【詳解】Tomcat是如何監控並刪除超時Session的？

貓毛·波拿巴發表於2019-04-14
TomcatSession

前言

偶然發現Tomcat會話時間的半小時，並不是說會話建立後，只有半小時的有效使用時間，而是說會話空閒半小時後，會被刪除。索性就翻了一下原始碼。做了一番整理。

注：空閒時間，指的是同一個會話兩次請求之間的間隔時間

Session相關類圖

  • HttpSession就是大家Servlet層可以直接使用的Session.
  • Session是Tomcat內部使用的介面，可以做一些內部呼叫
  • StandardSession是標準的HttpSession實現，同時它也實現了Session介面，用於Tomcat內部管理
  • StandardSessionFacade，類名已經指明它就是一個“門面類”，它內部會引用一個StandardSession的物件，但對外只提供HttpSession規定的方法。

Manager相關類圖

StandardManager與PersitentManager都是Manager的實現，但是它們在儲存Session物件的方式上有所不同。

StandarManager

1.Tomcat執行時，把Session儲存在記憶體中

2.Tomcat關閉時（注意是正常的關閉操作，而非突然崩潰），會把Session寫入到磁碟中，等到Tomcat重啟後再把Session載入進來

PersistentManager

1.總是把Session儲存在磁碟中。

Manager與Context的關係

在Tomcat中，一個Context就是部署到Tomcat中的一個應用（Webapp）。每一個Context都有一個單獨的Manager物件來管理這個應用的會話資訊。

Manager如何儲存Session

Manager物件會使用一個Map來儲存Session物件

  • Key  => SessionId
  • Value  => Session Object
    /**
     * The set of currently active Sessions for this Manager, keyed by
     * session identifier.
     */
    protected Map<String, Session> sessions = new ConcurrentHashMap<>();

當一個請求到達Context的時候，如果它帶有JSESSIONID的Cookie，Manager就能依此找到關聯的Session物件，放入到Request物件中。

Manager的定期檢查

Manager介面有一個backgroundProcess()方法，顧名思義就是後臺處理。

    /**
     * This method will be invoked by the context/container on a periodic
     * basis and allows the manager to implement
     * a method that executes periodic tasks, such as expiring sessions etc.
     */
    public void backgroundProcess();

注：Container介面也有這個方法，這個方法一般在容器啟動（start）的時候，開啟一個額外的執行緒來執行這個backgroundProcess方法。其中Context的這個方法啟動後，會執行Loader和Manager的backgroundProcess方法。

我們來看看這個方法都做了些什麼？

/**
 * {@inheritDoc}
 * <p>
 * Direct call to {@link #processExpires()}
 */
@Override
public void backgroundProcess() {
    count = (count + 1) % processExpiresFrequency;
    if (count == 0)  //如果達到檢查頻率則開始檢查
        processExpires();
}

/**
 * Invalidate all sessions that have expired.
 */
public void processExpires() {

    long timeNow = System.currentTimeMillis();
    Session sessions[] = findSessions(); //獲取所有session物件
    int expireHere = 0 ; //過期session的數量，不要被這個變數名騙了

    if(log.isDebugEnabled())
        log.debug("Start expire sessions " + getName() + " at " + timeNow + " sessioncount " + sessions.length);
    for (int i = 0; i < sessions.length; i++) {
        if (sessions[i]!=null && !sessions[i].isValid()) {
            expireHere++;
        }
    }
    long timeEnd = System.currentTimeMillis();
    if(log.isDebugEnabled()) //列印記錄
         log.debug("End expire sessions " + getName() + " processingTime " + (timeEnd - timeNow) + " expired sessions: " + expireHere);
    processingTime += ( timeEnd - timeNow );

}

很多人看到這裡，可能會有跟我一樣的疑惑，即這裡面根本就沒有使Session過期失效的操作，好像只做了狀態檢查。不過後來看到了Session的isValid方法的實現就都明白了。

/**
 * Return the <code>isValid</code> flag for this session.
 */
@Override
public boolean isValid() {

    if (!this.isValid) {
        return false;
    }

    if (this.expiring) {
        return true;
    }

    if (ACTIVITY_CHECK && accessCount.get() > 0) {
        return true;
    }

    //關鍵所在
    //如果有設定最大空閒時間
    //就獲取此Session的空閒時間進行判斷
    //如果已超時，則執行expire操作
    if (maxInactiveInterval > 0) { 
        int timeIdle = (int) (getIdleTimeInternal() / 1000L);
        if (timeIdle >= maxInactiveInterval) {
            expire(true);
        }
    }

    return this.isValid;
}

 

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