作者： Matrix成员jdbc
Session详解
摘要:
虽然session机制在web应用E序中被采用已经很长旉了，但是仍然有很多h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ƈ且对在Java web application中应用session机制时常见的问题作出解答?
一、术语session
在我的经验里Qsessionq个词被滥用的程度大概仅ơ于transactionQ更加有的是transaction与session在某些语境下的含义是相同的?br />
sessionQ中文经常翻译ؓ会话Q其本来的含义是指有始有l的一pd动作/消息Q比如打电话时从拿v电话拨号到挂断电话这中间的一pdq程可以UCZ?session。有时候我们可以看到这L话“在一个浏览器会话期间Q?..”，q里的会话一词用的就是其本义Q是指从一个浏览器H口打开到关闭这个期?①。最混ؕ的是“用P客户端）在一ơ会话期间”这样一句话Q它可能指用L一pd动作Q一般情况下是同某个具体目的相关的一pd动作Q比如从d到选购商品到结账登样一个网上购物的q程Q有时候也被称Z个transactionQ，然而有时候也可能仅仅是指一ơ连接，也有可能是指含义①，其中的差别只能靠上下文来推断②?br />
然而当session一词与|络协议相关联时Q它又往往隐含了“面向连接”和/或“保持状态”这样两个含义， “面向连接”指的是在通信双方在通信之前要先建立一个通信的渠道，比如打电话，直到Ҏ接了电话通信才能开始，与此相对的是写信Q在你把信发出去的时候你q不能确认对方的地址是否正确Q通信渠道不一定能建立Q但对发信h来说Q通信已经开始了。“保持状态”则是指通信的一方能够把一pd的消息关联v来，使得消息之间可以互相依赖Q比如一个服务员能够认出再次光的老顾客ƈ且记得上ơ这个顾客还Ơ店里一块钱。这一cȝ例子有“一个TCP session”或?“一个POP3 session”③?br />
而到了web服务器蓬勃发展的时代Qsession在web开发语境下的语义又有了新的扩展Q它的含义是指一cȝ来在客户端与服务器之间保持状态的解决Ҏ④。有时候session也用来指q种解决Ҏ的存储结构，如“把xxx保存在session 里”⑤。由于各U用于web开发的语言在一定程度上都提供了对这U解x案的支持Q所以在某种特定语言的语境下Qsession也被用来指代该语a的解x案，比如l常把Java里提供的javax.servlet.http.HttpSessionUCؓsession⑥?br />
鉴于q种混ؕ已不可改变，本文中session一词的q用也会Ҏ上下文有不同的含义，请大家注意分辨?br />在本文中Q用中文“浏览器会话期间”来表达含义①，使用“session机制”来表达含义④，使用“session”表辑义⑤Q用具体的“HttpSession”来表达含义?br />
二、HTTP协议与状态保?/strong>
HTTP 协议本n是无状态的Q这与HTTP协议本来的目的是相符的，客户端只需要简单的向服务器h下蝲某些文gQ无论是客户端还是服务器都没有必要纪录彼此过ȝ行ؓQ每一ơ请求之间都是独立的Q好比一个顾客和一个自动售货机或者一个普通的Q非会员Ӟ大卖Z间的关系一栗?br />
然而聪明（或者贪心？Q的Z很快发现如果能够提供一些按需生成的动态信息会使web变得更加有用Q就像给有线电视加上Ҏ功能一栗这U需求一斚wqHTML逐步d了表单、脚本、DOM{客L行ؓQ另一斚w在服务器端则出现了CGI规范以响应客L的动态请求，作ؓ传输载体的HTTP协议也添加了文g上蝲?cookieq些Ҏ。其中cookie的作用就是ؓ了解决HTTP协议无状态的~陷所作出的努力。至于后来出现的session机制则是又一U在客户端与服务器之间保持状态的解决Ҏ?br />
让我们用几个例子来描qC下cookie和session机制之间的区别与联系。笔者曾l常ȝ一家咖啡店有喝5杯咖啡免费赠一杯咖啡的优惠Q然而一ơ性消?杯咖啡的Z微乎其微Q这时就需要某U方式来U录某位֮的消Ҏ量。想象一下其实也无外乎下面的几种ҎQ?br />1、该店的店员很厉宻I能记住每位顾客的消费数量Q只要顾客一走进咖啡店，店员q道该怎么对待了。这U做法就是协议本w支持状态?br />2、发l顾客一张卡片，上面记录着消费的数量，一般还有个有效期限。每ơ消ҎQ如果顾客出C张卡片，则此ơ消费就会与以前或以后的消费相联pv来。这U做法就是在客户端保持状态?br />3、发l顾客一张会员卡Q除了卡号之外什么信息也不纪录，每次消费Ӟ如果֮出示该卡片，则店员在店里的纪录本上找到这个卡号对应的U录d一些消费信息。这U做法就是在服务器端保持状态?br />
׃HTTP协议是无状态的Q而出于种U考虑也不希望使之成ؓ有状态的Q因此，后面两种Ҏ成为现实的选择。具体来说cookie机制采用的是在客L保持状态的ҎQ而session机制采用的是在服务器端保持状态的Ҏ。同时我们也看到Q由于采用服务器端保持状态的Ҏ在客L也需要保存一个标识，所以session机制可能需要借助于cookie机制来达C存标识的目的Q但实际上它q有其他选择?br />
三、理解cookie机制
cookie机制的基本原理就如上面的例子一L单，但是q有几个问题需要解冻I“会员卡”如何分发；“会员卡”的内容Q以及客户如何用“会员卡”?br />
正统的cookie分发是通过扩展HTTP协议来实现的Q服务器通过在HTTP的响应头中加上一行特D的指示以提C浏览器按照指示生成相应的cookie。然而纯_的客户端脚本如JavaScript或者VBScript也可以生成cookie?br />
而cookie 的用是由浏览器按照一定的原则在后台自动发送给服务器的。浏览器查所有存储的cookieQ如果某个cookie所声明的作用范围大于等于将要请求的资源所在的位置Q则把该cookie附在h资源的HTTPh头上发送给服务器。意思是麦当劳的会员卡只能在麦当劳的店里出示Q如果某家分店还发行了自q会员卡，那么q这家店的时候除了要出示麦当劳的会员卡，q要出示q家店的会员卡?br />
