会话跟踪技术：HttpSession和Cookie
一、会话跟踪技术
1 什么是会话跟踪技术
我们需要先了解一下什么是会话！可以把会话理解为客户端与服务器之间的一次会晤，在一次会晤中可能会包含多次请求和响应。例如你给10086打个电话，你就是客户端，而10086服务人员就是服务器了。从双方接通电话那一刻起，会话就开始了，到某一方挂断电话表示会话结束。在通话过程中，你会向10086发出多个请求，那么这多个请求都在一个会话中。
在JavaWeb中，客户向某一服务器发出第一个请求开始，会话就开始了，直到客户关闭了浏览器会话结束。
在一个会话的多个请求中共享数据，这就是会话跟踪技术。
例如在一个会话中的请求如下：
l 请求银行主页；
l 请求登录（请求参数是用户名和密码）；
l 请求转账（请求参数与转账相关的数据）；
l 请求信誉卡还款（请求参数与还款相关的数据）。
在这上会话中当前用户信息必须在这个会话中共享的，因为登录的是张三，那么在转账和还款时一定是相对张三的转账和还款！这就说明我们必须在一个会话过程中有共享数据的能力。
2 会话路径技术使用Cookie或session完成
我们知道HTTP协议是无状态协议，也就是说每个请求都是独立的！无法记录前一次请求的状态。但HTTP协议中可以使用Cookie来完成会话跟踪！
在JavaWeb中，使用session来完成会话跟踪，session底层依赖Cookie技术。
二、Cookie
1 Cookie概述
1.1 什么叫Cookie
Cookie翻译成中文是小甜点，小饼干的意思。在HTTP中它表示服务器送给客户端浏览器的小甜点。其实Cookie就是一个键和一个值构成的，随着服务器端的响应发送给客户端浏览器。然后客户端浏览器会把Cookie保存起来，当下一次再访问服务器时把Cookie再发送给服务器。
Cookie是由服务器创建，然后通过响应发送给客户端的一个键值对。客户端会保存Cookie，并会标注出Cookie的来源（哪个服务器的Cookie）。当客户端向服务器发出请求时会把所有这个服务器Cookie包含在请求中发送给服务器，这样服务器就可以识别客户端了！
1.2 Cookie规范
l Cookie大小上限为4KB；
l 一个服务器最多在客户端浏览器上保存20个Cookie；
l 一个浏览器最多保存300个Cookie；
上面的数据只是HTTP的Cookie规范，但在浏览器大战的今天，一些浏览器为了打败对手，为了展现自己的能力起见，可能对Cookie规范“扩展”了一些，例如每个Cookie的大小为8KB，最多可保存500个Cookie等！但也不会出现把你硬盘占满的可能！
注意，不同浏览器之间是不共享Cookie的。也就是说在你使用IE访问服务器时，服务器会把Cookie发给IE，然后由IE保存起来，当你在使用FireFox访问服务器时，不可能把IE保存的Cookie发送给服务器。1.3 Cookie与HTTP头
Cookie是通过HTTP请求和响应头在客户端和服务器端传递的：
l Cookie：请求头，客户端发送给服务器端；
格式：Cookie: a=A; b=B; c=C。即多个Cookie用分号离开；
l Set-Cookie：响应头，服务器端发送给客户端；
一个Cookie对应一个Set-Cookie：
Set-Cookie: a=A
Set-Cookie: b=B
Set-Cookie: c=C
1.4 Cookie的覆盖
如果服务器端发送重复的Cookie那么会覆盖原有的Cookie，例如客户端的第一个请求服务器端发送的Cookie是：Set-Cookie: a=A；第二请求服务器端发送的是：Set-Cookie:a=AA，那么客户端只留下一个Cookie，即：a=AA。
1.5 Cookie第一例
我们这个案例是，客户端访问AServlet，AServlet在响应中添加Cookie，浏览器会自动保存Cookie。然后客户端访问BServlet，这时浏览器会自动在请求中带上Cookie，BServlet获取请求中的Cookie打印出来。
package cn.itcast.servlet;
import java.io.IOException;
import java.util.UUID;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
* 给客户端发送Cookie
* @author Administrator
*
*/
public class AServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
String id = UUID.randomUUID().toString();//生成一个随机字符串
Cookie cookie = new Cookie("id", id);//创建Cookie对象，指定名字和值
response.addCookie(cookie);//在响应中添加Cookie对象
response.getWriter().print("已经给你发送了ID");
}
}
package cn.itcast.servlet;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
/**
* 获取客户端请求中的Cookie
* @author Administrator
*
*/
public class BServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
Cookie[] cs = request.getCookies();//获取请求中的Cookie
if(cs != null) {//如果请求中存在Cookie
for(Cookie c : cs) {//遍历所有Cookie
if(c.getName().equals("id")) {//获取Cookie名字，如果Cookie名字是id
response.getWriter().print("您的ID是：" + c.getValue());//打印Cookie值
}
}
}
}
}
2 Cookie的生命
2.1 什么是Cookie的生命
Cookie不只是有name和value，Cookie还是生命。所谓生命就是Cookie在客户端的有效时间，可以通过setMaxAge(int)来设置Cookie的有效时间。
l cookie.setMaxAge(-1)：cookie的maxAge属性的默认值就是-1，表示只在浏览器内存中存活。一旦关闭浏览器窗口，那么cookie就会消失。
