HTTP Session、Cookie機制詳解

一、什么是http session,有什么用

HTTP協議本身是無狀態的,本身並不能支持服務端保存客戶端的狀態信息，於是，Web Server中引入了session的概念，用來保存客戶端的狀態信息。 

這 里用一個形象的比喻來解釋session的工作方式。假設Web Server是一個商場的存包處，HTTP Request是一個顧客，第一次來到存包處，管理員把顧客的物品存放在某一個櫃子里面（這個櫃子就相當於Session），然后把一個號碼牌交給這個顧 客，作為取包憑證（這個號碼牌就是Session ID）。顧客（HTTP Request）下一次來的時候，就要把號碼牌（Session ID）交給存包處（Web Server）的管理員。管理員根據號碼牌（Session ID）找到相應的櫃子（Session），根據顧客（HTTP Request）的請求，Web Server可以取出、更換、添加櫃子（Session）中的物品，Web Server也可以讓顧客（HTTP Request）的號碼牌和號碼牌對應的櫃子（Session）失效。顧客（HTTP Request）的忘性很大，管理員在顧客回去的時候（HTTP Response）都要重新提醒顧客記住自己的號碼牌（Session ID）。這樣，顧客（HTTP Request）下次來的時候，就又帶着號碼牌回來了。 
我們可以看到，Session ID實際上是在客戶端和服務端之間通過HTTP Request和HTTP Response傳來傳去的。

二、一般用來實現Session的方法有兩種·

1）URL重寫。 
Web Server在返回Response的時候，檢查頁面中所有的URL，包括所有的連接，和HTML Form的Action屬性，在這些URL后面加上“;jsessionid=XXX”。 
下一次，用戶訪問這個頁面中的URL。jsessionid就會傳回到Web Server。

2）Cookie。 

如果客戶端支持Cookie，Web Server在返回Response的時候，在Response的Header部分，加入一個“set-cookie: jsessionid=XXXX”header屬性，把jsessionid放在Cookie里傳到客戶端。 

客戶端會把Cookie存放在本地文件里，下一次訪問Web Server的時候，再把Cookie的信息放到HTTP Request的“Cookie”header屬性里面，這樣jsessionid就隨着HTTP Request返回給Web Server。

三、session的工作原理

1）當一個用戶向服務器發送第一個請求時，服務器為其建立一個session，並為此session創建一個標識號；

2 ) 這個用戶隨后的所有請求都應包括這個標識號。服務器會校對這個標識號以判斷請求屬於哪個session。

這種機制不使用IP作為標識，是因為很多機器是通過代理服務器方式上網，沒法區分每一台機器。

對於session標識號（sessionID），有兩種方式實現：cookies和URL重寫。

 

四、HttpSession總結

1、HTTP協議本身是“連接-請求-應答-關閉連接”模式的，是一種無狀態協議（HTTP只是一個傳輸協議）；
2、Cookie規范是為了給HTTP增加狀態跟蹤用的（如果要精確把握，建議仔細閱讀一下相關的RFC），但不是唯一的手段；
3、所謂Session，指的是客戶端和服務端之間的一段交互過程的狀態信息（數據）；這個狀態如何界定，生命期有多長，這是應用本身的事情；
4、 由於B/S計算模型中計算是在服務器端完成的，客戶端只有簡單的顯示邏輯，所以，Session數據對客戶端應該是透明的不可理解的並且應該受控於服 務端；Session數據要么保存到服務端（HttpSession），要么在客戶端和服務端之間傳遞（Cookie或url rewritting或Hidden input）；
5、由於HTTP本身的無狀態性，服務端無法知道客戶端相繼發來的請求是來自一個客戶的，所以，當使用服務端HttpSession存儲會話數據的時候客戶端的每個請求都應該包含一個session的標識(sid, jsessionid 等等)來告訴服務端；
6、會話數據保存在服務端（如HttpSession）的好處是減少了HTTP請求的長度，提高了網絡傳輸效率；客戶端session信息存儲則相反；
7、 客戶端Session存儲只有一個辦法：cookie(url rewritting和hidden input因為無法做到持久化，不算，只能作為交換session id的方式，即a method of session tracking)，而服務端做法大致也是一個道理：容器有個session管理器（如tomcat的 org.apache.catalina.session包里面的類），提供session的生命周期和持久化管理並提供訪問session數據的 api；
8、使用服務端還是客戶端session存儲要看應用的實際情況的。一般來說不要求用戶注冊登錄的公共服務系統（如google）采用 cookie做客戶 端session存儲（如google的用戶偏好設置），而有用戶管理的系統則使用服務端存儲。原因很顯然：無需用戶登錄的系統唯一能夠標識用戶的就是用 戶的電腦，換一台機器就不知道誰是誰了，服務端session存儲根本不管用；而有用戶管理的系統則可以通過用戶id來管理用戶個人數據，從而提供任意復 雜的個性化服務；
9、客戶端和服務端的session存儲在性能、安全性、跨站能力、編程方便性等方面都有一定的區別，而且優劣並非絕對（譬如 TheServerSide 號稱不使用HttpSession，所以性能好，這很顯然：一個具有上億的訪問用戶的系統，要在服務端數據庫中檢索出用戶的偏好信息顯然是低效 的，Session管理器不管用什么數據結構和算法都要耗費大量內存和CPU時間；而用cookie，則根本不用檢索和維護session數據，服務器可 以做成無狀態的，當然高效）；
10、 所謂的“會話cookie”簡單的說就是沒有明確指明有效期的cookie，僅在瀏覽器當前進程生命期內有效，可以被后繼的Set-Cookie操作清除掉。

