揭开JavaWeb中Cookie与Session的神秘面纱

1，会话跟踪技术的概述

• 会话:用户打开浏览器，访问web服务器的资源，会话建立，直到有一方断开连接，会话结束。在一次会话中可以包含多次请求和响应。

  • 从浏览器发出请求到服务端响应数据给前端之后，一次会话(在浏览器和服务器之间)就被建立了
  • 会话被建立后，如果浏览器或服务端都没有被关闭，则会话就会持续建立着
  • 浏览器和服务器就可以继续使用该会话进行请求发送和响应，上述的整个过程就被称之为会话。

  思考:下图中总共建立了几个会话?

一个会话中的多次请求为什么要共享数据呢?有了这个数据共享功能后能实现哪些功能呢?

• 页面展示用户登录信息:很多网站，登录后访问多个功能发送多次请求后，浏览器上都会有当前登录用户的信息[用户名]，比如百度、京东、码云等。

• 网站登录页面的记住我功能:当用户登录成功后，勾选记住我按钮后下次再登录的时候，网站就会自动填充用户名和密码，简化用户的登录操作，多次登录就会有多次请求，他们之间也涉及到共享数据

分析完具体的原因后，那么该如何实现会话跟踪技术呢? 具体的实现方式有:

(1)客户端会话跟踪技术：Cookie

(2)服务端会话跟踪技术：Session

这两个技术都可以实现会话跟踪，它们之间最大的区别:Cookie是存储在浏览器端而Session是存储在服务器端
在这里插入图片描述

2，Cookie

2.1 Cookie的基本使用

1.概念

Cookie：客户端会话技术，将数据保存到客户端，以后每次请求都携带Cookie数据进行访问。

2.Cookie的工作流程

3.Cookie的基本使用

对于Cookie的使用，我们更关注的应该是后台代码如何操作Cookie，对于Cookie的操作主要分两大类，本别是发送Cookie和获取Cookie,对于上面这两块内容，分别该如何实现呢?

3.1 发送Cookie

• 创建Cookie对象，并设置数据

Cookie cookie = new Cookie("key","value");

• 发送Cookie到客户端：使用response对象

response.addCookie(cookie);

3.2 获取Cookie

• 获取客户端携带的所有Cookie，使用request对象

Cookie[] cookies = request.getCookies();

• 遍历数组，获取每一个Cookie对象：for
• 使用Cookie对象方法获取数据

cookie.getName();
cookie.getValue();

2.2 Cookie的原理分析

对于Cookie的实现原理是基于HTTP协议的,其中设计到HTTP协议中的两个请求头信息:

• 响应头:set-cookie
• 请求头: cookie

• AServlet给前端发送Cookie,BServlet从request中获取Cookie的功能

• 当Tomcat发现后端要返回的是一个Cookie对象之后，Tomcat就会在响应头中添加一行数据==Set-Cookie:username=zs==

• 浏览器获取到响应结果后，从响应头中就可以获取到Set-Cookie对应值username=zs,并将数据存储在浏览器的内存中

• 浏览器再次发送请求给BServlet的时候，浏览器会自动在请求头中添加==Cookie: username=zs==发送给服务端BServlet

• Request对象会把请求头中cookie对应的值封装成一个个Cookie对象，最终形成一个数组

• BServlet通过Request对象获取到Cookie[]后，就可以从中获取自己需要的数据

2.3 Cookie的使用细节

在这节我们主要讲解两个知识，第一个是Cookie的存活时间，第二个是Cookie如何存储中文，首先来学习下Cookie的存活时间。

2.3.1 Cookie的存活时间

在发送请求到BServlet之前，如果把浏览器关闭再打开进行访问，BServlet能否获取到Cookie数据?

• 默认情况下，Cookie存储在浏览器内存中，当浏览器关闭，内存释放，则Cookie被销毁

这个结论就印证了上面的演示效果，但是如果使用这种默认情况下的Cookie,有些需求就无法实现，比如:

上面这个网站的登录页面上有一个记住我的功能，这个功能大家都比较熟悉

所以我们现在就遇到一个难题是如何将Cookie持久化存储?

