Cookie和Session的那些事儿

Posted 2020-08-09 luoxn28

　　Cookie和Session都是为了保持用户的访问状态，一方面为了方便业务实现，另一方面为了简化服务端的程序设计，提高访问性能。Cookie是客户端（也就是浏览器端）的技术，设置了Cookie之后，每次访问服务端，请求中都会带上Cookie；Session是服务端技术，在服务端存储用户的访问信息。

　　使用Cookie传递信息，随着Cookie个数增多和访问量增大，它占用的带宽会越来越大；使用Session保存信息，最大的弱点就是不容易在多台服务器之间共享。

1 Cookie

　　通俗地讲，当用户使用HTTP访问服务器时，服务器会将一些键值对信息返回给客户端浏览器，并且给这些数据加一些限制条件，在符合限制条件情况下用户下次访问服务器时，会带上之前设置的Cookie键值对信息。当该用户输入 URL 时，浏览器便会在本地硬盘上查找与该 URL 关联的 Cookie。如果该 Cookie 存在，浏览器便将该 Cookie 与页请求一起发送到您的站点。

　　Cookie 与网站关联，而不是与特定的页面关联。因此，无论用户请求站点中的哪一个页面，浏览器和服务器都将交换 Cookie 信息。用户访问不同站点时，各个站点都可能会向用户的浏览器发送一个 Cookie；浏览器会分别存储所有 Cookie。

Cookie属性项

　　当前Cookie有2个版本，Version 0 和 Version 1，它们有2种设置响应头标识，分别是"Set-Cookie"和"Set-Cookie2"。

Cookie 0属性值

Cookie 1属性值

 

Java中使用Cookie示例

@Override
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {
    response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
    PrintWriter out = response.getWriter();

    Cookie[] cookies = request.getCookies();
    String name = getCoodie(cookies, "name");
    if (name == null) {
        response.addCookie(new Cookie("name", "luoxn28"));
    }
    else {
        System.out.println(name);
    }

    out.println("hello world");
}

public static String getCoodie(Cookie[] cookies, String key) {
    if (cookies != null) {
        for (Cookie cookie : cookies) {
            if (cookie.getName().equals(key)) {
                return cookie.getValue();
            }
        }
    }

    return null;
}

 

使用Cookie的一些注意事项（以Java使用为例） 

• 所创建的Cookie的name和value不能为非ASSIC字符，如果是中文，可以通过RRLEncoder将其编码，否则会抛出java.lang.IllegalArgumentException异常。
• 多出现多个name和value值时，它们实在同一个"Cookie"头中的。
• Cookies的值中可以保存除了“;”以外的标点符号。但是不能保存汉字。保存汉字会出现乱码。

Cookie的一些限制

　　Cookie是HTTP头中的一个字段，HTTP本身对该字段没有限制，但是Cookie最终存储在浏览器中，不同的浏览器对Cookie的存储有一些限制，如下表所示：

　　如果试图存储更多 Cookie，则最旧的 Cookie 便会被丢弃。

 

2 Session

　　Session解决了Cookie增多时会增加客户端与服务器的数据传输量问题，同一个客户端与服务器交互时，不需要每次都传回所有的Cookie值，而是只要传回一个ID值，这个ID是客户端第一次访问服务器时生成的，而且每个客户端是唯一的，这个ID通常是name为JSESSIONID的一个Cookie。

　　Session是如何基于Cookie工作的呢，可以是基于URL Path Parameter方式；也可以是基于Cookie，如果没有修改Context容器中的Cookies标识，则默认也是支持的。当浏览器不支持Cookie功能时，浏览器会将用户的SessionCookieName重写到用户请求的URL参数中，它的传递方式如/path/Servlet;name=xxx;name2=xxx2?name3=xxx3。SessionCookieName如果在web.xml中配置session-config配置项，其cookie-config下的name属性就是这个SessionCookieName的值。如果没有配置session-config配置项，默认的SessionCookieNamejiushi “JSESSIONID”。注意，与Session关联的Cookie与其他Cookie并没有什么不同。如果客户端也支持Cookie，则Tomcat仍会解析Cookie中的Session ID，并会覆盖URL中的Session ID。

 

Session如何工作

　　有了Session ID，服务器就可以创建HttpSession对象了，第一次调用request.getSession()方法，如果没有对应的HttpSession对象，则会创建一个新的，并将这个对象加入到org.apache.catalina.Manager的sessions容器中保存。Manage保存所有的session生命周期，Session过期被回收，服务器关闭，Session被序列化到磁盘。注意，一个客户端对应一个Session对象，这个对象正是保存我们创建的Session值的。

　　request.getSession()方法调用的StandardSession永远都会存在，即使与这个客户端关联的Session已经过期。如果过期，则会创建一个新的，但是以前设置的Session值将会丢失。

 

3 Cookie与Session安全性比较

　　Cookie将保存的数据通过HTTP头部从客户端传到服务端，从服务端再传回到客户端，所有的数据都保存在客户端浏览器中，这些数据都是可以访问到的，甚至可以通过插件添加、修改Cookie，所有Cookie的安全性是比较差的。相比较而言，Session将数据保存在服务器端，安全性高很多，只需要Cookie传回一个Cookie ID就可以，所以Session更适合保存用户隐私和重要的数据。

分布式Session框架

　　在大型互联网应用中，单用Cookie和Session都是不可行的，因为如果使用Cookie可以很好地解决应用的分布式部署问题，大型互联网应用系统一个应用有上百台机器，而且有很多不同的应用系统协同工作，由于Cookie是将数据存储在用户浏览器中，用户每次访问都会讲数据带回到服务器，也就解决了同一个用户的请求在不同服务器上处理而导致的Cookie不一致问题。

　　由于应用是一个集群，所以不能将Session都保存在每台服务器的内存中，如果每台服务器有几十万访问用户，服务器内存也容不下，即使容得下，也无法保证该Session同步到其他服务器中，所以共享这些Session需要将它们保存在专门的分布式缓存中，可以随时读取和写入，性能要够好满足要求，如memcache/redis或者淘宝的开源分布式框架Tair都是很好的选择。

 

表单重复提交问题

　　网站中有很多地方有重复提交表单问题，为了防止表单重复提交，就要标识用户的每一次访问请求，使得每一次访问请求对服务端来说都是唯一的，为了标识用户的每次请求，可以在用户请求的表单域增加一个隐藏表单项，其值为唯一的token，如：

<form id="form" method="post">
    ...
    <input type=hidden name="token" value="xxx"/>
</form>

　　用户请求表单时生成唯一的token，并且设置到该用户的Session中，等用户提交时检测这个token是否和Session中保存的token一致，如果一致，说明没有重复提交，同时把Session中的token更新成一个新的token值；否则用户提交上来的token已经不是当前请求的合法token，提交失败。

 

参考：

　　1、深入分析Java Web技术内幕

　　2、使用Redis存储Nginx+Tomcat负载均衡集群的Session