浅谈cookie和session(小结)

cookie和session在java web开发中扮演了十分重要的作用，本篇文章对其中的重要知识点做一些探究和总结。

1.cookie存在于浏览器

随意打开一个网址，用火狐的调试工具，随意选取一个链接，查看其请求头。你就会看到cookie的信息。如下图所示。

如上图所示，我们访问了新浪网，通过火狐浏览器的调试窗口可以看到cookie存在于请求头也就是httprequest中，并且是以键值对（数组）的形式存在。

只要有请求，就会在请求头携带一个cookie的数组（键值对）。cookie是浏览器层面的东西。

2.java中获取cookie

事实上，在java的servlet体系里，我们可以通过如下方式获取cookie.

httpservletrequest req=servletactioncontext.getrequest();
    cookie[] cookies=req.getcookies();
    for(int i=0;i<cookies.length;i++){
      cookie cookie=cookies[i];
      system.out.println("name:"+cookie.getname()+",domain"+cookie.getdomain()+",value:"+cookie.getvalue()+",maxage:"+cookie.getmaxage());
    }

可以看到，在servlet体系中，把cookie作为一个属性放到了httprequest对象里面。通过getcookies（）方法得到一个cookie数组。

我们在一个action中加入上述代码，并且访问这个action，则可以看到控制台打印出如下信息。

servlet对cookie进行了封装，cookie对象有几个属性，如name，domain，value，maxage等，具体的意义可以参考servlet的api文档。

以上的请求的cookie是我首次访问某一个网站的链接时候产生的。可以看到cookie数组中只有一个元素。这边先注意一下，后续会有更进一步的说明。

3.java中向cookie中添加元素

说了获取cookie数组和cookie，我们一定也想知道如何把我们自己的一些信息放进cookie，其实很简单。http的一次请求总是伴随着一次响应，我们就将cookie信息放入到响应中，传递给浏览器。在java下代码是这样写的。

httpservletresponse res=servletactioncontext.getresponse();
    cookie cookie=new cookie("xdx", "i'm xdx");
    res.addcookie(cookie);

可以看到当我们发起这个请求时，在响应头有下列信息。

也就是通过这次请求，我们把xdx=i'm xdx 这个cookie通过response放进了浏览器。

当我们再次访问该网站上的其他页面的时候，在请求头都将带有这个cookie。如下图所示。

而假如我们清除历史记录，包括cookie。

再次访问该网站的某一个地址。刚才我们加进去的cookie就不存在了。

总结来说就是：servlet通过response将cookie放入到cookie数组中，这样浏览器端就会拥有这一个cookie信息。浏览器会在以后的请求过程中把这个cookie信息放在请求头。

4.session是什么

session我们一般指的是httpsession，为了理解它，我们直接打开httpsession的源码来一看究竟。

/**
 *
 * provides a way to identify a user across more than one page
 * request or visit to a web site and to store information about that user.
 *
 * <p>the servlet container uses this interface to create a session
 * between an http client and an http server. the session persists
 * for a specified time period, across more than one connection or
 * page request from the user. a session usually corresponds to one 
 * user, who may visit a site many times. the server can maintain a 
 * session in many ways such as using cookies or rewriting urls.
 *
 * <p>this interface allows servlets to 
 * <ul>
 * <li>view and manipulate information about a session, such as
 *   the session identifier, creation time, and last accessed time
 * <li>bind objects to sessions, allowing user information to persist 
 *   across multiple user connections
 * </ul>
 *
 * <p>when an application stores an object in or removes an object from a
 * session, the session checks whether the object implements
 * {@link httpsessionbindinglistener}. if it does, 
 * the servlet notifies the object that it has been bound to or unbound 
 * from the session. notifications are sent after the binding methods complete. 
 * for session that are invalidated or expire, notifications are sent after
 * the session has been invalidated or expired.
 *
 * <p> when container migrates a session between vms in a distributed container
 * setting, all session attributes implementing the {@link httpsessionactivationlistener}
 * interface are notified.
 * 
 * <p>a servlet should be able to handle cases in which
 * the client does not choose to join a session, such as when cookies are
 * intentionally turned off. until the client joins the session,
 * <code>isnew</code> returns <code>true</code>. if the client chooses 
 * not to join
 * the session, <code>getsession</code> will return a different session
 * on each request, and <code>isnew</code> will always return
 * <code>true</code>.
 *
 * <p>session information is scoped only to the current web application
 * (<code>servletcontext</code>), so information stored in one context
 * will not be directly visible in another.
 *
 * @author  various
 *
 * @see   httpsessionbindinglistener
 * @see   httpsessioncontext