Cookie其实已经为我们提供好了对应的API来完成这件事，这个API就是setMaxAge,

• 设置Cookie存活时间

setMaxAge(int seconds)

参数值为:

1.正数：将Cookie写入浏览器所在电脑的硬盘，持久化存储。到时间自动删除

2.负数：默认值，Cookie在当前浏览器内存中，当浏览器关闭，则Cookie被销毁

3.零：删除对应Cookie

2.3.2 Cookie存储中文

• Cookie不能直接存储中文

Cookie不能存储中文，但是如果有这方面的需求，这个时候该如何解决呢?

这个时候，我们可以使用之前学过的一个知识点叫URL编码，所以如果需要存储中文，就需要进行转码，具体的实现思路为:

1.在AServlet中对中文进行URL编码，采用URLEncoder.encode()，将编码后的值存入Cookie中

2.在BServlet中获取Cookie中的值,获取的值为URL编码后的值

3.将获取的值在进行URL解码,采用URLDecoder.decode()，就可以获取到对应的中文值

(1)在AServlet中对中文进行URL编码

@WebServlet("/aServlet")
public class AServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        //发送Cookie
        String value = "黑洞晓威";
        //对中文进行URL编码
        value = URLEncoder.encode(value, "UTF-8");
        System.out.println("存储数据："+value);
        //将编码后的值存入Cookie中
        Cookie cookie = new Cookie("username",value);
        //设置存活时间   ，1周 7天
        cookie.setMaxAge(60*60*24*7);
        //2. 发送Cookie，response
        response.addCookie(cookie);
    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        this.doGet(request, response);
    }
}

(2)在BServlet中获取值，并对值进行解码

@WebServlet("/bServlet")
public class BServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        //获取Cookie
        //1. 获取Cookie数组
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        //2. 遍历数组
        for (Cookie cookie : cookies) {
            //3. 获取数据
            String name = cookie.getName();
            if("username".equals(name)){
                String value = cookie.getValue();//获取的是URL编码后的值 %E5%BC%A0%E4%B8%89
                //URL解码
                value = URLDecoder.decode(value,"UTF-8");
                System.out.println(name+":"+value);//value解码后为 黑洞晓威
                break;
            }
        }

    }

    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        this.doGet(request, response);
    }
}

至此，我们就可以将中文存入Cookie中进行使用。

3，Session

Cookie已经能完成一次会话多次请求之间的数据共享，之前我们还提到过Session也可以实现，那么:

3.1 Session的基本使用

1.概念

Session：服务端会话跟踪技术：将数据保存到服务端。

• Session是存储在服务端而Cookie是存储在客户端
• 存储在客户端的数据容易被窃取和截获，存在很多不安全的因素
• 存储在服务端的数据相比于客户端来说就更安全

2.Session的工作流程

• 在服务端的AServlet获取一个Session对象，把数据存入其中
• 在服务端的BServlet获取到相同的Session对象，从中取出数据
• 就可以实现一次会话中多次请求之间的数据共享了
• 现在最大的问题是如何保证AServlet和BServlet使用的是同一个Session对象(在原理分析会讲解)?

3.Session的基本使用

• Session的获取

  HttpSession session = request.getSession();
  

• Session常用方法的使用

  void setAttribute(String name, Object o)
  Object getAttribute(String name)
  

  注意: Session中可以存储的是一个Object类型的数据，也就是说Session中可以存储任意数据类型。

介绍完Session的基本使用之后，那么Session的底层到底是如何实现一次会话两次请求之间的数据共享呢?

3.2 Session的原理分析

• Session是基于Cookie实现的

这句话其实不太能详细的说明Session的底层实现，接下来，咱们一步步来分析下Session的具体实现原理:

(1)前提条件

Session要想实现一次会话多次请求之间的数据共享，就必须要保证多次请求获取Session的对象是同一个。

那么最主要的问题就来了，Session是如何保证在一次会话中获取的Session对象是同一个呢?

(1)demo1在第一次获取session对象的时候，session对象会有一个唯一的标识，假如是id:10

(2)demo1在session中存入其他数据并处理完成所有业务后，需要通过Tomcat服务器响应结果给浏览器

(3)Tomcat服务器发现业务处理中使用了session对象，就会把session的唯一标识id:10当做一个cookie，添加Set-Cookie:JESSIONID=10到响应头中，并响应给浏览器

