[Java]Session机制

什么是Session

Session是另一种记录客户状态的机制，不同的是Cookie保存在客户端浏览器中，而Session保存在服务器上。客户端浏览器访问服务器的时候，服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上。这就是Session。客户端浏览器再次访问时只需要从该Session中查找该客户的状态就可以了。

如果说Cookie机制是通过检查客户身上的“通行证”来确定客户身份的话，那么Session机制就是通过检查服务器上的“客户明细表”来确认客户身份。Session相当于程序在服务器上建立的一份客户档案，客户来访的时候只需要查询客户档案表就可以了。

实现用户登录

Session对应的类为javax.servlet.http.HttpSession类。每个来访者对应一个Session对象，所有该客户的状态信息都保存在这个Session对象里。Session对象是在客户端第一次请求服务器的时候创建的。Session也是一种key-value的属性对，通过getAttribute(Stringkey)和setAttribute(String key，Objectvalue)方法读写客户状态信息。Servlet里通过request.getSession()方法获取该客户的Session，例如：

HttpSession session = request.getSession();       // 获取Session对象
session.setAttribute("loginTime", new Date());     // 设置Session中的属性
 
out.println("登录时间为：" +(Date)session.getAttribute("loginTime"));      // 获取Session属性

request还可以使用getSession(boolean create)来获取Session。区别是如果该客户的Session不存在，request.getSession()方法会返回null，而getSession(true)会先创建Session再将Session返回。

Servlet中必须使用request来编程式获取HttpSession对象，而JSP中内置了Session隐藏对象，可以直接使用。如果使用声明了<%@page session="false" %>，则Session隐藏对象不可用。下面的例子使用Session记录客户账号信息。

session.jsp：

<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8"%>
<jsp:directive.page import="com.helloweenvsfei.sessionWeb.bean.Person"/>
<jsp:directive.page import="java.text.SimpleDateFormat"/>
<jsp:directive.page import="java.text.DateFormat"/>
<jsp:directive.page import="java.util.Date"/>
<%!
    DateFormat dateFormat = newSimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");         // 日期格式化器
%>
<%
    response.setCharacterEncoding("UTF-8");        // 设置request编码
    Person[] persons =
    {           
       // 基础数据，保存三个人的信息
        new Person("Liu Jinghua","password1", 34, dateFormat.parse
        ("1982-01-01")),
        new Person("Hello Kitty","hellokitty", 23, dateFormat.parse
        ("1984-02-21")),
        new Person("Garfield", "garfield_pass",23, dateFormat.parse
        ("1994-09-12"))
     };
 
    String message = "";                      // 要显示的消息
 
    if(request.getMethod().equals("POST"))
    { 
        // 如果是POST登录       
        for(Person person :persons)
        {           
           // 遍历基础数据，验证账号、密码
           // 如果用户名正确且密码正确
           if(person.getName().equalsIgnoreCase(request.getParameter("username"))&&person.getPassword().equals(request.getParameter("password")))
           {              
               // 登录成功，设置将用户的信息以及登录时间保存到Session
               session.setAttribute("person", person);                   // 保存登录的Person
               session.setAttribute("loginTime", new Date());          // 保存登录的时间              
               response.sendRedirect(request.getContextPath() + "/welcome.jsp");
               return;
            }
        }      
        message = "用户名密码不匹配，登录失败。";       // 登录失败
    }
%>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01Transitional//EN">
<html>
    // ... HTML代码为一个FORM表单，代码略，请看随书光盘
</html>

登录界面验证用户登录信息，如果登录正确，就把用户信息以及登录时间保存进Session，然后转到欢迎页面welcome.jsp。welcome.jsp中从Session中获取信息，并将用户资料显示出来。 welcome.jsp：