简单的翻译一下：

--提供一个在多页面请求切换的情况下用于验证、存储用户信息的手段。

--servlet容器使用httpsession来创建连接客户端和服务端的一个会话（session）。这个会话能持续一段指定的时间（也就是我们常说的session过期时间），该会话能在多个请求之间共享。

--这个会话一般跟用户信息关联，由于这个用户可能多次访问网站，所以我们把他们存储在这个会话（也就是httpsession）里。

--服务端通常是通过cookies或者rewriting urls来保持一个session。

我的理解，session是一种持久的会话，它的存在主要是为了克服http无状态的特点，关于http无状态，或者说没有记忆，这里不多阐述，涉及到计算机网络的知识，简单来说就是http一次请求对应一次响应，在这个过程中会携带一些信息，但这些信息也仅仅在这个过程中有效。当一个请求结束，我们进入下一个请求的时候，上一个请求里面的信息对当前的请求就没什么意义了，因为当前的请求根本不会知道上一个请求里面所包含的信息。

那么当我们需要一些在各个请求都能公用的信息的时候，该怎么办呢？有很多办法，可以把信息存在数据库，然后每次从数据库去取出来，当然io存取会浪费很多时间，它仅仅针对大数据量。还有一种就是将这些信息存在内存当中。没错session其实就是这样一种对象，他把项目当中一些常用的信息存在内存当中，这些常用的信息通常是跟用户相关的，比如用户名，用户昵称，用户角色等。因为他们需要经常用到，所以把这些信息存在session中进行管理再好不过了。

5.如何获取一个session

在servlet体系里，我们可以用如下代码来获取session。

httpservletrequest request = servletactioncontext.getrequest();
    httpsession httpsession=request.getsession();
    system.out.println(httpsession);

我们来查阅httpservletrequest的源码，看看其getsession()方法。

/**
   *
   * returns the current session associated with this request,
   * or if the request does not have a session, creates one.
   * 
   * @return    the <code>httpsession</code> associated
   *      with this request
   *
   * @see  #getsession(boolean)
   *
   */

  public httpsession getsession();

它的解释是返回当前与request关联的session，如果这个请求不存在session，就新建一个。

我们在两个请求中加入上述代码并运行，得到如下结果。

可以看到在整个项目内，这个session被共享着调用。

6.session和cookie到底有什么关系呢？

简单点说，每一个session对象都有一个sessionid,而在cookie数组中，又一个元素叫做jsessionid，服务器将session对象的sessionid,以名称叫做jsessionid，值为sessionid的形式存入cookie数组中，这样cookie和session就发生了关联。

上面的描述可以用下图来表示。

上述的过程可以用类似如下的代码来实现。

httpservletrequest req=servletactioncontext.getrequest();
    httpservletresponse res=servletactioncontext.getresponse();
    cookie cookie=new cookie("jsessionid", req.getsession().getid());
　　　　　res.addcookie(cookie);

只不过我们并不需要写这个代码，servlet自动帮我们完成了如上的操作。

7.具体过程

具体的过程是这样的：

（1）当我们首次在某个请求中通过调用request.getsession去获取session的时候（这个调用不一定是显式的，很多框架把session封装成map等其他的类型，名称也不一定是session，但是本质都是在调用session），首先servlet通过getcookie的到本次请求的cookie信息，然后去寻找cookie数组中是否有否有一个名为jsessionid的cookie，没有的话就创建一个session，并且把sessionid做为jsessionid这个cookie的值，然后调用addcookie（）方法把该cookie放入cookie数组。

