java web会话跟踪技术(深入理解HTTP Session与Cookie)

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实现会话跟踪最常见的技术就是使用Session或者Cookie。而关于Session或者Cookie即简单又复杂。简单是因为它们本身只是 HTTP 协议中的一个配置项,在 Servlet 规范中也只是对应到一个类而已;说它复杂原因在于当我们的系统大到需要用到很多 Cookie 的时候,我们不得不考虑 HTTP 协议对 Cookie 数量和大小的限制,那么如何才能解决这个瓶颈呢? Session 也会有同样的问题,当我们的一个应用系统有几百台服务器的时候如何解决 Session 在多台服务器之间共享?…

Session 与 Cookie 的作用都是为了保持访问用户与后端服务器的交互状态。它们有各自的优点,也有各自的缺陷,然而具有讽刺意味的是它们的优点和它们的使用场景又是矛盾的。例如,使用 Cookie 来传递信息时,随着 Cookie 个数的增多和访问量的增加,它占用的网络带宽也很大,试想假如 Cookie 占用 200 个字节,如果一天的 PV 有几亿,它要占用多少带宽?所以有大访问量的时候希望用 Session,但是 Session 的致命弱点是不容易在多台服务器之间共享,所以这也限制了 Session 的使用。

 

HTTP Session篇

1、概念:

Session代表服务器与浏览器的一次会话过程,这个过程是连续的,也可以时断时续的。在Servlet中,session指的是HttpSession类的对象,这个概念到此结束了,也许会很模糊,但只有看完本文,才能真正有个深刻理解。

 

2、Session创建的时间是:

一个常见的误解是以为session在有客户端访问时就被创建,然而事实是直到某server端程序调用 HttpServletRequest.getSession(true)这样的语句时才被创建,注意如果JSP没有显示的使用 <% @page session=”false”%> 关闭session,则JSP文件在编译成Servlet时将会自动加上这样一条语句 HttpSession session = HttpServletRequest.getSession(true);这也是JSP中隐含的 session对象的来历。 
由于session会消耗内存资源,因此,如果不打算使用session,应该在所有的JSP中关闭它。

引申: 
1)访问*.html的静态资源因为不会被编译为Servlet,也就不涉及session的问题。 
2)当JSP页面没有显式禁止session的时候,在打开浏览器第一次请求该jsp的时候,服务器会自动为其创建一个session,并赋予其一个sessionID,发送给客户端的浏览器。以后客户端接着请求本应用中其他资源的时候,会自动在请求头上添加: 
Cookie:JSESSIONID=客户端第一次拿到的session ID 
这样,服务器端在接到请求时候,就会收到session ID,并根据ID在内存中找到之前创建的session对象,提供给请求使用。这也是session使用的基本原理—-搞不懂这个,就永远不明白session的原理。

 

下面是两次请求同一个jsp,第二次请求头信息:

这里写图片描述

在第一次请求时是不存在如上图的JSESSIONID的。第二次请求的时候,已经添加session ID的信息。

session存放在哪里:服务器端的内存中。不过session可以通过特殊的方式做持久化管理。

session的id是从哪里来的,sessionID是如何使用的:当客户端第一次请求session对象时候,服务器会为客户端创建一个 session,并将通过特殊算法算出一个session的ID,用来标识该session对象,当浏览器下次(session继续有效时)请求别的资源 的时候,浏览器会偷偷地将sessionID放置到请求头中,服务器接收到请求后就得到该请求的sessionID,服务器找到该id的session返 还给请求者(Servlet)使用。一个会话只能有一个session对象,对session来说是只认id不认人。

 

3.同一客户端机器多次请求同一个资源,session一样吗?

一般来说,每次请求都会新创建一个session。 
但这个也不一定的,总结下:对于多标签的浏览器(比如360浏览器)来说,在一个浏览器窗口中,多个标签同时访问一个页面,session是一个。对 于多个浏览器窗口之间,同时或者相隔很短时间访问一个页面,session是多个的,和浏览器的进程有关。对于一个同一个浏览器窗口,直接录入url访问 同一应用的不同资源,session是一样的。 
session因为请求(request对象)而产生,同一个会话中多个request共享了一session对象,可以直接从请求中获取到session对象。 
其实,session的创建和使用总在服务端,而浏览器从来都没得到过session对象。但浏览器可以请求Servlet(jsp也是Servlet) 来获取session的信息。客户端浏览器真正紧紧拿到的是session ID,而这个对于浏览器操作的人来说,是不可见的,并且用户也无需关心自己处于哪个会话过程中。

 