l cookie.setMaxAge(60*60)：表示cookie对象可存活1小时。当生命大于0时，浏览器会把Cookie保存到硬盘上，就算关闭浏览器，就算重启客户端电脑，cookie也会存活1小时；
l cookie.setMaxAge(0)：cookie生命等于0是一个特殊的值，它表示cookie被作废！也就是说，如果原来浏览器已经保存了这个Cookie，那么可以通过Cookie的setMaxAge(0)来删除这个Cookie。无论是在浏览器内存中，还是在客户端硬盘上都会删除这个Cookie。
2.3 案例：显示上次访问时间
l 创建Cookie，名为lasttime，值为当前时间，添加到response中；
l 在AServlet中获取请求中名为lasttime的Cookie；
l 如果不存在输出“您是第一次访问本站”，如果存在输出“您上一次访问本站的时间是xxx”；
AServlet.java：
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
Cookie cookie = new Cookie("lasttime", new Date().toString());
cookie.setMaxAge(60 * 60);
response.addCookie(cookie);
Cookie[] cs = request.getCookies();
String s = "您是首次访问本站！";
if(cs != null) {
for(Cookie c : cs) {
if(c.getName().equals("lasttime")) {
s = "您上次的访问时间是：" + c.getValue();
}
}
}
response.getWriter().print(s);
}
3 Cookie的path
3.1 什么是Cookie的路径
现在有WEB应用A，向客户端发送了10个Cookie，这就说明客户端无论访问应用A的哪个Servlet都会把这10个Cookie包含在请求中！但是也许只有AServlet需要读取请求中的Cookie，而其他Servlet根本就不会获取请求中的Cookie。这说明客户端浏览器有时发送这些Cookie是多余的！
可以通过设置Cookie的path来指定，浏览器在访问什么样的路径时，包含什么样的Cookie。
3.2 Cookie路径与请求路径的关系
下面我们来看看Cookie路径的作用：
下面是客户端浏览器保存的3个Cookie的路径：
a: /cookietest；
b: /cookietest/servlet；
c: /cookietest/jsp；
下面是浏览器请求的URL：
A: http://localhost:8080/cookietest/AServlet；
B: http://localhost:8080/cookietest/servlet/BServlet；
C: http://localhost:8080/cookietest/jsp/CServlet；
l 请求A时，会在请求中包含a；
l 请求B时，会在请求中包含a、b；
l 请求C时，会在请求中包含a、c；
也就是说，请求路径如果包含了Cookie路径，那么会在请求中包含这个Cookie，否则不会请求中不会包含这个Cookie。
l A请求的URL包含了“/cookietest”，所以会在请求中包含路径为“/cookietest”的Cookie；
l B请求的URL包含了“/cookietest”，以及“/cookietest/servlet”，所以请求中包含路径为“/cookietest”和“/cookietest/servlet”两个Cookie；
l B请求的URL包含了“/cookietest”，以及“/cookietest/jsp”，所以请求中包含路径为“/cookietest”和“/cookietest/jsp”两个Cookie；
3.3 设置Cookie的路径
设置Cookie的路径需要使用setPath()方法，例如：
cookie.setPath(“/cookietest/servlet”);
(注意：并不是设置cookie在客户端的保存路径，仅仅是设置Cookie的path的属性的值)
如果没有设置Cookie的路径，那么Cookie路径的默认值当前访问资源所在路径，例如：
l 访问http://localhost:8080/cookietest/AServlet时添加的Cookie默认路径为/cookietest；
l 访问http://localhost:8080/cookietest/servlet/BServlet时添加的Cookie默认路径为/cookietest/servlet；
l 访问http://localhost:8080/cookietest/jsp/BServlet时添加的Cookie默认路径为/cookietest/jsp；
4 Cookie中保存中文
Cookie的name和value都不能使用中文，如果希望在Cookie中使用中文，那么需要先对中文进行URL编码，
然后把编码后的字符串放到Cookie中。
向客户端响应中添加Cookie：
String name = URLEncoder.encode("姓名", "UTF-8");//使用URL编码
String value = URLEncoder.encode("张三", "UTF-8");//使用URL编码
Cookie c = new Cookie(name, value);
c.setMaxAge(3600);
response.addCookie(c);
从客户端请求中获取Cookie：
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
Cookie[] cs = request.getCookies();
if(cs != null) {
for(Cookie c : cs) {
String name = URLDecoder.decode(c.getName(), "UTF-8");//使用URL解码
String value = URLDecoder.decode(c.getValue(), "UTF-8");//使用URL解码
String s = name + ": " + value + "
";
response.getWriter().print(s);
}
}
5 案例：显示曾经浏览过的商品
