了解分布式Session

news2024/12/26 2:28:49

大家好，我这名CRUD工程师又来了，最近我的一个同事突然在看分布式Seesion的问题，然后我们两个也是互相讨论了一下，今天我就想着把分布式Session的知识点好好的梳理一下。

在很多系统中，用户的登录功能都是用Session去实现的，客户端填写好用户名和密码，发送一个请求，服务器收到请求之后，创建Session，然后返回当前Session对应的一个JessionId，浏览器存储在cookie中，当客户端调用其他方法给服务器发送请求的时候就会携带JessionId，服务端收到请求后，验证Session是否存在进而判断用户是否登录。

在分布式环境下，Session就会出现问题了，假如服务端部署在两个服务器A和B上

用户登录时，请求落在了服务器A上，服务器A创建了一个Session，并返回JessionId；

用户获取个人信息时，请求落在了服务器B上，请求携带的JesssionId在服务器B上并不会找到对应的Session。

这时候服务器B就会给客户端返回一个异常提醒（用户未登录），客户端收到返回值，用户就会发现自己又被T到登录界面了

接下来，我们就看看在分布式环境下如何实现Session的一致性

一、客户端存储

既然分布式环境中，一个客户端的多个请求可能会落在多个服务器上，那么我们是否可以改变策略，直接将Session信息存储在客户端？
答案当然是可以的，服务器将Session信息直接存储到cookie中，这样就保证了Session的一致性，但是我们并不推荐这样去做，这样就会产生数据安全的隐患，因为将一些信息存储在cookie中，相当于就把这些信息暴露给了客户端，存在严重的安全隐患。

缺点

系统安全性存在问题
cookie对于数据类型及数据大小有所限制

二、Session复制

将服务器A的Session，复制到服务器B，同样将服务器B的Session也复制到服务器A，这样两台服务器的Session就一致了。像tomcat等web容器都支持Session复制的功能，在同一个局域网内，一台服务器的Session会广播给其他服务器。
在这里插入图片描述

缺点

同一个网段内服务器太多，每个服务器都会去复制session，会造成服务器内存浪费。

三、Session黏性

利用Nginx服务器的反向代理，将服务器A和服务器B进行代理，然后采用ip_hash的负载策略，将客户端和服务器进行绑定，也就是说客户端A第一次访问的是服务器B，那么第二次访问也必然是服务器B，这样就不存在Session不一致的问题了。

在这里插入图片描述
缺点

如果服务器A宕机了，那么客户端A和客户端B的Session就会出现丢失，并且客户端A、B的所有请求都会失败

四、session集中管理

这种方式就是将所有服务器的Session进行统一管理，可以使用redis等高性能服务器来集中管理Session，而且spring官方提供的spirng-session就是这样处理Session的一致性问题。这也是目前很多企业开发用到的比较多的一种分布式Session解决方案。

在这里插入图片描述

spring-session实战

Spring提供了处理分布式Session的解决方案——Spring Session。Spring Session提供了用于管理用户会话的API和实现。

Spring Session提供了对redis，mongodb，mysql等常用的存储库的支持，Spring Session提供与HttpSession的透明整合，这意味着开发人员可以使用Spring Session支持的实现切换HttpSession实现。

我在网上找了一个Spring Session 实现的流程图
在这里插入图片描述
Spring Session添加了一个SessionRepositoryFilter的过滤器，用来修改包装请求和响应，包装后的请求为SessionRepositoryRequestWrapper，调用getSession()方法的时候实际上就是调用Spring Session实现了的Session。

Spring Session使用非常简单，添加了相关依赖后，直接操作HttpSession就可以实现效果。

pom.xml

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.session</groupId>
            <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
        </dependency>

yml

spring:
  session:
  	# session 失效时间（分钟）
    timeout: 86400
    # session 使用redis存储  
    store-type: redis
    # redis 配置
  redis:
  	# redis 端口号
    port: 6379
    # redis 服务器地址
    host: localhost
    # redis库
    database: 0
    # redis 密码
    password: 123456

使用session

public String test( HttpServletRequest request){
    HttpSession session = request.getSession();
    session.setAttribute("key_big_handsome","value:it is me");
    return session.getAttribute("key_big_handsome").toString();
}

执行了这个方法，我们看redis
在这里插入图片描述

第一个用来表示Session在Redis中的过期，这个k-v不存储任何有用数据，只是表示Session过期而设置。这个key在Redis中的过期时间即为Session的过期时间间隔。
第二个存储这个Session的id，是一个Set类型的Redis数据结构。这个key中的最后的1681633260000值是一个时间戳，根据这个Session过期时刻滚动至下一分钟而计算得出。
第三个用来存储Session的详细信息，包括Session的过期时间间隔、最近的访问时间、attributes等等。

Spring Session中有个定时任务，每个整分钟都会查询相应的spring:session:expirations:整分钟的时间戳中的过期SessionId，然后再访问一次这个SessionId，即spring:session:sessions:expires:SessionId，以便能够让Redis及时的产生key过期事件——即Session过期事件。