（2）如果上一步中从cookie数组中取到的cookie数组已经包含了jsessionid这个cookie，这时候我我们取出jsessionid的值，然后去内存中的session（内存中有很多session）去寻找对应的sessionid为jsessionid的值的session，如果找得到的话，就使用这个session，找不到的话，就新建一个session，并且同样的调用addcookie（）方法覆盖掉原来的jsessionid这个cookie的值。

上述的过程可以用类似如下的代码来表示。

httpservletrequest req=servletactioncontext.getrequest();//具体获取request的情况可能有所不同
  httpsession session;
    cookie jsessionid=null;
    cookie[] cookies=req.getcookies();
    for(int i=0;i<cookies.length;i++){
      cookie cookie=cookies[i];
      if(cookie.getname().equals("jsessionid")){
        jsessionid=cookie;
      }
    }
    if(jsessionid==null){
      session= createsession();//创建一个session
    }else{
     session=findsessionbysessionid(jsessionid.getvalue());//通过sessionid获取session
      if(session==null){
        session= createsession();//创建一个session
      }
      httpservletrequest req=servletactioncontext.getresponse();//具体情况可能有所不同
      cookie cookie=new cookie("jsessionid", session.getid());
      res.addcookie(cookie);

我们将浏览器缓存清除，这样cookie中就没有jsessionid了，然后我们访问一个action。如下。

8.当我们清空浏览器的时候，session会消失吗？

这个问题包含着一些陷阱。因为很多时候当我们清空浏览器以后，确实需要重新登录系统才可以操作，所以很多人自然而然认为清空浏览器缓存（包含cookie）以后。session就会消失。

其实这种结论是错误的。要知道，session是存在于服务器的，你清除浏览器缓存，只是清除了cookie，跟session一点关系都没有。那么为什么我们却不能访问网站，而需要重新登录了呢？

一般的web项目会通过session来判断用户是否有登录，常用的判断语句是if(session.get("userid")==null。如果为空，则表示需要重新登录。这时候其实隐式地调用了getsession()方法，这就回到了上一步我们所讲的session获取的具体步骤了。

因为清空了浏览器缓存，这时候cookie数组中必定不会有jsessionid这个cookie，所以必须得新建一个session，用新的sessionid来给jsessionid这个cookie赋值。由于是新建的session，session中必定没有userid这样的属性值，所以判断结果自然为空，所以需要重新登录。这次赋值以后，下一次再请求该网站的时候，由于cookie数组中已经有了jsessionid这个cookie，并且能通过该jsessionid的值找到相应的session，所以就不需要再重新登录了。

9.讨论几种极端情况

第一种：当项目正常运行，我们清空浏览器，cookie和session会发生什么变化。

因为清空了浏览器，所以不会存在jsessionid这个cookie，servlet无法找到对应的session，所以他会新建一个session，然后在本次请求的响应中将sessionid传入cookie中。

下一次请求，cookie数组中就带有jsessionid这个cookie了，servlet就可以找到对应的session，沿用即可。

第二种：浏览器正常，项目重启（可停止tomcat来模拟这种情况），cookie和session会发生什么变化。

因为项目重启，内存中的一切session都消失了，虽然访问一个action，请求头中有jsessionid这个cookie，但是通过它的值（sessionid）并不能找到session（因为根本没有任何session），所以还是得重新创建一个session，并且这个session的sessionid跟当前cookie数组中的jsessionid的值不一样，所以它会将新的sessionid覆盖掉cookie数组中原来的jsessionid，并且由于此时的session是崭新的，所以他不可能有userid这样的属性值，所以在拦截的时候依然会被截获，因此也是需要重新登录的。

有兴趣的同学可以去试验一下。

10.session的时限

可以通过setmaxinactiveinterval（）方法来设置session的时限，比如可以设为半个小时。这个时间指的是session不活跃开始计算的时间。超过这个时间，session就失效了。此时若再getsession(),则会创建一个新的session，并且其sessionid为此时浏览器中jsessionid的值。