cookie的内容主要包括：名字Q|q期旉Q\径和域?br />其中域可以指定某一个域比如.google.comQ相当于d招牌Q比如宝z公司，也可以指定一个域下的具体某台机器比如www.google.com或者froogle.google.comQ可以用飘柔来做比?br />路径是跟在域名后面的URL路径Q比?或?foo{等Q可以用某飘柔专柜做比?br />路径与域合在一起就构成了cookie的作用范围?br />如果不设|过期时_则表C个cookie的生命期为浏览器会话期间Q只要关闭浏览器H口Qcookie消׃。这U生命期为浏览器会话期的 cookie被称Z话cookie。会话cookie一般不存储在硬盘上而是保存在内存里Q当然这U行为ƈ不是规范规定的。如果设|了q期旉Q浏览器׃把cookie保存到硬盘上Q关闭后再次打开览器，q些cookie仍然有效直到过讑֮的过期时间?br />
存储在硬盘上的cookie 可以在不同的览器进E间׃nQ比如两个IEH口。而对于保存在内存里的cookieQ不同的览器有不同的处理方式。对于IEQ在一个打开的窗口上?Ctrl-NQ或者从文g菜单Q打开的窗口可以与原窗口共享，而用其他方式新开的IEq程则不能共享已l打开的窗口的内存cookieQ对?Mozilla Firefox0.8Q所有的q程和标{N都可以共享同Lcookie。一般来说是用javascript的window.open打开的窗口会与原H口׃n内存cookie。浏览器对于会话cookie的这U只认cookie不认人的处理方式l常l采用session机制的web应用E序开发者造成很大的困扰?br />
下面是一个goolge讄cookie的响应头的例?br />
q是使用HTTPLookq个HTTP Sniffer软g来俘LHTTP通讯U录的一部分
览器在再次讉Kgoolge的资源时自动向外发送cookie
用Firefox可以很容易的观察现有的cookie的?br />使用HTTPLook配合Firefox可以很容易的理解cookie的工作原理?br />
IE也可以设|在接受cookie前询?br />
四、理解session机制
session机制是一U服务器端的机制Q服务器使用一U类g散列表的l构Q也可能是使用散列表）来保存信息?br />
当程序需要ؓ某个客户端的h创徏一个session的时候，服务器首先检查这个客L的请求里是否已包含了一个session标识 - UCؓ session idQ如果已包含一个session id则说明以前已lؓ此客L创徏qsessionQ服务器按照session id把这?session索出来用（如果索不刎ͼ可能会新Z个）Q如果客Lh不包含session idQ则为此客户端创Z个sessionq且生成一个与此session相关联的session idQsession id的值应该是一个既不会重复Q又不容易被扑ֈ规律以仿造的字符Ԍq个 session id被在本ơ响应中q回l客L保存?br />
保存q个session id的方式可以采用cookieQ这样在交互q程中浏览器可以自动的按照规则把q个标识发挥l服务器。一般这个cookie的名字都是类gSEEESIONIDQ而。比如weblogic对于web应用E序生成的cookieQJSESSIONID= ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764Q它的名字就?JSESSIONID?br />
׃cookie可以被h为的止Q必L其他机制以便在cookie被禁止时仍然能够把session id传递回服务器。经常被使用的一U技术叫做URL重写Q就是把session id直接附加在URL路径的后面，附加方式也有两种Q一U是作ؓURL路径的附加信息，表现形式为http://...../xxx;jsessionid= ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
另一U是作ؓ查询字符串附加在URL后面Q表现Ş式ؓhttp://...../xxx?jsessionid=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
q两U方式对于用h说是没有区别的，只是服务器在解析的时候处理的方式不同Q采用第一U方式也有利于把session id的信息和正常E序参数区分开来?br />Z在整个交互过E中始终保持状态，必d每个客户端可能请求的路径后面都包含这个session id?br />
另一U技术叫做表单隐藏字Dc就是服务器会自动修改表单，d一个隐藏字D，以便在表单提交时能够把session id传递回服务器。比如下面的表单
在被传递给客户端之前将被改写成
q种技术现在已较少应用Q笔者接触过的很古老的iPlanet6(SunONE应用服务器的前n)׃用了q种技术?br />实际上这U技术可以简单的用对action应用URL重写来代ѝ?br />
在谈论session机制的时候，常常听到q样一U误解“只要关闭浏览器Qsession消׃”。其实可以想象一下会员卡的例子，除非֮d对店家提出销卡，否则店家l对不会L删除֮的资料。对session来说也是一LQ除非程序通知服务器删除一个sessionQ否则服务器会一直保留，E序一般都是在用户做log off的时候发个指令去删除session。然而浏览器从来不会d在关闭之前通知服务器它要关闭Q因此服务器Ҏ不会有机会知道浏览器已经关闭Q之所以会有这U错觉，是大部分session机制都用会话cookie来保存session idQ而关闭浏览器后这?session id消׃Q再ơ连接服务器时也无法找到原来的session。如果服务器讄的cookie被保存到盘上，或者用某U手D|写浏览器发出的HTTPh_把原来的session id发送给服务器，则再ơ打开览器仍然能够找到原来的session?br />
恰恰是由于关闭浏览器不会Dsession被删除，q服务器ؓseesion讄了一个失效时_当距dL上一ơ用session的时间超q这个失效时间时Q服务器可以认为客L已经停止了活动，才会把session删除以节省存储空间?br />
