揭开JavaWeb中Cookie与Session的神秘面纱

简介: 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。

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@[toc]

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?

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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。

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  • 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

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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==
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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

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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);

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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

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  • 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

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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:

在这里插入图片描述

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
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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。

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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

在这里插入图片描述

  • 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

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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?

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(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,

在这里插入图片描述

(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

      在这里插入图片描述

  • 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

        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <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>100</session-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

        在这里插入图片描述

  • 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

      在这里插入图片描述

    • 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。

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