有三种方式来设置session的时限：

--通过在web容器中设置（以tomcat为例），在tomcat-7.0\conf\web.xml中设置，以下是tomcat7.0中默认配置：

<session-config>
<session-timeout>30</session-timeout>
</session-config>

--通过web项目的web.xml文件来设置。设置15分钟失效。

<session-config>
<session-timeout>15</session-timeout>
</session-config>

--直接在代码中设置

session.setmaxinactiveinterval(30*60);//以秒为单位，即在没有活动30分钟后，session将失效

上述三种方法的优先级：1<2<3.

我们来做个试验，在web.xml中设置session的过期时间为1分钟，然后观察session和cookie的变化。

第一次访问：

过了一分钟后，再次访问

发现还是没变，但马上再次访问。

结合我们之前所说的session和cookie的作用过程来解释一下：第二次访问的时候，因为过了一分钟，超过了session的过期时间，所以此时虽然cookie中还是原来的sessionid(这也是为什么第二次与第一次的请求头中sessionid相同的原因），但是通过此sessionid是无法再找到那个已经失效的session，所以服务端必须重新创建一个session，并且把新的sessionid放到cookie中，覆盖掉原来旧的。所以当我们马上再次访问的时候，这一次就是新的cookie了。

ps:其实这个过程跟服务端暂停服务的效果是一样的，只不过服务端暂停服务影响的是内存中的所有session,而session过期只是影响当前过期的这个session。

pss:cookie过期与session过期类似，只不过是发生在客户端，大家可以依照前面讲的作用过程试着推导cookie过期会发生什么事情。

psss:如果用了redis等内存数据库来管理session，那么设置过期时间将不起作用。

12.非浏览器平台使用session

cookie依赖于浏览器，session依赖于服务器。如果项目不在浏览器上面运行，那么cookie也就无用武之地，但是我们还是想要使用session。不巧的是，session依赖cookie进行管理，这时候要怎么办呢？

举个很常见的场景，我们想要在安卓，或者ios、或者微信小程序等非浏览器的项目中使用session。这时候这些客户端不会自动帮我们做管理cookie的工作。那么这时候我们需要自己来做。

前面讲到过，servlet底层帮我们自动使用cookie来管理session，大体过程是：从cookie中找寻sessionid，根据sessionid去找session，找到合适的就用，找不到的话就新建一个，并且用新的sessionid覆盖掉cookie中旧的。

而现在需要明白两点：

（1）我们没有浏览器了，所以不会在http的请求头中携带cookie信息，servlet后台收不到cookie信息，自然找不到jessionid，所以他会在每次请求都创建一个新的session，这对于服务端来说，是一笔严重的性能开销。

（2）因为没有浏览器了，servlet在更新完sessionid以后，不会自动执行set-cookie操作将新的sessionid去覆盖旧的cookie中的jessionid的值。

根据以上两点，我我们需要做如下几件事情。

（1）：模拟http请求的时候在请求头中带上cookie,在cookie中塞入从jessionid。这样服务端就可以取到jessionid,从而获取sessionid,进行比对来获取session；

（2），在响应给客户端的时候，手动调用set-cookie方法将本次的sessionid放入jessionid中，这样客户端就可以得到最新的jessionid。

（3）：然后客户端需要维护一个cookie的静态变量（或者用其他方法，总之就是维护一个cookie的内存变量）。将服务端响应回来的jessionid的值存在这个变量里面。作为下次请求的时候放入请求头。

（4）：我们同样可以在服务端写一个拦截器，客户端的每个请求都必须先经过拦截器，这样就可以通过session来判断用户是否处于登录状态了。这个过程与在浏览器平台毫无二致。

下面我们来实现上面的功能。

由于本人不会写安卓和ios的代码，所以以一个客户端程序来模拟安卓端。

首先，定义一个静态变量用于存储jessionid.初始值为空。

public static string j_sessionid="";