五、理解javax.servlet.http.HttpSession
HttpSession是Javaq_对session机制的实现规范，因ؓ它仅仅是个接口，具体到每个web应用服务器的提供商，除了对规范支持之外，仍然会有一些规范里没有规定的细微差异。这里我们以BEA的Weblogic Server8.1作ؓ例子来演C?br />
首先QWeblogic Server提供了一pd的参数来控制它的HttpSession的实玎ͼ包括使用cookie的开关选项Q用URL重写的开关选项Qsession持久化的讄Qsession失效旉的设|，以及针对cookie的各U设|，比如讄cookie的名字、\径、域Q?cookie的生存时间等?br />
一般情况下Qsession都是存储在内存里Q当服务器进E被停止或者重启的时候，内存里的session也会被清I，如果讄了session的持久化Ҏ，服务器就会把session保存到硬盘上Q当服务器进E重新启动或q些信息能够被再次使用Q?Weblogic Server支持的持久性方式包括文件、数据库、客Lcookie保存和复制?br />
复制严格说来不算持久化保存，因ؓsession实际上还是保存在内存里，不过同样的信息被复制到各个cluster内的服务器进E中Q这样即使某个服务器q程停止工作也仍然可以从其他q程中取得session?br />
cookie生存旉的设|则会媄响浏览器生成的cookie是否是一个会话cookie。默认是使用会话cookie。有兴趣的可以用它来试验我们在第四节里提到的那个误解?br />
cookie的\径对于web应用E序来说是一个非帔R要的选项QWeblogic Server对这个选项的默认处理方式得它与其他服务器有明昄区别。后面我们会专题讨论?br />
关于session的设|参考[5] http://e-docs.bea.com/wls/docs70/webapp/weblogic_xml.html#1036869
六、HttpSession常见问题
Q在本小节中session的含义ؓ⑤和⑥的混合Q?br />
1、session在何时被创徏
一个常见的误解是以为session在有客户端访问时p创徏Q然而事实是直到某server端程序调?HttpServletRequest.getSession(true)q样的语句时才被创徏Q注意如果JSP没有昄的?<% @page session="false"%> 关闭sessionQ则JSP文g在编译成Servlet时将会自动加上这样一条语?HttpSession session = HttpServletRequest.getSession(true);q也是JSP中隐含的 session对象的来历?br />
׃session会消耗内存资源，因此Q如果不打算使用sessionQ应该在所有的JSP中关闭它?br />
2、session何时被删?br />l合前面的讨论，session在下列情况下被删除a.E序调用HttpSession.invalidate();或b.距离上一ơ收到客L发送的session id旉间隔过了session的超时设|?或c.服务器进E被停止Q非持久sessionQ?br />
3、如何做到在览器关闭时删除session
严格的讲Q做不到q一炏V可以做一点努力的办法是在所有的客户端页面里使用javascript代码window.oncolose来监视浏览器的关闭动作，然后向服务器发送一个请求来删除session。但是对于浏览器崩溃或者强行杀死进E这些非常规手段仍然无能为力?br />
4、有个HttpSessionListener是怎么回事
你可以创Llistenerȝ控session的创建和销毁事Ӟ使得在发生这L事g时你可以做一些相应的工作。注意是session的创建和销毁动作触发listenerQ而不是相反。类似的与HttpSession有关的listenerq有 HttpSessionBindingListenerQHttpSessionActivationListener?HttpSessionAttributeListener?br />
5、存攑֜session中的对象必须是可序列化的?br />不是必需的。要求对象可序列化只是ؓ了session能够在集中被复制或者能够持久保存或者在必要时server能够暂时把session交换出内存。在 Weblogic Server的session中放|一个不可序列化的对象在控制C会收C个警告。我所用过的某个iPlanet版本如果 session中有不可序列化的对象Q在session销毁时会有一个ExceptionQ很奇怪?br />
6、如何才能正的应付客户端禁止cookie的可能?br />Ҏ有的URL使用URL重写Q包括超链接Qform的actionQ和重定向的URLQ具体做法参见[6]
http://e-docs.bea.com/wls/docs70/webapp/sessions.html#100770
7、开两个览器窗口访问应用程序会使用同一个sessionq是不同的session
参见W三节对cookie的讨论，对session来说是只认id不认人，因此不同的浏览器Q不同的H口打开方式以及不同的cookie存储方式都会对这个问题的{案有媄响?br />
8、如何防止用h开两个览器窗口操作导致的session混ؕ
q个问题与防止表单多ơ提交是cM的，可以通过讄客户端的令牌来解冟뀂就是在服务器每ơ生成一个不同的idq回l客LQ同时保存在session里，客户端提交表单时必须把这个id也返回服务器Q程序首先比较返回的id与保存在session里的值是否一_如果不一致则说明本次操作已经被提交过了。可以参看《J2EE核心模式》关于表C层模式的部分。需要注意的是对于用javascript window.open打开的窗口，一般不讄q个idQ或者用单独的idQ以防主H口无法操作Q徏议不要再window.open打开的窗口里做修Ҏ作，q样可以不用设|?br />
