【詳解】Tomcat是如何監控並刪除超時Session的？

前言

偶然發現Tomcat會話時間的半小時，並不是說“會話創建后只有半小時的有效使用時間”，而是說“會話空閑半小時后會被刪除”。索性就翻了一下源碼。做了一番整理。

注：空閑時間，指的是同一個會話兩次請求之間的間隔時間

Session相關類圖

• HttpSession就是大家Servlet層可以直接使用的Session.
• Session是Tomcat內部使用的接口，可以做一些內部調用
• StandardSession是標准的HttpSession實現，同時它也實現了Session接口，用於Tomcat內部管理
• StandardSessionFacade，類名已經指明它就是一個“門面類”，它內部會引用一個StandardSession的對象，但對外只提供HttpSession規定的方法。

Manager相關類圖

StandardManager與PersitentManager都是Manager的實現，但是它們在存儲Session對象的方式上有所不同。

StandarManager

1.Tomcat運行時，把Session存儲在內存中

2.Tomcat關閉時（注意是正常的關閉操作，如執行stop.sh，而非突然崩潰），會把Session寫入到磁盤中，等到Tomcat重啟后再把Session加載進來

PersistentManager

1.總是把Session存儲在磁盤中。

Manager與Context的關系

在Tomcat中，一個Context就是部署到Tomcat中的一個應用（Webapp）。每一個Context都有一個單獨的Manager對象來管理這個應用的會話信息。

Manager如何存儲Session

Manager對象會使用一個Map來存儲Session對象

• Key  => SessionId
• Value  => Session Object

    /**
     * The set of currently active Sessions for this Manager, keyed by
     * session identifier.
     */
    protected Map<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

當一個請求到達Context的時候，如果它帶有JSESSIONID的Cookie，Manager就能依此找到關聯的Session對象，放入到Request對象中。

Manager的定期檢查

Manager接口有一個backgroundProcess()方法，顧名思義就是后台處理。

    /**
     * This method will be invoked by the context/container on a periodic
     * basis and allows the manager to implement
     * a method that executes periodic tasks, such as expiring sessions etc.
     */
    public void backgroundProcess();

注：Container接口也有這個方法，這個方法一般在容器啟動（start）的時候，開啟一個額外的線程來循環執行這個backgroundProcess方法。Context的這個方法啟動后，會執行Loader和Manager的backgroundProcess方法。

我們來看看這個方法都做了些什么？

/**
 * {@inheritDoc}
 * <p>
 * Direct call to {@link #processExpires()}
 */
@Override
public void backgroundProcess() {
    count = (count + 1) % processExpiresFrequency;
    if (count == 0)  //如果達到檢查頻率則開始檢查
        processExpires();
}

/**
 * Invalidate all sessions that have expired.
 */
public void processExpires() {

    long timeNow = System.currentTimeMillis();
    Session sessions[] = findSessions(); //獲取所有session對象
    int expireHere = 0 ; //過期session的數量，不要被這個變量名騙了

    if(log.isDebugEnabled())
        log.debug("Start expire sessions " + getName() + " at " + timeNow + " sessioncount " + sessions.length);
    for (int i = 0; i < sessions.length; i++) {
        if (sessions[i]!=null && !sessions[i].isValid()) {
            expireHere++;
        }
    }
    long timeEnd = System.currentTimeMillis();
    if(log.isDebugEnabled()) //打印記錄
         log.debug("End expire sessions " + getName() + " processingTime " + (timeEnd - timeNow) + " expired sessions: " + expireHere);
    processingTime += ( timeEnd - timeNow );

}

很多人看到這里，可能會有跟我一樣的疑惑，即這里面根本就沒有使Session過期失效的操作，好像只做了狀態檢查。不過后來看到了Session的isValid方法的實現就都明白了。

/**
 * Return the <code>isValid</code> flag for this session.
 */
@Override
public boolean isValid() {

    if (!this.isValid) {
        return false;
    }

    if (this.expiring) {
        return true;
    }

    if (ACTIVITY_CHECK && accessCount.get() > 0) {
        return true;
    }

    //關鍵所在
    //如果有設置最大空閑時間
    //就獲取此Session的空閑時間進行判斷
    //如果已超時，則執行expire操作
    if (maxInactiveInterval > 0) { 
        int timeIdle = (int) (getIdleTimeInternal() / 1000L);
        if (timeIdle >= maxInactiveInterval) {
            expire(true);
        }
    }

    return this.isValid;
}

 那這個空閑時間怎么得到？

 其實就是記錄上一次請求的時間，然后與本次請求的時間進行比對，得到時間差。

總結

總的來說，就是用一個線程來輪詢會話狀態，如果某個會話的空閑時間超過設定的最大值，則將該會話銷毀。