index.jsp
商品列表
ThinkPad
Lenovo
Apple
HP
SONY
ACER
DELL
您浏览过的商品：
<%
Cookie[] cs = request.getCookies();
if(cs != null) {
for(Cookie c : cs) {
if(c.getName().equals("goods")) {
out.print(c.getValue());
}
}
}
%>
GoodServlet
public class GoodServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
String goodName = request.getParameter("name");
String goods = CookieUtils.getCookValue(request, "goods");
if(goods != null) {
String[] arr = goods.split(", ");
Set goodSet = new LinkedHashSet(Arrays.asList(arr));
goodSet.add(goodName);
goods = goodSet.toString();
goods = goods.substring(1, goods.length() - 1);
} else {
goods = goodName;
}
Cookie cookie = new Cookie("goods", goods);
cookie.setMaxAge(1 * 60 * 60 * 24);
response.addCookie(cookie);
response.sendRedirect("/day06_3/index.jsp");
}
}
public class CookieUtils {
public static String getCookValue(HttpServletRequest request, String name) {
Cookie[] cs = request.getCookies();
if(cs == null) {
return null;
}
for(Cookie c : cs) {
if(c.getName().equals(name)) {
return c.getValue();
}
}
return null;
}
}三、HttpSession
1 HttpSession概述
1.1 什么是HttpSesssion
javax.servlet.http.HttpSession接口表示一个会话，我们可以把一个会话内需要共享的数据保存到HttSession对象中！
1.2 获取HttpSession对象
l HttpSession request.getSesssion()：如果当前会话已经有了session对象那么直接返回，如果当前会话还不存在会话，那么创建session并返回；
l HttpSession request.getSession(boolean)：当参数为true时，与requeset.getSession()相同。如果参数为false，那么如果当前会话中存在session则返回，不存在返回null；
1.3 HttpSession是域对象
我们已经学习过HttpServletRequest、ServletContext，它们都是域对象，现在我们又学习了一个HttpSession，它也是域对象。它们三个是Servlet中可以使用的域对象，而JSP中可以多使用一个域对象，明天我们再讲解JSP的第四个域对象。
HttpServletRequest：一个请求创建一个request对象，所以在同一个请求中可以共享request，例如一个请求从AServlet转发到BServlet，那么AServlet和BServlet可以共享request域中的数据；
ServletContext：一个应用只创建一个ServletContext对象，所以在ServletContext中的数据可以在整个应用中共享，只要不重启服务器，那么ServletContext中的数据就可以共享；
HttpSession：一个会话创建一个HttpSession对象，同一会话中的多个请求中可以共享session中的数据；下面是session的域方法：
l void setAttribute(String name, Object value)：用来存储一个对象，也可以称之为存储一个域属性，例如：session.setAttribute(“xxx”, “XXX”)，在session中保存了一个域属性，域属性名称为xxx，域属性的值为XXX。请注意，如果多次调用该方法，并且使用相同的name，那么会覆盖上一次的值，这一特性与Map相同；
l Object getAttribute(String name)：用来获取session中的数据，当前在获取之前需要先去存储才行，例如：String value = (String) session.getAttribute(“xxx”);，获取名为xxx的域属性；
l void removeAttribute(String name)：用来移除HttpSession中的域属性，如果参数name指定的域属性不存在，那么本方法什么都不做；
l Enumeration getAttributeNames()：获取所有域属性的名称；
2 登录案例
需要的页面：
l login.jsp：登录页面，提供登录表单；
l index1.jsp：主页，显示当前用户名称，如果没有登录，显示您还没登录；
l index2.jsp：主页，显示当前用户名称，如果没有登录，显示您还没登录；
Servlet：
l LoginServlet：在login.jsp页面提交表单时，请求本Servlet。在本Servlet中获取用户名、密码进行校验，如果用户名、密码错误，显示“用户名或密码错误”，如果正确保存用户名session中，然后重定向到index1.jsp；
当用户没有登录时访问index1.jsp或index2.jsp，显示“您还没有登录”。如果用户在login.jsp登录成功后到达index1.jsp页面会显示当前用户名，而且不用再次登录去访问index2.jsp也会显示用户名。因为多次请求在一个会话范围，index1.jsp和index2.jsp都会到session中获取用户名，session对象在一个会话中是相同的，所以都可以获取到用户名！
