使用Spring Session和Redis解决分布式Session跨域共享问题

前言

对于分布式使用Nginx+Tomcat实现负载均衡，最常用的均衡算法有IP_Hash、轮训、根据权重、随机等。不管对于哪一种负载均衡算法，由于Nginx对不同的请求分发到某一个Tomcat，Tomcat在运行的时候分别是不同的容器里，因此会出现session不同步或者丢失的问题。

实际上实现Session共享的方案很多，其中一种常用的就是使用Tomcat、Jetty等服务器提供的Session共享功能，将Session的内容统一存储在一个数据库（如MySQL）或缓存（如Redis）中。

在以前写的一篇文章中：

使用Redis存储Nginx+Tomcat负载均衡集群的Session：http://blog.csdn.net/xlgen157387/article/details/52024139

这一篇文章中已经学习了一下，如何使用 tomcat-redis-session-manager 开源项目解决分布式session跨域的问题，他的主要思想是利用Servlet容器提供的插件功能，自定义HttpSession的创建和管理策略，并通过配置的方式替换掉默认的策略。tomcat-redis-session-manager重写了Tomcat的org.apache.catalina.session.ManagerBase里边的具体写的操作， 将tomcat的session存储位置指向了Redis：

RedisSessionManager继承了org.apache.catalina.session.ManagerBase并重写了add、findSession、createEmptySession、remove等方法，并将对session的增删改查操作指向了对Redis数据存储的操作。

有兴趣可参考一篇Tomcat中session的管理机制：http://www.cnblogs.com/interdrp/p/4935614.html

不过使用过tomcat-redis-session-manager 的都应该知道，配置相对还是有一点繁琐的，需要人为的去修改Tomcat的配置，需要耦合Tomcat等Servlet容器的代码，并且对于分布式Redis集群的管理并不是很好，与之相对的个人认为比较好的一个框架Spring Session可以真正对用户透明的去管理分布式Session。

Spring Session不依赖于Servlet容器，而是Web应用代码层面的实现，直接在已有项目基础上加入spring Session框架来实现Session统一存储在Redis中。如果你的Web应用是基于Spring框架开发的，只需要对现有项目进行少量配置，即可将一个单机版的Web应用改为一个分布式应用，由于不基于Servlet容器，所以可以随意将项目移植到其他容器。

Spring Session使用

官方地址：http://projects.spring.io/spring-session/

官方文档地址：http://docs.spring.io/spring-session/docs/1.3.0.RELEASE/reference/html5/

Spring Session提供了一套创建和管理Servlet HttpSession的方案。Spring Session提供了集群Session（Clustered Sessions）功能，默认采用外置的Redis来存储Session数据，以此来解决Session共享的问题。

一、特性

Spring Session提供以下特性：

1. API和用于管理用户会话的实现；
2. HttpSession - 允许以应用程序容器（即Tomcat）中性的方式替换HttpSession； 
   1. Clustered Sessions - Spring Session让支持集群会话变得不那么繁琐，并且不和应用程序容器金习性绑定到。
   2. Multiple Browser Sessions - Spring会话支持在单个浏览器实例中管理多个用户的会话。
   3. RESTful APIs - Spring Session允许在headers 中提供会话ID以使用RESTful API。

二、基于XML配置方式的Spring Session案例实现

基于SSM框架的一个小案例，Git OS项目代码地址：http://git.oschina.net/xuliugen/spring-session-demo

项目展示：

（1）基本环境需求

进行使用Spring Session的话，首先的是已经安装好的有一个 Redis服务器！

（2）添加项目依赖（最基本的依赖使用）

 
            org.springframework.session
            spring-session-data-redis
            1.3.0.RELEASE
            pom
        
        
            biz.paluch.redis
            lettuce
            3.5.0.Final
        

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（3）添加Spring配置文件

添加了必要的依赖之后，我们需要创建相应的Spring配置。Spring配置是要创建一个Servlet过滤器，它用Spring Session支持的HttpSession实现来替换容器本身HttpSession实现。这一步也是Spring Session的核心。