9、ؓ什么在Weblogic Server中改变session的值后要重新调用一ơsession.setValue
做这个动作主要是Z在集环境中提示Weblogic Server session中的值发生了改变Q需要向其他服务器进E复制新的session倹{?br />
10、ؓ什么session不见?br />排除session正常失效的因素之外，服务器本w的可能性应该是微乎其微的，虽然W者在iPlanet6SP1加若q补丁的Solaris版本上倒也遇到q；览器插件的可能性次之，W者也遇到q?721插g造成的问题；理论上防火墙或者代理服务器在cookie处理上也有可能会出现问题?br />出现q一问题的大部分原因都是E序的错误，最常见的就是在一个应用程序中去访问另外一个应用程序。我们在下一节讨个问题?br />
七、跨应用E序的session׃n
常常有这L情况Q一个大目被分割成若干项目开发，Z能够互不q扰Q要求每个小目作ؓ一个单独的web应用E序开发，可是C最后突然发现某几个项目之间需要共享一些信息，或者想使用session来实现SSO(single sign on)Q在session中保存login的用户信息，最自然的要求是应用E序间能够访问彼此的session?br />
然而按照Servlet规范Qsession的作用范围应该仅仅限于当前应用程序下Q不同的应用E序之间是不能够互相讉KҎ的session的。各个应用服务器从实际效果上都遵守了q一规范Q但是实现的l节却可能各有不同，因此解决跨应用程序session׃n的方法也各不相同?br />
首先来看一下Tomcat是如何实现web应用E序之间session的隔ȝQ从 Tomcat讄的cookie路径来看Q它对不同的应用E序讄的cookie路径是不同的Q这样不同的应用E序所用的session id是不同的Q因此即使在同一个浏览器H口里访问不同的应用E序Q发送给服务器的session id也可以是不同的?br />
Ҏq个Ҏ，我们可以推测Tomcat中session的内存结构大致如下?br />
W者以前用q的iPlanet也采用的是同L方式Q估计SunONE与iPlanet之间不会有太大的差别。对于这U方式的服务器，解决的思\很简单，实际实行h也不难。要么让所有的应用E序׃n一个session idQ要么让应用E序能够获得其他应用E序的session id?br />
iPlanet中有一U很单的Ҏ来实现共享一个session idQ那是把各个应用程序的cookie路径都设?Q实际上应该?NASAppQ对于应用程序来讲它的作用相当于根）?br />
需要注意的是，操作׃n的session应该遵@一些编E约定，比如在session attribute名字的前面加上应用程序的前缀Q?setAttribute("name", "neo")变成setAttribute("app1.name", "neo")Q以防止命名I间冲突Q导致互相覆盖?br />
在Tomcat中则没有q么方便的选择。在Tomcat版本3上，我们q可以有一些手D|׃nsession。对于版?以上的TomcatQ目前笔者尚未发现简单的办法。只能借助于第三方的力量，比如使用文g、数据库、JMS或者客LcookieQURL参数或者隐藏字D늭手段?br />
我们再看一下Weblogic Server是如何处理session的?br />
从截屏画面上可以看到Weblogic ServerҎ有的应用E序讄的cookie的\径都?Q这是不是意味着在Weblogic Server中默认的可以共享session了呢Q然而一个小实验卛_证明即不同的应用程序用的是同一个sessionQ各个应用程序仍然只能访问自己所讄的那些属性。这说明Weblogic Server中的session的内存结构可能如?br />
对于q样一U结构，?session机制本n上来解决session׃n的问题应该是不可能的了。除了借助于第三方的力量，比如使用文g、数据库、JMS或者客L cookieQURL参数或者隐藏字D늭手段Q还有一U较为方便的做法Q就是把一个应用程序的session攑ֈServletContext中，q样另外一个应用程序就可以从ServletContext中取得前一个应用程序的引用。示例代码如下，
应用E序A
应用E序B
值得注意的是q种用法不可ULQ因为根据ServletContext的JavaDocQ应用服务器可以处于安全的原因对于context.getContext("/appA");q回I|以上做法在Weblogic Server 8.1中通过?br />
那么Weblogic ServerZ么要把所有的应用E序的cookie路径都设?呢？原来是ؓ了SSOQ凡是共享这个session的应用程序都可以׃n认证的信息。一个简单的实验可以证明这一点，修改首先d的那个应用程序的描述Wweblogic.xmlQ把cookie路径修改?appA 讉K另外一个应用程序会重新要求dQ即使是反过来，先访问cookie路径?的应用程序，再访问修改过路径的这个，虽然不再提示dQ但是登录的用户信息也会丢失。注意做q个实验时认证方式应该用FORMQ因为浏览器和web服务器对basic认证方式有其他的处理方式Q第二次h的认证不是通过 session来实现的。具体请参看[7] secion 14.8 AuthorizationQ你可以修改所附的CZE序来做q些试验?br />
八、ȝ
session机制本nq不复杂Q然而其实现和配|上的灵zL却使得具体情况复杂多变。这也要求我们不能把仅仅某一ơ的l验或者某一个浏览器Q服务器的经验当作普遍适用的经验，而是始终需要具体情况具体分析?br />摘要Q虽然session机制在web应用E序中被采用已经很长旉了，但是仍然有很多h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ƈ且对在Java web application中应用session机制时常见的问题作出解答?