4.Session的生命周期

Session保存在服务器端。为了获得更高的存取速度,服务器一般把Session放在内存里。每个用户都会有一个独立的Session。如果Session内容过于复杂,当大量客户访问服务器时可能会导致内存溢出。因此,Session里的信息应该尽量精简。 
Session在用户第一次访问服务器的时候自动创建。需要注意只有访问JSP、Servlet等程序时才会创建Session,只访问HTML、IMAGE等静态资源并不会创建Session。如果尚未生成Session,也可以使用request.getSession(true)强制生成Session。 
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,并维护该Session。用户每访问服务器一次,无论是否读写Session,服务器都认为该用户的Session“活跃(active)”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。为防止内存溢出,服务器会把长时间内没有活跃的Session从内存删除。这个时间就是Session的超时时间。如果超过了超时时间没访问过服务器,Session就自动失效了。 
Session的超时时间为maxInactiveInterval属性,可以通过对应的getMaxInactiveInterval()获取,通过setMaxInactiveInterval(longinterval)修改。 
Session的超时时间也可以在web.xml中修改。另外,通过调用Session的invalidate()方法可以使Session失效。

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5.Session对浏览器的要求

虽然Session保存在服务器,对客户端是透明的,它的正常运行仍然需要客户端浏览器的支持。这是因为Session 需要使用Cookie作为识别标志。HTTP协议是无状态的,Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一客户,因此服务器向客户端浏览器发送一 个名为JSESSIONID的Cookie,它的值为该Session的id(也就是HttpSession.getId()的返回值)。Session 依据该Cookie来识别是否为同一用户。 
该Cookie为服务器自动生成的,它的maxAge属性一般为–1,表示仅当前浏览器内有效,并且各浏览器窗口间不共享,关闭浏览器就会失效。 
因此同一机器的两个浏览器窗口访问服务器时,会生成两个不同的Session。但是由浏览器窗口内的链接、脚本等打开的新窗口(也就是说不是双击桌面浏览器图标等打开的窗口)除外。这类子窗口会共享父窗口的Cookie,因此会共享一个Session。 
注意:新开的浏览器窗口会生成新的Session,但子窗口除外。子窗口会共用父窗口的Session。例如,在链接上右击,在弹出的快捷菜单中选择“在新窗口中打开”时,子窗口便可以访问父窗口的Session。 
如果客户端浏览器将Cookie功能禁用,或者不支持Cookie怎么办?例如,绝大多数的手机浏览器都不支持Cookie。Java Web提供了另一种解决方案:URL地址重写。

 

 

Cookie篇

Cookie通过在客户端记录信息确定用户身份,Session通过在服务器端记录信息确定用户身份。 
Web应用程序是使用HTTP协议传输数据的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完毕,客户端与服务器端的连接就会关闭,再次交换数据需要建立新的连接。这就意味着服务器无法从连接上跟踪会话。 
即用户A购买了一件商品放入购物车内,当再次购买商品时服务器已经无法判断该购买行为是属于用户A的会话还是用户B的会话了。要跟踪该会话,必须引入一种机制。 
Cookie就是这样的一种机制。它可以弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前,基本上所有的网站都采用Cookie来跟踪会话。

1.什么是Cookie

Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器,如果服务器需要记录该用户状态,就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。 客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时,浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器。服务器检查该Cookie,以 此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。 
Java中把Cookie封装成了javax.servlet.http.Cookie类。每个Cookie都是该Cookie类的对象。服务器通过操作Cookie类对象对客户端Cookie进行操作。通过request.getCookie()获取客户端提交的所有Cookie(以Cookie[]数组形式返回),通过response.addCookie(Cookiecookie)向客户端设置Cookie。

 

2.Cookie 对象的内容

Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态,一个Cookie对象保存一个属性对,一个request或者response同时使用多个Cookie。因为Cookie类位于包javax.servlet.http.*下面,所以JSP中不需要import该类。

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3.Cookie的不可跨域名性

很多网站都会使用Cookie。例如,Google会向客户端颁发Cookie,Baidu也会向客户端颁发Cookie。那浏览器访问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢?或者Google能不能修改Baidu颁发的Cookie呢? 
答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。根据Cookie规范,浏览器访问Google只会携带Google的Cookie,而不会携带Baidu的Cookie。Google也只能操作Google的Cookie,而不能操作Baidu的Cookie。 
Cookie在客户端是由浏览器来管理的。浏览器能够保证Google只会操作Google的Cookie而不会操作 Baidu的Cookie,从而保证用户的隐私安全。浏览器判断一个网站是否能操作另一个网站Cookie的依据是域名。Google与Baidu的域名 不一样,因此Google不能操作Baidu的Cookie。

中文与英文字符不同,中文属于Unicode字符,在内存中占4个字符,而英文属于ASCII字符,内存中只占2个字节。Cookie中使用Unicode字符时需要对Unicode字符进行编码,否则会乱码。 
提示:Cookie中保存中文只能编码。一般使用UTF-8编码即可。不推荐使用GBK等中文编码,因为浏览器不一定支持,而且JavaScript也不支持GBK编码.