接下来我们编写模拟http请求的类，需要在这个类中的请求头中加入cookie,并且在响应的时候得到响应头中的cookie.具体代码如下。

public static string http4cookie(string url, string param,string jsessionid) {
    string result = "";
    bufferedreader in = null;
    try {
      string urlnamestring = url + "?" + param;
      url realurl = new url(urlnamestring);
      // 打开和url之间的连接
      httpurlconnection connection = (httpurlconnection) realurl
          .openconnection();
      // 设置通用的请求属性
      connection.setrequestproperty("accept", "*/*");
      connection.setrequestproperty("connection", "keep-alive");
      connection.setrequestproperty("user-agent",
          "mozilla/4.0 (compatible; msie 6.0; windows nt 5.1;sv1)");
      connection.setrequestproperty("cookie", "jsessionid="+jsessionid);//请求头中加入jessionid
      // 建立实际的连接
      connection.connect();
      // 获取所有响应头字段
      map<string, list<string>> map = connection.getheaderfields();
      // 遍历所有的响应头字段,获取响应头中的jessionid信息
       for (string key : map.keyset()) {
//         system.out.println(key + "--->" + map.get(key));
         if("set-cookie".equals(key)){
           string setcookie=map.get(key).tostring();
           string newjessionid=setcookie.substring(12,setcookie.lastindexof("]"));
           j_sessionid=newjessionid;// 维护新的j_sessionid
           system.out.println(setcookie.substring(12,setcookie.lastindexof("]")));
         }
       }
      // 定义 bufferedreader输入流来读取url的响应
      in = new bufferedreader(new inputstreamreader(
          connection.getinputstream(), "utf-8"));
      string line;
      while ((line = in.readline()) != null) {
        result += line;
      }
    } catch (exception e) {
      system.out.println("发送get请求出现异常！" + e);
      e.printstacktrace();
    }
    // 使用finally块来关闭输入流
    finally {
      try {
        if (in != null) {
          in.close();
        }
      } catch (exception e2) {
        e2.printstacktrace();
      }
    }
    return result;
  }

然后我们在服务端写一个action让客户端来模拟请求。

@responsebody
  @requestmapping("httpcookietest")
  public string httptest(httpservletrequest req,httpservletresponse res) {
    cookie[]cookies=req.getcookies();
    for(cookie cookie:cookies){
      if(cookie.getname().equals("jsessionid"));
      system.out.println(cookie.getvalue());
    }
    outputmsg.outputmsg(res, req, "httpcookietest");
    return null;
  }

特别注意这里的outputmsg，它的代码如下。

public static void outputmsg(httpservletresponse response,httpservletrequest request,string msg) {
    response.setcharacterencoding("utf-8");
    string sessionid = request.getsession().getid();
    response.setcontenttype("text/html; charset=utf-8"); 
    response.setheader("set-cookie", "jsessionid=" + sessionid);
    printwriter writer = null;
    try {
      writer = response.getwriter();
      writer.print(msg);
      writer.flush();
    } catch (ioexception e) {
      e.printstacktrace();
    } finally {
      if (writer != null)
        writer.close();
    }
  }

注意到第4和第5行代码，这两行代码往响应头中加入了此时的sessionid,作为jsessionid的值，放入到cookie中。这样客户端才能从响应头中获取最新的jsessionid，以更新静态变量j_sessionid的值，对应http4cookie中的代码。

然后我们来看看客户端的主函数。

public static void main(string args[]){
    httputil.http4cookie("http://192.168.1.185:8080/warrior/httpcookietest","1=1",j_sessionid);
  }

这样以后，其实这个过程已经跟浏览器的cookie运作机制并无二致了。

最后，我们在写一个拦截器，对所有客户端请求进行拦截。客户端每次请求之间都率先访问这个拦截器。

@responsebody
  @requestmapping("otherplatformintercept")
  public string otherplatformintercept(httpservletrequest req){
    httpsession httpsession=req.getsession();
    if(httpsession.getattribute("userid")!=null){
      return "valid";
    }
    return "invalid";
  }

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。