在我的经验里Qsessionq个词被滥用的程度大概仅ơ于transactionQ更加有的是transaction与session在某些语境下的含义是相同的?br />
sessionQ中文经常翻译ؓ会话Q其本来的含义是指有始有l的一pd动作/消息Q比如打电话时从拿v电话拨号到挂断电话这中间的一pdq程可以UCZ?session。有时候我们可以看到这L话“在一个浏览器会话期间Q?..”，q里的会话一词用的就是其本义Q是指从一个浏览器H口打开到关闭这个期?①。最混ؕ的是“用P客户端）在一ơ会话期间”这样一句话Q它可能指用L一pd动作Q一般情况下是同某个具体目的相关的一pd动作Q比如从d到选购商品到结账登样一个网上购物的q程Q有时候也被称Z个transactionQ，然而有时候也可能仅仅是指一ơ连接，也有可能是指含义①，其中的差别只能靠上下文来推断②?br />
然而当session一词与|络协议相关联时Q它又往往隐含了“面向连接”和/或“保持状态”这样两个含义， “面向连接”指的是在通信双方在通信之前要先建立一个通信的渠道，比如打电话，直到Ҏ接了电话通信才能开始，与此相对的是写信Q在你把信发出去的时候你q不能确认对方的地址是否正确Q通信渠道不一定能建立Q但对发信h来说Q通信已经开始了。“保持状态”则是指通信的一方能够把一pd的消息关联v来，使得消息之间可以互相依赖Q比如一个服务员能够认出再次光的老顾客ƈ且记得上ơ这个顾客还Ơ店里一块钱。这一cȝ例子有“一个TCP session”或?“一个POP3 session”③?br />
而到了web服务器蓬勃发展的时代Qsession在web开发语境下的语义又有了新的扩展Q它的含义是指一cȝ来在客户端与服务器之间保持状态的解决Ҏ④。有时候session也用来指q种解决Ҏ的存储结构，如“把xxx保存在session 里”⑤。由于各U用于web开发的语言在一定程度上都提供了对这U解x案的支持Q所以在某种特定语言的语境下Qsession也被用来指代该语a的解x案，比如l常把Java里提供的javax.servlet.http.HttpSessionUCؓsession⑥?br />
鉴于q种混ؕ已不可改变，本文中session一词的q用也会Ҏ上下文有不同的含义，请大家注意分辨?br />在本文中Q用中文“浏览器会话期间”来表达含义①，使用“session机制”来表达含义④，使用“session”表辑义⑤Q用具体的“HttpSession”来表达含义?br />
二、HTTP协议与状态保?/strong>
HTTP 协议本n是无状态的Q这与HTTP协议本来的目的是相符的，客户端只需要简单的向服务器h下蝲某些文gQ无论是客户端还是服务器都没有必要纪录彼此过ȝ行ؓQ每一ơ请求之间都是独立的Q好比一个顾客和一个自动售货机或者一个普通的Q非会员Ӟ大卖Z间的关系一栗?br />
然而聪明（或者贪心？Q的Z很快发现如果能够提供一些按需生成的动态信息会使web变得更加有用Q就像给有线电视加上Ҏ功能一栗这U需求一斚wqHTML逐步d了表单、脚本、DOM{客L行ؓQ另一斚w在服务器端则出现了CGI规范以响应客L的动态请求，作ؓ传输载体的HTTP协议也添加了文g上蝲?cookieq些Ҏ。其中cookie的作用就是ؓ了解决HTTP协议无状态的~陷所作出的努力。至于后来出现的session机制则是又一U在客户端与服务器之间保持状态的解决Ҏ?br />
让我们用几个例子来描qC下cookie和session机制之间的区别与联系。笔者曾l常ȝ一家咖啡店有喝5杯咖啡免费赠一杯咖啡的优惠Q然而一ơ性消?杯咖啡的Z微乎其微Q这时就需要某U方式来U录某位֮的消Ҏ量。想象一下其实也无外乎下面的几种ҎQ?br />1、该店的店员很厉宻I能记住每位顾客的消费数量Q只要顾客一走进咖啡店，店员q道该怎么对待了。这U做法就是协议本w支持状态?br />2、发l顾客一张卡片，上面记录着消费的数量，一般还有个有效期限。每ơ消ҎQ如果顾客出C张卡片，则此ơ消费就会与以前或以后的消费相联pv来。这U做法就是在客户端保持状态?br />3、发l顾客一张会员卡Q除了卡号之外什么信息也不纪录，每次消费Ӟ如果֮出示该卡片，则店员在店里的纪录本上找到这个卡号对应的U录d一些消费信息。这U做法就是在服务器端保持状态?br />
׃HTTP协议是无状态的Q而出于种U考虑也不希望使之成ؓ有状态的Q因此，后面两种Ҏ成为现实的选择。具体来说cookie机制采用的是在客L保持状态的ҎQ而session机制采用的是在服务器端保持状态的Ҏ。同时我们也看到Q由于采用服务器端保持状态的Ҏ在客L也需要保存一个标识，所以session机制可能需要借助于cookie机制来达C存标识的目的Q但实际上它q有其他选择?br />
三、理解cookie机制
cookie机制的基本原理就如上面的例子一L单，但是q有几个问题需要解冻I“会员卡”如何分发；“会员卡”的内容Q以及客户如何用“会员卡”?br />
正统的cookie分发是通过扩展HTTP协议来实现的Q服务器通过在HTTP的响应头中加上一行特D的指示以提C浏览器按照指示生成相应的cookie。然而纯_的客户端脚本如JavaScript或者VBScript也可以生成cookie?br />
而cookie 的用是由浏览器按照一定的原则在后台自动发送给服务器的。浏览器查所有存储的cookieQ如果某个cookie所声明的作用范围大于等于将要请求的资源所在的位置Q则把该cookie附在h资源的HTTPh头上发送给服务器。意思是麦当劳的会员卡只能在麦当劳的店里出示Q如果某家分店还发行了自q会员卡，那么q这家店的时候除了要出示麦当劳的会员卡，q要出示q家店的会员卡?br />
cookie的内容主要包括：名字Q|q期旉Q\径和域?br />其中域可以指定某一个域比如.google.comQ相当于d招牌Q比如宝z公司，也可以指定一个域下的具体某台机器比如www.google.com或者froogle.google.comQ可以用飘柔来做比?br />路径是跟在域名后面的URL路径Q比?或?foo{等Q可以用某飘柔专柜做比?br />路径与域合在一起就构成了cookie的作用范围?br />如果不设|过期时_则表C个cookie的生命期为浏览器会话期间Q只要关闭浏览器H口Qcookie消׃。这U生命期为浏览器会话期的 cookie被称Z话cookie。会话cookie一般不存储在硬盘上而是保存在内存里Q当然这U行为ƈ不是规范规定的。如果设|了q期旉Q浏览器׃把cookie保存到硬盘上Q关闭后再次打开览器，q些cookie仍然有效直到过讑֮的过期时间?br />