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上述代码注释：

LettuceConnectionFactory实例是配置Redis的ConnectionFactory。

注意：

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查看源代码可以看到，默认的Redis链接配置为：

因此，如果有自己的Redis配置，请修改，例如下边的配置：

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（5）关于Error creating bean with name ‘enableRedisKeyspaceNotificationsInitializer’错误的处理：

添加如下配置让Spring Session不再执行config命令

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如果不添加的话，会报如下错误：

Context initialization failed org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'enableRedisKeyspaceNotificationsInitializer' defined in class path resource [org/springframework/session/data/redis/config/annotation/web/http/RedisHttpSessionConfiguration.class]:
Invocation of init method failed; nested exception is java.lang.IllegalStateException: Unable to configure Redis to keyspace notifications.
See http://docs.spring.io/spring-session/docs/current/reference/html5/#api-redisoperationssessionrepository-sessiondestroyedevent
Caused by: redis.clients.jedis.exceptions.JedisDataException: ERR unknown command config

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（5）在web.xml中添加DelegatingFilterProxy

    springSessionRepositoryFilter
    org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy


    springSessionRepositoryFilter
    /*
    REQUEST
    ERROR

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DelegatingFilterProxy将通过springSessionRepositoryFilter的名称查找Bean并将其转换为过滤器。对于调用DelegatingFilterProxy的每个请求，也将调用springSessionRepositoryFilter。

（6）Spring MVC controller代码用于测试：

@Controller
@RequestMapping(value = "/spring/session", produces = {ConstString.APP_JSON_UTF_8})
public class SpringSessionDemoController {

    @RequestMapping(value = "/setSession.do", method = RequestMethod.GET)
    public void setSession(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String name = request.getParameter("name");
        String value = request.getParameter("value");
        request.getSession().setAttribute(name, value);
    }

    @RequestMapping(value = "/getSession.do", method = RequestMethod.GET)
    public void getInterestPro(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String name = request.getParameter("name");
        System.out.println("------" + request.getSession().getAttribute(name));
    }

    @RequestMapping(value = "/removeSession.do", method = RequestMethod.GET)
    public void removeSession(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String name = request.getParameter("name");
        request.getSession().removeAttribute(name);
    }
}

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（7）测试

访问链接:http://localhost:8080/spring/session/setSession.do?name=xuiliugen&value=123456

使用工具查看Redis内容：

可以发现已经有值了！并且有expirations，可以看到箭头指向的位置，是失效的时间记录值！

（8）到此，Spring Session的使用已经完成！其他具体的细节请参考：http://git.oschina.net/xuliugen/spring-session-demo项目源代码。

总结

对于分布式环境Session跨域共享的问题，不管是使用开源的框架还是使用自己开发的框架，都需要明白的一个问题是：在Tomcat容器中创建Session是一个很耗费内存的事情。因此，我们在自己写类似框架的时候，我们一定要注意的是，并不是Tomcat为我们创建好了Session之后，我们首先获取Session然后再上传到Redis等进行存储，而是直接有我们自己创建Session，这一点是至关重要的！

 

 

注：以下步骤是基于XML的方式实现 Spring Session的代码讲解！

先从web.xml文件说起

我们知道Tomcat再启动的时候首先会去加载web.xml 文件，Tomcat启动的时候web.xml被加载的顺序：context-param -> listener -> filter -> servlet。

我们在使用Spring Session的时候，我们配置了一个filter，配置代码如下：

     springSessionRepositoryFilter
     org.springframework.web.filter.DelegatingFilterProxy


     springSessionRepositoryFilter
     /*
     REQUEST
     ERROR

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介绍一下DelegatingFilterProxy 这个类：

DelegatingFilterProxy 类将通过springSessionRepositoryFilter 这个名称去查找Spring容器中配置的Bean并将其转换为过滤器，对于调用DelegatingFilterProxy的每个请求，将调用springSessionRepositoryFilter这个过滤器。