當 程序需要為某個客戶端的請求創建一個session的時候，服務器首先檢查這個客戶端的請求里是否已包含了一個session標識 - 稱為 session id，如果已包含一個session id則說明以前已經為此客戶端創建過session，服務器就按照session id把這個 session檢索出來使用（如果檢索不到，可能會新建一個），如果客戶端請求不包含session id，則為此客戶端創建一個session並且生成一個與此session相關聯的session id，session id的值應該是一個既不會重復，又不容易被找到規律以仿造的字符串，這個 session id將被在本次響應中返回給客戶端保存。

保存這個session id的方式可以采用cookie，這樣在交互過程中瀏覽器可以自動的按照規則把這個標識發揮給服務器。一般這個cookie的名字都是類似於SEEESIONID.

五、Session何時被創建、何時被刪除

何時創建：一 個常見的誤解是以為session在有客戶端訪問時就被創建，然而事實是直到某server端程序調用 HttpServletRequest.getSession(true)這樣的語句時才被創建，注意如果JSP沒有顯示的使用 <% @page session="false"%> 關閉session，則JSP文件在編譯成Servlet時將會自動加上這樣一條語句 HttpSession session = HttpServletRequest.getSession(true);這也是JSP中隱含的 session對象的來歷。由於session會消耗內存資源，因此，如果不打算使用session，應該在所有的JSP中關閉它。

何時刪除：

a.程序調用HttpSession.invalidate();

b.距離上一次收到客戶端發送的session id時間間隔超過了session的超時設置;

c.服務器進程被停止（非持久session）

如何做到在瀏覽器關閉的時候刪除cookie？

嚴格的講，做不到這一點。可以做一點努力的辦法是在所有的客戶端頁面里使用javascript代碼window.oncolose來監視瀏覽器的關閉動作，然后向服務器發送一個請求來刪除session。但是對於瀏覽器崩潰或者強行殺死進程這些非常規手段仍然無能為力。

六、Session的其他問題

1、存放在session中的對象必須是可序列化的嗎？

不是必需的。要求對象可序列化只是為了session能夠在集群中被復制或者能夠持久保存或者在必要時server能夠暫時把session交換出內存。

2、如何才能正確的應付客戶端禁止cookie的可能性

對所有的URL使用URL重寫，包括超鏈接，form的action，和重定向的URL

3、開兩個瀏覽器窗口訪問應用程序會使用同一個session還是不同的session

七、理解Cookie機制

1）cookie機制的基本原理就如上面的例子一樣簡單，但是還有幾個問題需要解決：“會員卡”如何分發；“會員卡”的內容；以及客戶如何使用“會員卡”。

2）正統的cookie分發是通過擴展HTTP協議來實現的，服務器通過在HTTP的響應頭中加上一行特殊的指示以提示瀏覽器按照指示生成相應的cookie。然而純粹的客戶端腳本如JavaScript或者VBScript也可以生成cookie。

3） 而cookie的使用是由瀏覽器按照一定的原則在后台自動發送給服務器的。瀏覽器檢查所有存儲的cookie，如果某個cookie所聲明的作用范圍大於 等於將要請求的資源所在的位置，則把該cookie附在請求資源的HTTP請求頭上發送給服務器。意思是麥當勞的會員卡只能在麥當勞的店里出示，如果某家 分店還發行了自己的會員卡，那么進這家店的時候除了要出示麥當勞的會員卡，還要出示這家店的會員卡。

八、cookie的內容

主要包括：名字，值，過期時間，路徑和域。

路徑、域和作用范圍：其中域可以指定某一個域比如.google.com，相當於總店招牌，比如寶潔公司，也可以指定一個域下的具體某台機器比如www.google.com或者froogle.google.com，可以用飄柔來做比。
路徑就是跟在域名后面的URL路徑，比如/或者/foo等等，可以用某飄柔專櫃做比。
路徑與域合在一起就構成了cookie的作用范圍。

過期時間：如 果不設置過期時間，則表示這個cookie的生命期為瀏覽器會話期間，只要關閉瀏覽器窗口，cookie就消失了。這種生命期為瀏覽器會話期的 cookie被稱為會話cookie。會話cookie一般不存儲在硬盤上而是保存在內存里，當然這種行為並不是規范規定的。如果設置了過期時間，瀏覽器 就會把cookie保存到硬盤上，關閉后再次打開瀏覽器，這些cookie仍然有效直到超過設定的過期時間。

瀏覽器差異：存 儲在硬盤上的cookie可以在不同的瀏覽器進程間共享，比如兩個IE窗口。而對於保存在內存里的cookie，不同的瀏覽器有不同的處理方式。對於 IE，在一個打開的窗口上按Ctrl-N（或者從文件菜單）打開的窗口可以與原窗口共享，而使用其他方式新開的IE進程則不能共享已經打開的窗口的內存 cookie；對於Mozilla Firefox0.8，所有的進程和標簽頁都可以共享同樣的cookie。一般來說是用javascript的window.open打開的窗口會與原窗 口共享內存cookie。瀏覽器對於會話cookie的這種只認cookie不認人的處理方式經常給采用session機制的web應用 程序開發者造成很大的困擾。