存储在硬盘上的cookie 可以在不同的览器进E间׃nQ比如两个IEH口。而对于保存在内存里的cookieQ不同的览器有不同的处理方式。对于IEQ在一个打开的窗口上?Ctrl-NQ或者从文g菜单Q打开的窗口可以与原窗口共享，而用其他方式新开的IEq程则不能共享已l打开的窗口的内存cookieQ对?Mozilla Firefox0.8Q所有的q程和标{N都可以共享同Lcookie。一般来说是用javascript的window.open打开的窗口会与原H口׃n内存cookie。浏览器对于会话cookie的这U只认cookie不认人的处理方式l常l采用session机制的web应用E序开发者造成很大的困扰?br />
下面是一个goolge讄cookie的响应头的例?br />
HTTP/1.1 302 Found
Location: http://www.google.com/intl/zh-CN/
Set-Cookie: PREF=ID=0565f77e132de138:NW=1:TM=1098082649:LM=1098082649:S=KaeaCFPo49RiA_d8; expires=Sun, 17-Jan-2038 19:14:07 GMT; path=/; domain=.google.com
Content-Type: text/html
q是使用HTTPLookq个HTTP Sniffer软g来俘LHTTP通讯U录的一部分
览器在再次讉Kgoolge的资源时自动向外发送cookie
用Firefox可以很容易的观察现有的cookie的?br />使用HTTPLook配合Firefox可以很容易的理解cookie的工作原理?br />
IE也可以设|在接受cookie前询?br />
四、理解session机制
session机制是一U服务器端的机制Q服务器使用一U类g散列表的l构Q也可能是使用散列表）来保存信息?br />
当程序需要ؓ某个客户端的h创徏一个session的时候，服务器首先检查这个客L的请求里是否已包含了一个session标识 - UCؓ session idQ如果已包含一个session id则说明以前已lؓ此客L创徏qsessionQ服务器按照session id把这?session索出来用（如果索不刎ͼ可能会新Z个）Q如果客Lh不包含session idQ则为此客户端创Z个sessionq且生成一个与此session相关联的session idQsession id的值应该是一个既不会重复Q又不容易被扑ֈ规律以仿造的字符Ԍq个 session id被在本ơ响应中q回l客L保存?br />
保存q个session id的方式可以采用cookieQ这样在交互q程中浏览器可以自动的按照规则把q个标识发挥l服务器。一般这个cookie的名字都是类gSEEESIONIDQ而。比如weblogic对于web应用E序生成的cookieQJSESSIONID= ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764Q它的名字就?JSESSIONID?br />
׃cookie可以被h为的止Q必L其他机制以便在cookie被禁止时仍然能够把session id传递回服务器。经常被使用的一U技术叫做URL重写Q就是把session id直接附加在URL路径的后面，附加方式也有两种Q一U是作ؓURL路径的附加信息，表现形式为http://...../xxx;jsessionid= ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
另一U是作ؓ查询字符串附加在URL后面Q表现Ş式ؓhttp://...../xxx?jsessionid=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
q两U方式对于用h说是没有区别的，只是服务器在解析的时候处理的方式不同Q采用第一U方式也有利于把session id的信息和正常E序参数区分开来?br />Z在整个交互过E中始终保持状态，必d每个客户端可能请求的路径后面都包含这个session id?br />
另一U技术叫做表单隐藏字Dc就是服务器会自动修改表单，d一个隐藏字D，以便在表单提交时能够把session id传递回服务器。比如下面的表单
<form name="testform" action="/xxx">
<input type="text">
</form>
在被传递给客户端之前将被改写成
<form name="testform" action="/xxx">
<input type="hidden" name="jsessionid" value="ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764">
<input type="text">
</form>
q种技术现在已较少应用Q笔者接触过的很古老的iPlanet6(SunONE应用服务器的前n)׃用了q种技术?br />实际上这U技术可以简单的用对action应用URL重写来代ѝ?br />
在谈论session机制的时候，常常听到q样一U误解“只要关闭浏览器Qsession消׃”。其实可以想象一下会员卡的例子，除非֮d对店家提出销卡，否则店家l对不会L删除֮的资料。对session来说也是一LQ除非程序通知服务器删除一个sessionQ否则服务器会一直保留，E序一般都是在用户做log off的时候发个指令去删除session。然而浏览器从来不会d在关闭之前通知服务器它要关闭Q因此服务器Ҏ不会有机会知道浏览器已经关闭Q之所以会有这U错觉，是大部分session机制都用会话cookie来保存session idQ而关闭浏览器后这?session id消׃Q再ơ连接服务器时也无法找到原来的session。如果服务器讄的cookie被保存到盘上，或者用某U手D|写浏览器发出的HTTPh_把原来的session id发送给服务器，则再ơ打开览器仍然能够找到原来的session?br />
