数手机浏览器都不支持Cookie

Java Web提供了解决方法：URL地址重写

HttpServletResponse类提供了两个URL地址重写的方法：

encodeURL(String url)

encodeRedirectURL(String url)

需要值得注意的是：这两个方法会自动判断该浏览器是否支持Cookie，如果支持Cookie，重写后的URL地址就不会带有jsessionid了【当然了，即使浏览器支持Cookie，第一次输出URL地址的时候还是会出现jsessionid（因为没有任何Cookie可带）】

例子

String url = "/web-01/Servlet5";
response.sendRedirect(response.encodeURL(url));

URL地址重写的原理：

将Session的id信息重写到URL地址汇总，服务器解析重写后URL获取Session的id，这样一来即使浏览器禁用掉了Cookie，但是Session的id通过服务端传递，还是可以使用Session来记录用户的状态。

(七) Session案例

案例一：使用Session完成用户简单登录

先创建User类

public class User 
    private String username = null;
    private String password = null;
    
    public User() 
    

    public User(String username, String password) 
        super();
        this.username = username;
        this.password = password;
    

......各种set get方法

使用简单的集合模拟一个数据库

public class UserDB 
    private static List<User> list =new ArrayList<>();
    
    static 
        list.add(new User("admin","888"));
        list.add(new User("aaa","111"));
        list.add(new User("bbb","222"));
    
    
    //通过用户名密码查找用户
    public static User find(String username, String password) 
        
        for (User user:list) 
            if (user.getUsername().equals(username)&& user.getPassword().equals(password)) 
                return user;
            
        
        return null;
    

表单提交我们写在jsp里面(模仿即可后期说jsp)

public class UserDB 
    private static List<User> list =new ArrayList<>();
    
    static 
        list.add(new User("admin","888"));
        list.add(new User("aaa","111"));
        list.add(new User("bbb","222"));
    
    
    //通过用户名密码查找用户
    public static User find(String username, String password) 
        
        for (User user:list) 
            if (user.getUsername().equals(username)&& user.getPassword().equals(password)) 
                return user;
            
        
        return null;
    

获取表单提交的数据，查找数据库是否有相对应的用户名和密码

protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException 
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        String username = request.getParameter("username");
        String password = request.getParameter("password");
        
        User user = UserDB.find(username, password);
        
        //如果找不到，就是用户名或者密码出错了
        if (user == null) 
            response.getWriter().write("用户名或者密码错误，登陆失败 ！");
            return;
        
        
        //标志着用户已经登录
        HttpSession httpSession = request.getSession();
        httpSession.setAttribute("user", user);
        
        //跳转到其他页面，告诉用户已经登录成功
        response.sendRedirect(response.encodeURL("test.jsp"));
    

案例二：利用Session防止表单重复提交

重复提交的危害：

在投票的网页上不停地提交，实现了刷票的效果。

注册多个用户，不断发帖子，扰乱正常发帖秩序。

常见的两种重复提交

第一种：后退再提交

第二种：网络延迟，多次点击提交按钮

略图

解决方案：

网络延迟问题：

对于第二种网络延而造成多次提交数据给服务器，其实是客户端的问题，我们可以使用javascript来防止

→ 当用户第一次点击提交按钮是，把数据提交给服务器，当用户再次点击提交按钮时，就不把数据提交给服务器了

监听用监听事件。只能让用户提交一次表单：

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
<head>
<title>表单提交</title>
<script type="text/javascript">
    //定义一个全局标识量：是否已经提交过表单数据
    var isCommitted = false;

    function doSubmit() 
        //false表示的是没有提交过，于是就可以让表单提交给Servlet
        if (isCommited == false)
            is Commited = true;
            return true;
        else
            return false;
           
    
</script>
</head>
<body>
    <form action="/web-01/Lservlet" method="post" onsubmit="return doSubmit()">
        用户名：<input type="text" name="username"><br /> <input
            type="submit" value="提交">
    </form>
</body>
</html>

刷新后退再提交问题：

我们知道Session可以用来标识一个用户是否登陆了。Session的原理也说了：不同的用户浏览器会拥有不同的Session。而request和ServletContext为什么就不行呢？request的域对象只能是一次http请求，提交表单数据的时候request域对象的数据取不出来。ServletContext代表整个web应用，如果有几个用户浏览器同时访问，ServletContext域对象的数据会被多次覆盖掉，也就是说域对象的数据就毫无意义了。

此时，我们就想到了，在表单中还有一个隐藏域，可以通过隐藏域把数据交给服务器。

A：判断Session域对象的数据和jsp隐藏域提交的数据是否对应。

B：判断隐藏域的数据是否为空【如果为空，就是直接访问表单处理页面的Servlet】

C：判断Session的数据是否为空【servlet判断完是否重复提交，最好能立马移除Session的数据，不然还没有移除的时候，客户端那边儿的请求又来了，就又能匹配了，产生了重复提交。如果Session域对象数据为空，证明已经提交过数据了！】