如果未指定init-param参数的话，DelegatingFilterProxy就会把filter-name作为要查找的Bean对象，这也是DelegatingFilterProxy类的作用。可以看出每一个请求都会经过该filter，经过该filter的请求也会相应的经过springSessionRepositoryFilter这个过滤器，那么我们就接着看一下springSessionRepositoryFilter这个过滤器。

springSessionRepositoryFilter过滤器的创建

上一过程的DelegatingFilterProxy是从Spring容器中去查找springSessionRepositoryFilter的，那么我们是在哪个地方进行注入springSessionRepositoryFilter的哪？答案是在这里：

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我们在Spring的配置文件中手动注入了RedisHttpSessionConfiguration，这是因为我们默认的使用Redis进行存储Session的。

RedisHttpSessionConfiguration 这个类加了Configuration注解，作为配置文件注入。

RedisHttpSessionConfiguration的作用是创建名为springSessionRepositoryFilter 的Spring Bean，继承自Filter。springSessionRepositoryFilter替换容器默认的HttpSession支持为Spring Session，将Session实例存放在Redis中。

（1）RedisHttpSessionConfiguration 继承关系如下：

@Configuration
@EnableScheduling
public class RedisHttpSessionConfiguration extends SpringHttpSessionConfiguration
        implements EmbeddedValueResolverAware, ImportAware {
}

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（2）RedisHttpSessionConfiguration主要方法和属性如下：

（3）RedisHttpSessionConfiguration通过@Bean的方式将RedisMessageListenerContainer、RedisTemplate、RedisOperationsSessionRepository 等注入到Spring容器中。

（4）RedisHttpSessionConfiguration继承了SpringHttpSessionConfiguration这个类，这个类很重要，SpringHttpSessionConfiguration通过@Bean的方式将springSessionRepositoryFilter注入到容器中：

springSessionRepositoryFilter这个过滤器就是前边DelegatingFilterProxy查找的过滤器！

（6）可以看出他是SessionRepositoryFilter类型的，SessionRepositoryFilter的作用就是替换容器默认的javax.servlet.http.HttpSession支持为org.springframework.session.Session。

SessionRepositoryFilter的主要方法和属性如下：

（7）其中SessionRepositoryResponseWrapper、SessionRepositoryRequestWrapper、HttpSessionWrapper为内部类，这个也是很关键的。例如SessionRepositoryRequestWrapper类：

可以看出SessionRepositoryRequestWrapper继承了javax.servlet.http.HttpServletRequestWrapper这个类，我们知道HttpServletRequest接口的默认实现是有HttpServletRequestWrapper的，如下：

（8）因为SessionRepositoryRequestWrapper继承了HttpServletRequestWrapper，而HttpServletRequestWrapper实现了HttpServletRequest接口，在SessionRepositoryRequestWrapper又重写了HttpServletRequest接口中的一些方法，所以才会有：getSession、changeSessionId等这些方法。

到此，我们应该大致明白了，原有的request请求和response都被重新进行了包装。我们也就明白了原有的HttpSeesion是如何被Spring Session替换掉的。

需要注意的是：

The SessionRepositoryFilter must be placed before any Filter that access the HttpSession or that might commit the response to ensure the session is overridden and persisted properly.

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案例分析

（1）Controller代码如下：

（2）查看效果：

我们通过快捷键查看request.getSession() 的具体实现，就可以看出已经有了SessionRepositoryRequestWrapper 重写的方法。

上述有两个默认的实现，一个是原始的，一个是Spring Session实现的，具体选用哪一种作为实现，这就是我们上边说的DelegatingFilterProxy 代理的作用了，他会将每一个请求过滤，经过DelegatingFilterProxy的每一个请求也会经过springSessionRepositoryFilter过滤器，springSessionRepositoryFilter过滤器就实现了将原有request到SessionRepositoryRequestWrapper的转换，这就是实现了具体的流程！

（3）request.getSession().setAttribute(name, value)的实现：

追踪代码，可以到达下边内容

this.session.setAttribute(name, value) 中session是Session接口的定义，具体实现有：

可以看到有Redis相关的操作！

至此，我们应该清楚了，Spring Session的工作原理了！虽然下边的过程没有再去介绍，但是已经很清楚的理解了。

总结

上述讲述了整个Spring Session的执行流程，关于其他细节并没有过多的学习，后期学习会不断补充文章！