 

4.Cookie的有效期

Cookie的maxAge决定着Cookie的有效期,单位为秒(Second)。Cookie中通过getMaxAge()方法与setMaxAge(int maxAge)方法来读写maxAge属性。 
如果maxAge属性为正数,则表示该Cookie会在maxAge秒之后自动失效。浏览器会将maxAge为正数的 Cookie持久化,即写到对应的Cookie文件中。无论客户关闭了浏览器还是电脑,只要还在maxAge秒之前,登录网站时该Cookie仍然有效。 下面代码中的Cookie信息将永远有效。

Cookie cookie = new Cookie("username","aaa666");   // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE);           // 设置生命周期为MAX_VALUE
response.addCookie(cookie);                    // 输出到客户端

如果maxAge为负数,则表示该Cookie仅在本浏览器窗口以及本窗口打开的子窗口内有效,关闭窗口后该Cookie即失效。maxAge为负数的 Cookie,为临时性Cookie,不会被持久化,不会被写到Cookie文件中。Cookie信息保存在浏览器内存中,因此关闭浏览器该Cookie 就消失了。Cookie默认的maxAge值为–1。 
如果maxAge为0,则表示删除该Cookie。Cookie机制没有提供删除Cookie的方法,因此通过设置该Cookie即时失效实现删除Cookie的效果。失效的Cookie会被浏览器从Cookie文件或者内存中删除, 
例如:

Cookie cookie = new Cookie("username","aaa666");   // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(0);                          // 设置生命周期为0,不能为负数
response.addCookie(cookie);                    // 必须执行这一句
response对象提供的Cookie操作方法只有一个添加操作add(Cookie cookie)。

要想修改Cookie只能使用一个同名的Cookie来覆盖原来的Cookie,达到修改的目的。删除时只需要把maxAge修改为0即可。

注意:从客户端读取Cookie时,包括maxAge在内的其他属性都是不可读的,也不会被提交。浏览器提交Cookie时只会提交name与value属性。maxAge属性只被浏览器用来判断Cookie是否过期。

 

5.Cookie的修改、删除

Cookie并不提供修改、删除操作。如果要修改某个Cookie,只需要新建一个同名的Cookie,添加到response中覆盖原来的Cookie。 
如果要删除某个Cookie,只需要新建一个同名的Cookie,并将maxAge设置为0,并添加到response中覆盖原来的Cookie。注意是0而不是负数。负数代表其他的意义。读者可以通过上例的程序进行验证,设置不同的属性。

注意:修改、删除Cookie时,新建的Cookie除value、maxAge之外的所有属性,例如name、path、domain等,都要与原Cookie完全一样。否则,浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖,导致修改、删除失败。

 

6.Cookie的域名

Cookie是不可跨域名的。域名www.google.com颁发的Cookie不会被提交到域名www.baidu.com去。这是由Cookie的隐私安全机制决定的。隐私安全机制能够禁止网站非法获取其他网站的Cookie。 
正常情况下,同一个一级域名下的两个二级域名如www.helloweenvsfei.com和 images.helloweenvsfei.com也不能交互使用Cookie,因为二者的域名并不严格相同。如果想所有 helloweenvsfei.com名下的二级域名都可以使用该Cookie,需要设置Cookie的domain参数,例如:

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setDomain(".helloweenvsfei.com");           // 设置域名
cookie.setPath("/");                              // 设置路径
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE);               // 设置有效期
response.addCookie(cookie);                       // 输出到客户端

 

读者可以修改本机C:\WINDOWS\system32\drivers\etc下的hosts文件来配置多个临时域名,然后使用setCookie.jsp程序来设置跨域名Cookie验证domain属性。

注意:domain参数必须以点(“.”)开始。另外,name相同但domain不同的两个Cookie是两个不同的Cookie。如果想要两个域名完全不同的网站共有Cookie,可以生成两个Cookie,domain属性分别为两个域名,输出到客户端。 
Cookie的路径。

domain属性决定运行访问Cookie的域名,而path属性决定允许访问Cookie的路径(ContextPath)。例如,如果只允许/sessionWeb/下的程序使用Cookie,可以这么写:

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808");     // 新建Cookie
cookie.setPath("/session/");                          // 设置路径
response.addCookie(cookie);                           // 输出到客户端

设置为“/”时允许所有路径使用Cookie。path属性需要使用符号“/”结尾。name相同但domain相同的两个Cookie也是两个不同的Cookie。

注意:页面只能获取它属于的Path的Cookie。例如/session/test/a.jsp不能获取到路径为/session/abc/的Cookie。使用时一定要注意。

 

7.Cookie的安全属性

HTTP协议不仅是无状态的,而且是不安全的。使用HTTP协议的数据不经过任何加密就直接在网络上传播,有被截获的可能。使用HTTP协议传输很机密的内容是一种隐患。如果不希望Cookie在HTTP等非安全协议中传输,可以设置Cookie的secure属性为 true。浏览器只会在HTTPS和SSL等安全协议中传输此类Cookie。下面的代码设置secure属性为true:

Cookie cookie = new Cookie("time", "20080808"); // 新建Cookie
cookie.setSecure(true);                           // 设置安全属性
response.addCookie(cookie);                        // 输出到客户端

 

原文地址:

https://blog.csdn.net/canot/article/details/50667793

 

 

问:Session共享有哪些解决方案?


1、使用模拟session+ redis【可靠】

2、使用cookie,不安全

3、使用nginx负载均衡策略,ip绑定,不存在session共享问题

4、使用数据库,对数据库有压力

5、tomcat配置session共享

6、使用token重写session

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