<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8"%>
<jsp:directive.pageimport="com.helloweenvsfei.sessionWeb.bean.Person"/>
<jsp:directive.page import="java.text.SimpleDateFormat"/>
<jsp:directive.page import="java.text.DateFormat"/>
<jsp:directive.page import="java.util.Date"/>
<%!
    DateFormat dateFormat = newSimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");         // 日期格式化器
%>
<%
    Person person =(Person)session.getAttribute("person");                       // 获取登录的person
    Date loginTime =(Date)session.getAttribute("loginTime");                     // 获取登录时间
%>
    // ... 部分HTML代码略
            <table>
               <tr><td>您的姓名：</td>
                   <td><%= person.getName()%></td>
               </tr>
               <tr><td>登录时间：</td>
                   <td><%= loginTime%></td>
               </tr>
               <tr><td>您的年龄：</td>
                   <td><%= person.getAge()%></td>
               </tr>
               <tr><td>您的生日：</td>
                   <td><%=dateFormat.format(person.getBirthday()) %></td>
               </tr>
            </table>

注意：程序中Session中直接保存了Person类对象与Date类对象，使用起来要比Cookie方便。当多个客户端执行程序时，服务器会保存多个客户端的Session。获取Session的时候也不需要声明获取谁的Session。Session机制决定了当前客户只会获取到自己的Session，而不会获取到别人的Session。各客户的Session也彼此独立，互不可见。

提示：Session的使用比Cookie方便，但是过多的Session存储在服务器内存中，会对服务器造成压力。

Session的生命周期

Session保存在服务器端。为了获得更高的存取速度，服务器一般把Session放在内存里。每个用户都会有一个独立的Session。如果Session内容过于复杂，当大量客户访问服务器时可能会导致内存溢出。因此，Session里的信息应该尽量精简。

Session在用户第一次访问服务器的时候自动创建。需要注意只有访问JSP、Servlet等程序时才会创建Session，只访问HTML、IMAGE等静态资源并不会创建Session。如果尚未生成Session，也可以使用request.getSession(true)强制生成Session。

Session生成后，只要用户继续访问，服务器就会更新Session的最后访问时间，并维护该Session。用户每访问服务器一次，无论是否读写Session，服务器都认为该用户的Session“活跃（active）”了一次。

Session的有效期

由于会有越来越多的用户访问服务器，因此Session也会越来越多。为防止内存溢出，服务器会把长时间内没有活跃的Session从内存删除。这个时间就是Session的超时时间。如果超过了超时时间没访问过服务器，Session就自动失效了。

Session的超时时间为maxInactiveInterval属性，可以通过对应的getMaxInactiveInterval()获取，通过setMaxInactiveInterval(longinterval)修改。

Session的超时时间也可以在web.xml中修改。另外，通过调用Session的invalidate()方法可以使Session失效。

Session的常用方法

Session中包括各种方法，使用起来要比Cookie方便得多。Session的常用方法如下所示。

void setAttribute(String attribute, Object value)：设置Session属性。value参数可以为任何Java Object。通常为Java Bean。value信息不宜过大 
String getAttribute(String attribute)：返回Session属性 Enumeration 
getAttributeNames()：返回Session中存在的属性名 
void removeAttribute(String attribute)：移除Session属性 
String getId()：返回Session的ID。该ID由服务器自动创建，不会重复 
long getCreationTime()：返回Session的创建日期。返回类型为long，常被转化为Date类型，例如：Date createTime = new Date(session.get CreationTime()) 
long getLastAccessedTime()：返回Session的最后活跃时间。返回类型为long 
int getMaxInactiveInterval()：返回Session的超时时间。单位为秒。超过该时间没有访问，服务器认为该Session失效 void 
setMaxInactiveInterval(int second)：设置Session的超时时间。单位为秒 
void putValue(String attribute, Object value)：不推荐的方法。已经被setAttribute(String attribute, Object Value)替代 
Object getValue(String attribute)：不被推荐的方法。已经被getAttribute(String attr)替代 
boolean isNew()：返回该Session是否是新创建的 
void invalidate()：使该Session失效

Tomcat中Session的默认超时时间为20分钟。通过setMaxInactiveInterval(int seconds)修改超时时间。可以修改web.xml改变Session的默认超时时间。例如修改为60分钟：

<session-config>
   <session-timeout>60</session-timeout>      <!-- 单位：分钟 -->
</session-config>