恰恰是由于关闭浏览器不会Dsession被删除，q服务器ؓseesion讄了一个失效时_当距dL上一ơ用session的时间超q这个失效时间时Q服务器可以认为客L已经停止了活动，才会把session删除以节省存储空间?br />
五、理解javax.servlet.http.HttpSession
HttpSession是Javaq_对session机制的实现规范，因ؓ它仅仅是个接口，具体到每个web应用服务器的提供商，除了对规范支持之外，仍然会有一些规范里没有规定的细微差异。这里我们以BEA的Weblogic Server8.1作ؓ例子来演C?br />
首先QWeblogic Server提供了一pd的参数来控制它的HttpSession的实玎ͼ包括使用cookie的开关选项Q用URL重写的开关选项Qsession持久化的讄Qsession失效旉的设|，以及针对cookie的各U设|，比如讄cookie的名字、\径、域Q?cookie的生存时间等?br />
一般情况下Qsession都是存储在内存里Q当服务器进E被停止或者重启的时候，内存里的session也会被清I，如果讄了session的持久化Ҏ，服务器就会把session保存到硬盘上Q当服务器进E重新启动或q些信息能够被再次使用Q?Weblogic Server支持的持久性方式包括文件、数据库、客Lcookie保存和复制?br />
复制严格说来不算持久化保存，因ؓsession实际上还是保存在内存里，不过同样的信息被复制到各个cluster内的服务器进E中Q这样即使某个服务器q程停止工作也仍然可以从其他q程中取得session?br />
cookie生存旉的设|则会媄响浏览器生成的cookie是否是一个会话cookie。默认是使用会话cookie。有兴趣的可以用它来试验我们在第四节里提到的那个误解?br />
cookie的\径对于web应用E序来说是一个非帔R要的选项QWeblogic Server对这个选项的默认处理方式得它与其他服务器有明昄区别。后面我们会专题讨论?br />
关于session的设|参考[5] http://e-docs.bea.com/wls/docs70/webapp/weblogic_xml.html#1036869
六、HttpSession常见问题
Q在本小节中session的含义ؓ⑤和⑥的混合Q?br />
1、session在何时被创徏
一个常见的误解是以为session在有客户端访问时p创徏Q然而事实是直到某server端程序调?HttpServletRequest.getSession(true)q样的语句时才被创徏Q注意如果JSP没有昄的?<% @page session="false"%> 关闭sessionQ则JSP文g在编译成Servlet时将会自动加上这样一条语?HttpSession session = HttpServletRequest.getSession(true);q也是JSP中隐含的 session对象的来历?br />
׃session会消耗内存资源，因此Q如果不打算使用sessionQ应该在所有的JSP中关闭它?br />
2、session何时被删?br />l合前面的讨论，session在下列情况下被删除a.E序调用HttpSession.invalidate();或b.距离上一ơ收到客L发送的session id旉间隔过了session的超时设|?或c.服务器进E被停止Q非持久sessionQ?br />
3、如何做到在览器关闭时删除session
严格的讲Q做不到q一炏V可以做一点努力的办法是在所有的客户端页面里使用javascript代码window.oncolose来监视浏览器的关闭动作，然后向服务器发送一个请求来删除session。但是对于浏览器崩溃或者强行杀死进E这些非常规手段仍然无能为力?br />
4、有个HttpSessionListener是怎么回事
你可以创Llistenerȝ控session的创建和销毁事Ӟ使得在发生这L事g时你可以做一些相应的工作。注意是session的创建和销毁动作触发listenerQ而不是相反。类似的与HttpSession有关的listenerq有 HttpSessionBindingListenerQHttpSessionActivationListener?HttpSessionAttributeListener?br />
5、存攑֜session中的对象必须是可序列化的?br />不是必需的。要求对象可序列化只是ؓ了session能够在集中被复制或者能够持久保存或者在必要时server能够暂时把session交换出内存。在 Weblogic Server的session中放|一个不可序列化的对象在控制C会收C个警告。我所用过的某个iPlanet版本如果 session中有不可序列化的对象Q在session销毁时会有一个ExceptionQ很奇怪?br />
6、如何才能正的应付客户端禁止cookie的可能?br />Ҏ有的URL使用URL重写Q包括超链接Qform的actionQ和重定向的URLQ具体做法参见[6]
http://e-docs.bea.com/wls/docs70/webapp/sessions.html#100770
7、开两个览器窗口访问应用程序会使用同一个sessionq是不同的session
参见W三节对cookie的讨论，对session来说是只认id不认人，因此不同的浏览器Q不同的H口打开方式以及不同的cookie存储方式都会对这个问题的{案有媄响?br />
8、如何防止用h开两个览器窗口操作导致的session混ؕ
q个问题与防止表单多ơ提交是cM的，可以通过讄客户端的令牌来解冟뀂就是在服务器每ơ生成一个不同的idq回l客LQ同时保存在session里，客户端提交表单时必须把这个id也返回服务器Q程序首先比较返回的id与保存在session里的值是否一_如果不一致则说明本次操作已经被提交过了。可以参看《J2EE核心模式》关于表C层模式的部分。需要注意的是对于用javascript window.open打开的窗口，一般不讄q个idQ或者用单独的idQ以防主H口无法操作Q徏议不要再window.open打开的窗口里做修Ҏ作，q样可以不用设|?br />
9、ؓ什么在Weblogic Server中改变session的值后要重新调用一ơsession.setValue