D：我们向Session域对象的存入数据究竟是什么呢？简单的一个数字？好像也行啊。因为只要Session域对象的数据和jsp隐藏域带过去的数据对得上号就行了呀，反正在Servlet上判断完是否重复提交，会立马把Session的数据移除掉的。更专业的做法是：向Session域对象存入的数据是一个随机数【Token--令牌】

public class TokenProcessor 
    private TokenProcessor() 
    

    private final static TokenProcessor TOKEN_PROCESSOR = new TokenProcessor();

    public static TokenProcessor getInstance() 
        return TOKEN_PROCESSOR;
    

    public String makeToken() 
        // 这个随机生成出来的Token的长度是不确定的
        String token = String.valueOf(System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(99999999));
        try 
            // 我们想要随机数的长度一致，就要获取到数据指纹
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("md5");
            byte[] md5 = messageDigest.digest(token.getBytes());

            // 如果我们直接 return new String(md5)出去，得到的随机数会乱码
            // 因为随机数是任意的01010101010，在转换成字符串的时候，会差gb2312的码表
            // gb2312码表不一定支持该二进制数据，得到的就是乱码
            // 于是经过base64编码成了明文的数据
            BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();
            return base64Encoder.encode(md5);
         catch (NoSuchAlgorithmException e) 
            e.printStackTrace();
        
        return null;
    

创建Token随机数，利用getRequestDispatcher跳转到jsp页面（地址还是Servlet的）

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException 
        // 生出随机数
        TokenProcessor tokenProcessor = TokenProcessor.getInstance();
        String token = tokenProcessor.makeToken();

        // 将随机数存进Session中
        request.getSession().setAttribute("token", token);

        // 跳转到显示页面
        request.getRequestDispatcher("/login3.jsp").forward(request, response);

Jsp隐藏域获取到Session的值

<form action="/web-01/Mservlet" >

    用户名：<input type="text" name="username">
    <input type="submit" value="提交" id="button">

    <%--使用EL表达式取出session中的Token--%>
    <input type="hidden" name="token" value="$token" >

</form>

在处理表单提交页面中判断：jsp隐藏域是否有带值过来，Session中的值是否为空，Session中的值和jsp隐藏域带过来的值是否相等

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException 
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter printWriter = response.getWriter();
        String serverValue = (String) request.getSession().getAttribute("token");
        String clienValue = request.getParameter("token");

        if (serverValue != null && clienValue != null && serverValue.equals(clienValue)) 
            printWriter.write("处理请求");
            // 清除Session域对象数据
            request.getSession().removeAttribute("token");
         else 
            printWriter.write("请不要重复提交数据");
        
    

实现原理是非常简单的

在session域中存储一个token

然后前台页面的隐藏域获取得到这个token

在第一次访问的时候，我们就判断seesion有没有值，如果有就比对。对比正确后我们就处理请求，接着就把session存储的数据给删除了

等到再次访问的时候，我们session就没有值了，就不受理前台的请求了！

(八) Session和Cookie的区别

从存储方式上比较

Cookie只能存储字符串，如果要存储非ASCII字符串还要对其编码。

Session可以存储任何类型的数据，可以把Session看成是一个容器

从隐私安全上比较

Cookie存储在浏览器中，对客户端是可见的。信息容易泄露出去。如果使用Cookie，最好将Cookie加密

Session存储在服务器上，对客户端是透明的。不存在敏感信息泄露问题。

从有效期上比较

Cookie保存在硬盘中，只需要设置maxAge属性为比较大的正整数，即使关闭浏览器，Cookie还是存在的

Session的保存在服务器中，设置maxInactiveInterval属性值来确定Session的有效期。并且Session依赖于名为JSESSIONID的Cookie，该Cookie默认的maxAge属性为-1。如果关闭了浏览器，该Session虽然没有从服务器中消亡，但也就失效了。

从对服务器的负担比较

Session是保存在服务器的，每个用户都会产生一个Session，如果是并发访问的用户非常多，是不能使用Session的，Session会消耗大量的内存。

Cookie是保存在客户端的。不占用服务器的资源。像baidu、Sina这样的大型网站，一般都是使用Cookie来进行会话跟踪。

从浏览器的支持上比较

如果浏览器禁用了Cookie，那么Cookie是无用的了！

如果浏览器禁用了Cookie，Session可以通过URL地址重写来进行会话跟踪。

从跨域名上比较

Cookie可以设置domain属性来实现跨域名

Session只在当前的域名内有效，不可跨域名

结尾：

如果内容中有什么不足，或者错误的地方，欢迎大家给我留言提出意见, 蟹蟹大家 ！^_^

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在这里的我们素不相识，却都在为了自己的梦而努力 ?

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