注意：<session-timeout>参数的单位为分钟，而setMaxInactiveInterval(int s)单位为秒。

在server.xml中定义context时采用如下定义（单位为秒）：

<Context path="/livsorder" docBase="/home/httpd/html/livsorder" defaultSessionTimeOut="3600" isWARExpanded="true"
    isWARValidated="false" isInvokerEnabled="true"
    isWorkDirPersistent="false"/>

Session对浏览器的要求

虽然Session保存在服务器，对客户端是透明的，它的正常运行仍然需要客户端浏览器的支持。这是因为Session需要使用Cookie作为识别标志。HTTP协议是无状态的，Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一客户，因此服务器向客户端浏览器发送一个名为JSESSIONID的Cookie，它的值为该Session的id（也就是HttpSession.getId()的返回值）。Session依据该Cookie来识别是否为同一用户。

该Cookie为服务器自动生成的，它的maxAge属性一般为–1，表示仅当前浏览器内有效，并且各浏览器窗口间不共享，关闭浏览器就会失效。

因此同一机器的两个浏览器窗口访问服务器时，会生成两个不同的Session。但是由浏览器窗口内的链接、脚本等打开的新窗口（也就是说不是双击桌面浏览器图标等打开的窗口）除外。这类子窗口会共享父窗口的Cookie，因此会共享一个Session。

注意：新开的浏览器窗口会生成新的Session，但子窗口除外。子窗口会共用父窗口的Session。例如，在链接上右击，在弹出的快捷菜单中选择“在新窗口中打开”时，子窗口便可以访问父窗口的Session。

如果客户端浏览器将Cookie功能禁用，或者不支持Cookie怎么办？例如，绝大多数的手机浏览器都不支持Cookie。Java Web提供了另一种解决方案：URL地址重写。

URL地址重写

URL地址重写是对客户端不支持Cookie的解决方案。URL地址重写的原理是将该用户Session的id信息重写到URL地址中。服务器能够解析重写后的URL获取Session的id。这样即使客户端不支持Cookie，也可以使用Session来记录用户状态。HttpServletResponse类提供了encodeURL(Stringurl)实现URL地址重写，例如：

<td>
    <a href="<%=response.encodeURL("index.jsp?c=1&wd=Java") %>"> 
    Homepage</a>
</td>

该方法会自动判断客户端是否支持Cookie。如果客户端支持Cookie，会将URL原封不动地输出来。如果客户端不支持Cookie，则会将用户Session的id重写到URL中。重写后的输出可能是这样的：

<td>
    <a href="index.jsp;jsessionid=0CCD096E7F8D97B0BE608AFDC3E1931E?c=1&wd=Java">Homepage</a>
</td>

即在文件名的后面，在URL参数的前面添加了字符串“;jsessionid=XXX”。其中XXX为Session的id。分析一下可以知道，增添的jsessionid字符串既不会影响请求的文件名，也不会影响提交的地址栏参数。用户单击这个链接的时候会把Session的id通过URL提交到服务器上，服务器通过解析URL地址获得Session的id。

如果是页面重定向（Redirection），URL地址重写可以这样写：

<%
    if(“administrator”.equals(userName)) {
        response.sendRedirect(response.encodeRedirectURL(“administrator.jsp”));
        return;
    }
%>

效果跟response.encodeURL(String url)是一样的：如果客户端支持Cookie，生成原URL地址，如果不支持Cookie，传回重写后的带有jsessionid字符串的地址。

对于WAP程序，由于大部分的手机浏览器都不支持Cookie，WAP程序都会采用URL地址重写来跟踪用户会话。

注意：TOMCAT判断客户端浏览器是否支持Cookie的依据是请求中是否含有Cookie。尽管客户端可能会支持Cookie，但是由于第一次请求时不会携带任何Cookie（因为并无任何Cookie可以携带），URL地址重写后的地址中仍然会带有jsessionid。当第二次访问时服务器已经在浏览器中写入Cookie了，因此URL地址重写后的地址中就不会带有jsessionid了。