login.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
login.jsp
login.jsp
index1.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
index1.jsp
index1.jsp
<%
String username = (String)session.getAttribute("username");
if(username == null) {
out.print("您还没有登录！");
} else {
out.print("用户名：" + username);
}
%>
index2
index2.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
index2.jsp
index2.jsp
<%
String username = (String)session.getAttribute("username");
if(username == null) {
out.print("您还没有登录！");
} else {
out.print("用户名：" + username);
}
%>
index1
LoginServlet
public class LoginServlet extends HttpServlet {
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
request.setCharacterEncoding("utf-8");
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
String username = request.getParameter("username");
if(username.equalsIgnoreCase("itcast") ) {
response.getWriter().print("用户名或密码错误！");
} else {
HttpSession session = request.getSession();
session.setAttribute("username", username);
response.sendRedirect("/day06_4/index1.jsp");
}
}
}
3 session的实现原理
session底层是依赖Cookie的！我们来理解一下session的原理吧！
当我首次去银行时，因为还没有账号，所以需要开一个账号，我获得的是银行卡，而银行这边的数据库中留下了我的账号，我的钱是保存在银行的账号中，而我带走的是我的卡号。
当我再次去银行时，只需要带上我的卡，而无需再次开一个账号了。只要带上我的卡，那么我在银行操作的一定是我的账号！
当首次使用session时，服务器端要创建session，session是保存在服务器端，而给客户端的session的id（一个cookie中保存了sessionId）。客户端带走的是sessionId，而数据是保存在session中。
当客户端再次访问服务器时，在请求中会带上sessionId，而服务器会通过sessionId找到对应的session，而无需再创建新的session。
4 session与浏览器
session保存在服务器，而sessionId通过Cookie发送给客户端，但这个Cookie的生命周期为-1，即只在浏览器内存中存在，也就是说如果用户关闭了浏览器，那么这个Cookie就丢失了。
当用户再次打开浏览器访问服务器时，就不会有sessionId发送给服务器，那么服务器会认为你没有session，所以服务器会创建一个session，并在响应中把sessionId中到Cookie中发送给客户端。
你可能会说，那原来的session对象会怎样？当一个session长时间没人使用的话，服务器会把session删除了！这个时长在Tomcat中配置是30分钟，可以在${CATALANA}/conf/web.xml找到这个配置，当然你也可以在自己的web.xml中覆盖这个配置！
web.xml
|
|
session失效时间也说明一个问题！如果你打开网站的一个页面开始长时间不动，超出了30分钟后，再去点击链接或提交表单时你会发现，你的session已经丢失了！
5 session其他常用API
l String getId()：获取sessionId；
l int getMaxInactiveInterval()：获取session可以的最大不活动时间（秒），默认为30分钟。当session在30分钟内没有使用，那么Tomcat会在session池中移除这个session；
l void setMaxInactiveInterval(int interval)：设置session允许的最大不活动时间（秒），如果设置为1秒，那么只要session在1秒内不被使用，那么session就会被移除；
l long getCreationTime()：返回session的创建时间，返回值为当前时间的毫秒值；
l long getLastAccessedTime()：返回session的最后活动时间，返回值为当前时间的毫秒值；
l void invalidate()：让session失效！调用这个方法会被session失效，当session失效后，客户端再次请求，服务器会给客户端创建一个新的session，并在响应中给客户端新session的sessionId；
l boolean isNew()：查看session是否为新。当客户端第一次请求时，服务器为客户端创建session，但这时服务器还没有响应客户端，也就是还没有把sessionId响应给客户端时，这时session的状态为新。
6 URL重写
我们知道session依赖Cookie，那么session为什么依赖Cookie呢？因为服务器需要在每次请求中获取sessionId，然后找到客户端的session对象。那么如果客户端浏览器关闭了Cookie呢？那么session是不是就会不存在了呢？
其实还有一种方法让服务器收到的每个请求中都带有sessioinId，那就是URL重写！在每个页面中的每个链接和表单中都添加名为jSessionId的参数，值为当前sessionid。当用户点击链接或提交表单时也服务器可以通过获取jSessionId这个参数来得到客户端的sessionId，找到sessoin对象。