做这个动作主要是Z在集环境中提示Weblogic Server session中的值发生了改变Q需要向其他服务器进E复制新的session倹{?br />
10、ؓ什么session不见?br />排除session正常失效的因素之外，服务器本w的可能性应该是微乎其微的，虽然W者在iPlanet6SP1加若q补丁的Solaris版本上倒也遇到q；览器插件的可能性次之，W者也遇到q?721插g造成的问题；理论上防火墙或者代理服务器在cookie处理上也有可能会出现问题?br />出现q一问题的大部分原因都是E序的错误，最常见的就是在一个应用程序中去访问另外一个应用程序。我们在下一节讨个问题?br />
七、跨应用E序的session׃n
常常有这L情况Q一个大目被分割成若干项目开发，Z能够互不q扰Q要求每个小目作ؓ一个单独的web应用E序开发，可是C最后突然发现某几个项目之间需要共享一些信息，或者想使用session来实现SSO(single sign on)Q在session中保存login的用户信息，最自然的要求是应用E序间能够访问彼此的session?br />
然而按照Servlet规范Qsession的作用范围应该仅仅限于当前应用程序下Q不同的应用E序之间是不能够互相讉KҎ的session的。各个应用服务器从实际效果上都遵守了q一规范Q但是实现的l节却可能各有不同，因此解决跨应用程序session׃n的方法也各不相同?br />
首先来看一下Tomcat是如何实现web应用E序之间session的隔ȝQ从 Tomcat讄的cookie路径来看Q它对不同的应用E序讄的cookie路径是不同的Q这样不同的应用E序所用的session id是不同的Q因此即使在同一个浏览器H口里访问不同的应用E序Q发送给服务器的session id也可以是不同的?br />
Ҏq个Ҏ，我们可以推测Tomcat中session的内存结构大致如下?br />
W者以前用q的iPlanet也采用的是同L方式Q估计SunONE与iPlanet之间不会有太大的差别。对于这U方式的服务器，解决的思\很简单，实际实行h也不难。要么让所有的应用E序׃n一个session idQ要么让应用E序能够获得其他应用E序的session id?br />
iPlanet中有一U很单的Ҏ来实现共享一个session idQ那是把各个应用程序的cookie路径都设?Q实际上应该?NASAppQ对于应用程序来讲它的作用相当于根）?br />
<session-info>
<path>/NASApp</path>
</session-info>
需要注意的是，操作׃n的session应该遵@一些编E约定，比如在session attribute名字的前面加上应用程序的前缀Q?setAttribute("name", "neo")变成setAttribute("app1.name", "neo")Q以防止命名I间冲突Q导致互相覆盖?br />
在Tomcat中则没有q么方便的选择。在Tomcat版本3上，我们q可以有一些手D|׃nsession。对于版?以上的TomcatQ目前笔者尚未发现简单的办法。只能借助于第三方的力量，比如使用文g、数据库、JMS或者客LcookieQURL参数或者隐藏字D늭手段?br />
我们再看一下Weblogic Server是如何处理session的?br />
从截屏画面上可以看到Weblogic ServerҎ有的应用E序讄的cookie的\径都?Q这是不是意味着在Weblogic Server中默认的可以共享session了呢Q然而一个小实验卛_证明即不同的应用程序用的是同一个sessionQ各个应用程序仍然只能访问自己所讄的那些属性。这说明Weblogic Server中的session的内存结构可能如?br />
对于q样一U结构，?session机制本n上来解决session׃n的问题应该是不可能的了。除了借助于第三方的力量，比如使用文g、数据库、JMS或者客L cookieQURL参数或者隐藏字D늭手段Q还有一U较为方便的做法Q就是把一个应用程序的session攑ֈServletContext中，q样另外一个应用程序就可以从ServletContext中取得前一个应用程序的引用。示例代码如下，
应用E序A
context.setAttribute("appA", session); 应用E序B
contextA = context.getContext("/appA");
HttpSession sessionA = (HttpSession)contextA.getAttribute("appA"); 值得注意的是q种用法不可ULQ因为根据ServletContext的JavaDocQ应用服务器可以处于安全的原因对于context.getContext("/appA");q回I|以上做法在Weblogic Server 8.1中通过?br />
那么Weblogic ServerZ么要把所有的应用E序的cookie路径都设?呢？原来是ؓ了SSOQ凡是共享这个session的应用程序都可以׃n认证的信息。一个简单的实验可以证明这一点，修改首先d的那个应用程序的描述Wweblogic.xmlQ把cookie路径修改?appA 讉K另外一个应用程序会重新要求dQ即使是反过来，先访问cookie路径?的应用程序，再访问修改过路径的这个，虽然不再提示dQ但是登录的用户信息也会丢失。注意做q个实验时认证方式应该用FORMQ因为浏览器和web服务器对basic认证方式有其他的处理方式Q第二次h的认证不是通过 session来实现的。具体请参看[7] secion 14.8 AuthorizationQ你可以修改所附的CZE序来做q些试验?br />
八、ȝ
session机制本nq不复杂Q然而其实现和配|上的灵zL却使得具体情况复杂多变。这也要求我们不能把仅仅某一ơ的l验或者某一个浏览器Q服务器的经验当作普遍适用的经验，而是始终需要具体情况具体分析?br />摘要Q虽然session机制在web应用E序中被采用已经很长旉了，但是仍然有很多h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ƈ且对在Java web application中应用session机制时常见的问题作出解答?
]]>