COOKIES与SESSION
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会话(Session)跟踪是Web程序中常用的技术,用来跟踪用户的整个会话。常用的会话跟踪技术是Cookie与Session。Cookie通过在客户端记录信息确定用户身份,Session通过在服务器端记录信息确定用户身份。
本章将系统地讲述Cookie与Session机制,并比较说明什么时候不能用Cookie,什么时候不能用Session。
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)。
1.1 Cookie机制
在程序中,会话跟踪是很重要的事情。理论上,一个用户的所有请求操作都应该属于同一个会话,而另一个用户的所有请求操作则应该属于另一个会话,二者不能混淆。例如,用户A在超市购买的任何商品都应该放在A的购物车内,不论是用户A什么时间购买的,这都是属于同一个会话的,不能放入用户B或用户C的购物车内,这不属于同一个会话。
而Web应用程序是使用HTTP协议传输数据的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完毕,客户端与服务器端的连接就会关闭,再次交换数据需要建立新的连接。这就意味着服务器无法从连接上跟踪会话。即用户A购买了一件商品放入购物车内,当再次购买商品时服务器已经无法判断该购买行为是属于用户A的会话还是用户B的会话了。要跟踪该会话,必须引入一种机制。
Cookie就是这样的一种机制。它可以弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前,基本上所有的网站都采用Cookie来跟踪会话。
1.1.1 什么是Cookie
Cookie意为“甜饼”,是由W3C组织提出,最早由Netscape社区发展的一种机制。目前Cookie已经成为标准,所有的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持Cookie。
由于HTTP是一种无状态的协议,服务器单从网络连接上无从知道客户身份。怎么办呢?就给客户端们颁发一个通行证吧,每人一个,无论谁访问都必须携带自己通行证。这样服务器就能从通行证上确认客户身份了。这就是Cookie的工作原理。
Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器,如果服务器需要记录该用户状态,就使用response向客 户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时,浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务 器。服务器检查该Cookie,以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。
查看某个网站颁发的Cookie很简单。在浏览器地址栏输入javascript:alert (document. cookie)就可以了(需要有网才能查看)。JavaScript脚本会弹出一个对话框显示本网站颁发的所有Cookie的内容,如图1.1所示。
图1.1 Baidu网站颁发的Cookie
图1.1中弹出的对话框中显示的为Baidu网站的Cookie。其中第一行BAIDUID记录的就是笔者的身份helloweenvsfei,只是Baidu使用特殊的方法将Cookie信息加密了。
注意:Cookie功能需要浏览器的支持。
如果浏览器不支持Cookie(如大部分手机中的浏览器)或者把Cookie禁用了,Cookie功能就会失效。
不同的浏览器采用不同的方式保存Cookie。
IE浏览器会在“C:\Documents and Settings\你的用户名\Cookies”文件夹下以文本文件形式保存,一个文本文件保存一个Cookie。
1.1.2 记录用户访问次数
Java中把Cookie封装成了javax.servlet.http.Cookie类。每个Cookie都是该Cookie类的对象。服务器通过操作Cookie类对象对客户端Cookie进行操作。通过request.getCookie()获取客户端提交的所有Cookie(以Cookie[]数组形式返回),通过response.addCookie(Cookiecookie)向客户端设置Cookie。
Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态,一个Cookie对象保存一个属性对,一个request或者response同时使用多个Cookie。因为Cookie类位于包javax.servlet.http.*下面,所以JSP中不需要import该类。
1.1.3 Cookie的不可跨域名性
很多网站都会使用Cookie。例如,Google会向客户端颁发Cookie,Baidu也会向客户端颁发Cookie。那浏览器访问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢?或者Google能不能修改Baidu颁发的Cookie呢?
答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。根据Cookie规范,浏览器访问Google只会携带Google的Cookie,而不会携带Baidu的Cookie。Google也只能操作Google的Cookie,而不能操作Baidu的Cookie。
Cookie在客户端是由浏览器来管理的。浏览器能够保证Google只会操作Google的Cookie而不会操作 Baidu的Cookie,从而保证用户的隐私安全。浏览器判断一个网站是否能操作另一个网站Cookie的依据是域名。Google与Baidu的域名 不一样,因此Google不能操作Baidu的Cookie。
需要注意的是,虽然网站images.google.com与网站www.google.com同属于Google,但是域名不一样,二者同样不能互相操作彼此的Cookie。
注意:用户登录网站www.google.com之后会发现访问images.google.com时登录信息仍然有效,而普通的Cookie是做不到的。这是因为Google做了特殊处理。本章后面也会对Cookie做类似的处理。
1.1.7 Cookie的有效期
Cookie的maxAge决定着Cookie的有效期,单位为秒(Second)。Cookie中通过getMaxAge()方法与setMaxAge(int maxAge)方法来读写maxAge属性。
如果maxAge属性为正数,则表示该Cookie会在maxAge秒之后自动失效。浏览器会将maxAge为正数的 Cookie持久化,即写到对应的Cookie文件中。无论客户关闭了浏览器还是电脑,只要还在maxAge秒之前,登录网站时该Cookie仍然有效。 下面代码中的Cookie信息将永远有效。
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置生命周期为MAX_VALUE
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
如果maxAge为负数,则表示该Cookie仅在本浏览器窗口以及本窗口打开的子窗口内有效,关闭窗口后该 Cookie即失效。maxAge为负数的Cookie,为临时性Cookie,不会被持久化,不会被写到Cookie文件中。Cookie信息保存在浏 览器内存中,因此关闭浏览器该Cookie就消失了。Cookie默认的maxAge值为–1。
如果maxAge为0,则表示删除该Cookie。Cookie机制没有提供删除Cookie的方法,因此通过设置该Cookie即时失效实现删除Cookie的效果。失效的Cookie会被浏览器从Cookie文件或者内存中删除,
例如:
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(0); // 设置生命周期为0,不能为负数
response.addCookie(cookie); // 必须执行这一句
response对象提供的Cookie操作方法只有一个添加操作add(Cookie cookie)。
要想修改Cookie只能使用一个同名的Cookie来覆盖原来的Cookie,达到修改的目的。删除时只需要把maxAge修改为0即可。
注意:从客户端读取Cookie时,包括maxAge在内的其他属性都是不可读的,也不会被提交。浏览器提交Cookie时只会提交name与value属性。maxAge属性只被浏览器用来判断Cookie是否过期。
1.1.11 Cookie的安全属性
HTTP协议不仅是无状态的,而且是不安全的。使用HTTP协议的数据不经过任何加密就直接在网络上传播,有被截获的可 能。使用HTTP协议传输很机密的内容是一种隐患。如果不希望Cookie在HTTP等非安全协议中传输,可以设置Cookie的secure属性为 true。浏览器只会在HTTPS和SSL等安全协议中传输此类Cookie。下面的代码设置secure属性为true:
Cookie cookie = new Cookie("time", "20080808"); // 新建Cookie
cookie.setSecure(true); // 设置安全属性
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
提示:secure属性并不能对Cookie内容加密,因而不能保证绝对的安全性。如果需要高安全性,需要在程序中对Cookie内容加密、解密,以防泄密。
1.2 Session机制
除了使用Cookie,Web应用程序中还经常使用Session来记录客户端状态。Session是服务器端使用的一种记录客户端状态的机制,使用上比Cookie简单一些,相应的也增加了服务器的存储压力。
1.2.1 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。
1.2.2 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。
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。
1.2.3 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。
1.2.4 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。
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