session详解

虽然session机制在web应用程序中被采用已经很长时间了，但是仍然有很多人不清楚session机制的本质，以至不能正确的应用这一 技术。本文将详细讨论session的工作机制并且对在Java web application中应用session机制时常见的问题作出解答。 ### Session详解 #### 一、术语session 在讨论session机制之前，有必要先澄清“session”这一术语的不同含义。在IT领域尤其是Web开发中，“session”的概念常常被提及，但其确切含义却因上下文的不同而有所变化。 1. **基本含义**：“session”通常指的是一系列有始有终的动作或消息交换过程。例如，电话通话过程就是一个典型的session实例，从拨号到通话结束的整个流程被视为一个完整的会话。 2. **在Web上下文中的含义**： - **浏览器会话**：特指从打开浏览器窗口到关闭窗口的这段时间内发生的所有活动。 - **用户会话**：有时指的是用户进行一系列连续操作的时间段，例如从登录网站到完成购买行为并退出的全过程。 - **技术意义上的session**：在技术层面，“session”指的是客户端与服务器之间保持状态的一种机制。这包括通过HTTP协议进行的交互，以及为了跟踪用户的活动而设计的技术手段。 - **存储结构上的session**：有时“session”特指用于存储会话数据的数据结构或存储区域。 - **特定语言实现**：在特定编程语言中，“session”可能指的是该语言提供的会话管理API，如Java中的`javax.servlet.http.HttpSession`。 #### 二、HTTP协议与状态保持 HTTP协议是Web的基础，其设计初衷是为了实现简单、高效的信息传输。然而，HTTP本质上是一种无状态的协议，即每次请求和响应之间是独立的，服务器不会保存关于用户请求的任何历史信息。这对于简单的网页浏览来说是足够的，但对于需要记住用户状态的应用程序来说则不够用。因此，为了实现状态保持的需求，引入了两种主要机制：**cookie** 和 **session**。 - **Cookie机制**：通过在客户端存储小块数据来帮助服务器识别用户。每当客户端向服务器发送请求时，都会附带这些cookie，以便服务器能够根据cookie中的信息识别用户的身份。 - **Session机制**：通过在服务器端维护每个用户的会话状态来实现。服务器为每个用户创建一个唯一的会话ID，并将其存储在cookie或其他地方，以便后续请求时识别该用户。 #### 三、理解cookie机制 Cookie机制是实现状态保持的一种常用方法，它允许服务器在客户端存储少量的数据，以便追踪用户的状态。Cookie的工作原理如下： 1. **创建Cookie**：当用户访问一个网站时，服务器可以通过HTTP响应头中的`Set-Cookie`字段向客户端发送一个或多个cookie。 2. **存储Cookie**：浏览器接收到这些cookie后，会将其保存在本地。对于持久性cookie，它们可能会被永久保存，直到过期或被用户手动清除。 3. **发送Cookie**：在后续的请求中，浏览器会在HTTP请求头中通过`Cookie`字段将对应的cookie发送回服务器，从而帮助服务器识别用户身份。 4. **读取Cookie**：服务器可以根据接收到的cookie来确定用户的身份，并提供相应的服务或内容。 #### 四、理解session机制 Session机制是在服务器端维持用户状态的一种方法，主要用于解决HTTP协议无状态的限制。它的核心思想是为每个用户创建一个唯一的会话ID，并通过cookie或其他方式将其发送给客户端，以便后续请求时能够识别用户。Session的工作原理如下： 1. **创建Session**：当用户第一次访问网站时，服务器为该用户创建一个唯一的会话ID，并将其存储在服务器端的一个数据结构中，如内存或数据库。 2. **发送Session ID**：服务器通过HTTP响应头中的`Set-Cookie`字段将会话ID发送给客户端。客户端接收到会话ID后将其保存为cookie的一部分。 3. **识别Session**：在后续的请求中，客户端通过HTTP请求头中的`Cookie`字段将包含会话ID的cookie发送回服务器。服务器根据接收到的会话ID从服务器端的数据结构中检索用户状态信息。 4. **更新Session**：服务器可以在会话中存储与用户相关的任意数据，并随着用户与系统的交互而更新这些数据。 #### 五、理解javax.servlet.http.HttpSession 在Java Web应用程序中，`javax.servlet.http.HttpSession`接口是实现session机制的核心。它提供了一系列的方法，用于创建、管理和检索会话状态。以下是一些重要的方法： 1. **getId()**：返回会话ID。 2. **setAttribute(String name, Object value)**：将指定名称的对象与当前会话关联。 3. **getAttribute(String name)**：返回指定名称的属性值。 4. **invalidate()**：使会话无效并销毁所有与其关联的属性。 #### 六、HttpSession常见问题 在使用`javax.servlet.http.HttpSession`时，开发者经常会遇到一些问题，包括但不限于： 1. **会话超时**：默认情况下，会话将在一段时间后自动失效，以节省资源。可以通过`setMaxInactiveInterval(int interval)`方法设置会话的最长空闲时间。 2. **并发访问**：多个线程同时访问同一个会话可能导致数据不一致。应确保在多线程环境中正确同步对会话的访问。 3. **安全性问题**：会话ID通常通过cookie发送，因此必须采取措施保护cookie免受窃取或篡改。 #### 七、跨应用程序的session共享 在某些场景下，可能需要在不同的应用程序之间共享session数据。这可以通过多种方式实现： 1. **分布式缓存**：使用像Redis这样的分布式缓存系统来存储会话数据，使得不同应用可以通过缓存访问相同的会话数据。 2. **数据库存储**：将会话数据存储在数据库中，这样即使应用程序部署在不同的服务器上也能共享数据。 3. **集群环境**：在集群环境中，所有节点都可以访问相同的会话数据。 #### 八、总结 Session机制是Web应用程序中实现状态保持的关键技术之一。通过在服务器端存储用户状态信息，并通过客户端cookie传递会话ID，可以实现对用户行为的跟踪和个性化服务。尽管session机制已被广泛采用，但仍需注意其潜在的问题，如安全性和并发访问等问题。理解和正确使用session机制对于构建高性能和安全的Web应用程序至关重要。