index.jsp
URL重写
主页
请求注意，在index.jsp后面使用的是分号，而不是问号，这是服务器对jsessionid这个参数的特殊要求。
也可以使用response.encodeURL()对每个请求的URL处理，这个方法会自动追加jsessionid参数，与上面我们手动添加是一样的效果。
主页
使用response.encodeURL()更加“智能”，它会判断客户端浏览器是否禁用了Cookie，如果禁用了，那么这个方法在URL后面追加jsessionid，否则不会追加。
四、案例：一次性图片验证码
1 验证码有啥用
在我们注册时，如果没有验证码的话，我们可以使用URLConnection来写一段代码发出注册请求。甚至可以使用while(true)来注册！那么服务器就废了！
验证码可以去识别发出请求的是人还是程序！当然，如果聪明的程序可以去分析验证码图片！但分析图片也不是一件容易的事，因为一般验证码图片都会带有干扰线，人都看不清，那么程序一定分析不出来。
2 VerifyCode类
现在我们已经有了cn.itcast.utils.VerifyCode类，这个类可以生成验证码图片和图片上的文本！下面来看一个小例子。
public void fun1() throws IOException {
// 创建验证码类
VerifyCode vc = new VerifyCode();
// 1、获取随机图片
BufferedImage image = vc.getImage();
// 2、获取刚刚生成的随机图片上的文本
String text = vc.getText() ;
//System.out.println(text);
// 保存图片
FileOutputStream out = new FileOutputStream("F:/xxx.jpg");
VerifyCode.output(image, out); //把image图片保存到out流中！
}
3 在页面中显示动态图片
我们需要写一个VerifyCodeServlet，在这个Servlet中我们生成动态图片，然后它图片写入到response.getOutputStream()流中！然后让页面的元素指定这个VerifyCodServlet即可。
VerifyCodeServlet
public class VerifyCodeServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
VerifyCode vc = new VerifyCode();
BufferedImage image = vc.getImage();
String text = vc.getText();
System.out.println("text:" + text);
VerifyCode.output(image, response.getOutputStream());
}
}
index.jsp
...
验证码
看不清，换一张
4 在注册页面中使用验证码
5 RegistServlet
修改VerifyCodeServlet
public class VerifyCodeServlet extends HttpServlet {
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
VerifyCode vc = new VerifyCode();
BufferedImage image = vc.getImage();
request.getSession().setAttribute("vCode", vc.getText());//在session中保存验证码文本
VerifyCode.output(image, response.getOutputStream());
}
}
RegistServlet
public class RegistServlet extends HttpServlet {public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
request.setCharacterEncoding("utf-8");
response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
String username = request.getParameter("username");
String vCode = request.getParameter("code"); //获取表单中的验证码，这是用户在表单中填写的。 /*获取session中的验证码，这是在生成验证码图片后，保存在session中的正确的验证码文本
*/
String sessionVerifyCode = (String)request.getSession().getAttribute("vCode");
if(vCode.equalsIgnoreCase(sessionVerifyCode) ) { //比较用户输入的与真正的是否相同。
response.getWriter().print(username + ", 恭喜！注册成功！");
} else {
response.getWriter().print("验证码错误！");
}
}
}
6 总结验证码案例
l VerifyCodeServlet：
Ø 生成验证码：VerifyCode vc = new VerifyCode(); BufferedImage image =vc.getImage()；
Ø 在session中保存验证码文本：request.getSession.getAttribute(“vCode”,vc.getText())；
Ø 把验证码输出到页面：VerifyCode.output(image, response.getOutputStream)；
l regist.jsp：
Ø 表单中包含username和code字段；
Ø 在表单中给出指向VerifyCodeServlet，用来在页面中显示验证码图片；
Ø 提供“看不清，换一张”链接，指向_change()函数；
Ø 提交到RegistServlet；
l RegistServlet：
Ø 获取表单中的username和code；
Ø 获取session中的vCode；
Ø 比较code和vCode是否相同；
Ø 相同说明用户输入的验证码正确，否则输入验证码错误。