(4)浏览器接收到响应结果后，会把响应头中的coookie数据存储到浏览器的内存中

(5)浏览器在同一会话中访问demo2的时候，会把cookie中的数据按照cookie: JESSIONID=10的格式添加到请求头中并发送给服务器Tomcat

(6)demo2获取到请求后，从请求头中就读取cookie中的JSESSIONID值为10，然后就会到服务器内存中寻找id:10的session对象，如果找到了，就直接返回该对象，如果没有则新创建一个session对象

(7)关闭打开浏览器后，因为浏览器的cookie已被销毁，所以就没有JESSIONID的数据，服务端获取到的session就是一个全新的session对象

小结

介绍完Session的原理，我们只需要记住

• Session是基于Cookie来实现的

3.3 Session的使用细节

这节我们会主要讲解两个知识，第一个是Session的钝化和活化，第二个是Session的销毁，首先来学习什么是Session的钝化和活化？

3.3.1 Session钝化与活化

首先需要大家思考的问题是:

• 服务器重启后，Session中的数据是否还在?

要想回答这个问题，我们可以先看下下面这幅图，

(1)服务器端AServlet和BServlet共用的session对象应该是存储在服务器的内存中

(2)服务器重新启动后，内存中的数据应该是已经被释放，对象也应该都销毁了

所以session数据应该也已经不存在了

那么Tomcat服务器在重启的时候，session数据到底是如何保存的？

具体的原因就是:Session的钝化和活化:

• 钝化：在服务器正常关闭后，Tomcat会自动将Session数据写入硬盘的文件中

  • 钝化的数据路径为:项目目录\target\tomcat\work\Tomcat\localhost\项目名称\SESSIONS.ser

    

• 活化：再次启动服务器后，从文件中加载数据到Session中

  • 数据加载到Session中后，路径中的SESSIONS.ser文件会被删除掉

对于上述的整个过程，大家只需要了解下即可。因为所有的过程都是Tomcat自己完成的，不需要我们参与。

小结

Session的钝化和活化介绍完后，需要我们注意的是:

• session数据存储在服务端，服务器重启后，session数据会被保存

• 浏览器被关闭启动后，重新建立的连接就已经是一个全新的会话，获取的session数据也是一个新的对象

• session的数据要想共享，浏览器不能关闭，所以session数据不能长期保存数据

• cookie是存储在客户端，是可以长期保存

3.3.2 Session销毁

session的销毁会有两种方式:

• 默认情况下，无操作，30分钟自动销毁

  • 对于这个失效时间，是可以通过配置进行修改的

    • 在项目的web.xml中配置

      
      <web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
               xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
               xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
               version="3.1">
      
          <session-config>
              <session-timeout>100session-timeout>
          session-config>
      web-app>
      

    • 如果没有配置，默认是30分钟，默认值是在Tomcat的web.xml配置文件中写死的

      

• 调用Session对象的invalidate()进行销毁

  • 在SessionDemo2类中添加session销毁的方法

    @WebServlet("/demo2")
    public class SessionDemo2 extends HttpServlet {
        @Override
        protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
            //获取数据，从session中
    
            //1. 获取Session对象
            HttpSession session = request.getSession();
            System.out.println(session);
    
            // 销毁
            session.invalidate();
            //2. 获取数据
            Object username = session.getAttribute("username");
            System.out.println(username);
        }
    
        @Override
        protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
            this.doGet(request, response);
        }
    }
    

  • 启动访问测试，先访问demo1将数据存入到session，再次访问demo2从session中获取数据

    

  • 该销毁方法一般会在用户退出的时候，需要将session销毁掉。

Cookie和Session小结

• Cookie 和 Session 都是来完成一次会话内多次请求间数据共享的。

所需两个对象放在一块，就需要思考:

Cookie和Session的区别是什么?

Cookie和Session的应用场景分别是什么?

• 区别:

  • 存储位置：Cookie 是将数据存储在客户端，Session 将数据存储在服务端
  • 安全性：Cookie不安全，Session安全
  • 数据大小：Cookie最大3KB，Session无大小限制
  • 存储时间：Cookie可以通过setMaxAge()长期存储，Session默认30分钟
  • 服务器性能：Cookie不占服务器资源，Session占用服务器资源

• 结论

  • Cookie是用来保证用户在未登录情况下的身份识别
  • Session是用来保存用户登录后的数据

最后说一句

感谢大家的阅读，文章通过网络资源与自己的学习过程整理出来，希望能帮助到大家。

才疏学浅，难免会有纰漏，如果你发现了错误的地方，可以提出来，我会对其加以修改。