由于Cookie可以被人为的禁止，必须有其他机制以便在Cookie被禁止时仍然能够把session id传递回服务器。经常被使用的一种技术叫做URL重写，就是把session id直接附加在URL路径的后面，附加方式也有两种：一种是作为URL路径的附加信息，表现形式为http://...../xxx;jsessionid= ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764 一种是作为查询字符串附加在URL后面，表现形式为http://...../xxx?jsessionid=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764

这两种方式对于用户来说是没有区别的，只是服务器在解析的时候处理的方式不同，采用第一种方式也有利于把session id的信息和正常程序参数区分开来。为了在整个交互过程中始终保持状态，就必须在每个客户端可能请求的路径后面都包含这个session id。

另一种技术叫做表单隐藏字段。就是服务器会自动修改表单，添加一个隐藏字段，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>

这种技术现在已较少应用。

在谈论session机制的时候，常常听到这样一种误解“只要关闭浏览器，session就消失了”。其实可以想象一下会员卡的例子，除非顾客主动对店家提出销卡，否则店家绝对不会轻易删除顾客的资料。对session来说也是一样的，除非程序通知服务器删除一个session，否则服务器会一直保留，程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主动在关闭之前通知服务器它将要关闭，因此服务器根本不会有机会知道浏览器已经关闭，之所以会有这种错觉，是大部分session机制都使用会话cookie来保存session id，而关闭浏览器后这个 session id就消失了，再次连接服务器时也就无法找到原来的session。如果服务器设置的cookie被保存到硬盘上，或者使用某种手段改写浏览器发出的HTTP请求头，把原来的session id发送给服务器，则再次打开浏览器仍然能够找到原来的session。

恰恰是由于关闭浏览器不会导致session被删除，迫使服务器为seesion设置了一个失效时间，当距离客户端上一次使用session的时间超过这个失效时间时，服务器就可以认为客户端已经停止了活动，才会把session删除以节省存储空间。

Session中禁止使用Cookie

既然WAP上大部分的客户浏览器都不支持Cookie，索性禁止Session使用Cookie，统一使用URL地址重写会更好一些。Java Web规范支持通过配置的方式禁用Cookie。下面举例说一下怎样通过配置禁止使用Cookie。

打开项目sessionWeb的WebRoot目录下的META-INF文件夹（跟WEB-INF文件夹同级，如果没有则创建），打开context.xml（如果没有则创建），编辑内容如下： /META-INF/context.xml：

<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?>
    <Context path="/sessionWeb"cookies="false">
</Context>

或者修改Tomcat全局的conf/context.xml，修改内容如下： context.xml：

<!-- The contents of this file will be loaded for eachweb application -->
<Context cookies="false">
    <!-- ... 中间代码略 -->
</Context>

部署后TOMCAT便不会自动生成名JSESSIONID的Cookie，Session也不会以Cookie为识别标志，而仅仅以重写后的URL地址为识别标志了

注意：该配置只是禁止Session使用Cookie作为识别标志，并不能阻止其他的Cookie读写。也就是说服务器不会自动维护名为JSESSIONID的Cookie了，但是程序中仍然可以读写其他的Cookie。

Cookie与Session的区别

cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上；
cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗，考虑到安全应当使用session；
session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能。考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE；
单个cookie在客户端的限制是3K，就是说一个站点在客户端存放的COOKIE不能超过3K；

Cookie和Session的方案虽然分别属于客户端和服务端，但是服务端的session的实现对客户端的cookie有依赖关系的，上面我讲到服务端执行session机制时候会生成session的id值，这个id值会发送给客户端，客户端每次请求都会把这个id值放到http请求的头部发送给服务端，而这个id值在客户端会保存下来，保存的容器就是cookie，因此当我们完全禁掉浏览器的cookie的时候，服务端的session也会不能正常使用（注意：有些资料说ASP解决这个问题，当浏览器的cookie被禁掉，服务端的session任然可以正常使用，ASP我没试验过，但是对于网络上很多用php和jsp编写的网站，我发现禁掉cookie，网站的session都无法正常的访问）。