單點登入與許可權管理本質：session和cookie介紹

情情說發表於2018-02-27
SessionCookie

本篇開始寫「單點登入與許可權管理」系列的第一部分：單點登入與許可權管理本質，這部分主要介紹相關的知識概念、抽象的處理過程、常見的實現框架。通過這部分的介紹，能夠對單點登入與許可權管理有整體上的瞭解，對其相關概念、處理流程、常見實現有個基本的認識。

本篇文章介紹下session和cookie，它是登入實現的基礎，主要從下面幾個方面介紹：

  • session和cookie基本概念
  • session的生命週期
  • cookie的作用域

cookie的跨域問題會在後續文章單獨介紹。

基本概念

大部分系統都需要識別使用者的身份，有些功能只有特定的使用者能使用，有些功能需要根據使用者身份顯示不同的內容，一般使用唯一編號標識使用者的身份。

就像我們的身份證，身份證號是每個人唯一的，根據所在的省市區、出生年月、性別等規則生成，我們去政府機構辦事時，都需要帶著身份證，他們通過身份證驗證我們的身份。

session和cookie主要用來識別登入者身份的，預設通過JSESSIONID唯一編號進行驗證。session是在服務端儲存的一個資料結構，用來跟蹤使用者的狀態，也可以儲存使用者相關的一些資料，可以儲存在記憶體、快取、資料庫等儲存結構中。cookie是客戶端儲存使用者資訊的一種機制。

servlet session

javax.servlet.http包中是session的主要API介面，主要有以下幾種介面：

  • HttpSession：實際的session介面定義；
  • Listener：session發生一些動作，如建立，設定屬性，失效等，會觸發一些事件，進行相應的處理；
  • Event：當動作觸發之後，封裝為對應的事件；

Session相關介面

session相關的介面，一般由應用伺服器來實現，比如Tomcat、Resin、Jetty。Session的主要特徵：

  • 可以設定和獲取一些屬性；
  • 每個session對應一個編號sessionId，是一次會話的唯一表示；
  • session有超時時間，使用者長時間無操作，維護的定時器會清除session，保證資源及時釋放；
  • 可以通過呼叫invalidate方法主動清除session；

在tomcat中，HttpSession的實現是StandardSession，同時StandardSession會實現自定義的Session介面，它是對HttpSesion一個包裝。

Tomcat Sesion介面

另外，tomcat會實現session的管理和持久化，可隨時獲取到對應的session，具體實現不在本篇分析，網上有很多文章介紹。

cookie

cookie是客戶端的解決方案，是伺服器發給客戶端的特殊資訊，這些資訊以文字檔案的方式存放在客戶端，後續請求，客戶端都會帶上這些特殊的資訊。

服務端通過HTTPResponse設定cookie到響應頭，傳送到客戶端，後續客戶端自動將cookie資訊設定到請求頭。下面是我登入百度後的cookie資訊：

百度cookie資訊

cookie也有失效時間，可在服務端通過cookie.setMaxAge(expiry)進行設定，expiry=-1：代表瀏覽器關閉後，cookie就失效了；expiry>0：代表會將cookie儲存到硬碟中，直到設定時間過期才會被瀏覽器自動刪除；expiry=0：刪除cookie，cookie都會被瀏覽器給刪除。

另外還有其他幾個特性：

  • setDomain：設定cookie範圍，後面會詳細介紹；
  • isHttpOnly：是否只是http協議使用。只能在後端通過getCookies()獲取，js不能獲取；
  • 每一個cookie檔案大小：4kb ， 如果超過4kb瀏覽器不識別；
  • cookie不安全，可能洩露使用者資訊，瀏覽器支援禁用cookie操作；
  • 臨時session：預設生命週期，當瀏覽器關閉時cookie銷燬的；
互動過程

互動過程圖

  1. 使用瀏覽器訪問服務端頁面；
  2. 服務端收到該客戶端第一次請求後，會建立一個session，生產一個唯一sessionId；
  3. 同時在響應請求中設定cookie，屬性名為jessionid；
  4. 客戶端收到後會儲存jessionid，再次請求時，會在header中設定，服務端可從請求頭中獲取；
  5. 服務端驗證獲取的sessionId是否存在，即可驗證是否是同一使用者；

當瀏覽器禁用cookie後，基於cookie的session將不能正常工作，每次都將建立一個新的session，可通過url重寫傳遞jsessionid。

session的生命週期

session儲存在伺服器端，session在使用者第一次訪問時建立，訪問jsp、servlet等程式時才會建立Session，只訪問html、image等靜態資源並不會建立，可呼叫request.getSession(true)強制生成Session。

伺服器會把長時間沒有活動的Session從記憶體中清除，tomcat中session的預設失效時間為30分鐘，可呼叫呼叫session的invalidate方法強制清楚。

另外，我們可以自己實現session生命週期的管理，以滿足特定的業務需求，比如後續要講的單點登入、分散式session等，tomcat可提供了相應擴充套件，後續文章會介紹。

cookie的作用域

建立cookie時，需要設定domain，有多級域名時，可以控制cookie的作用域。如果網站請求量很大，設定的cookie作用域不當，會浪費很多流量。

下面舉例說明，比如有三級域名support.kefu.mi.com，其中，mi.com是一級域名，kefu.mi.com是二級域名。

在3類域名下進行cookie設定，分別設定不同的domain，看看訪問各級域名時cookie的有效性。當domain設定為空時，domain預設為當前域名。

在一級域名mi.com下設定cookie
domain引數 訪問一級 訪問二級 訪問三級
空 √ √ √
mi.com √ √ √
kefu.mi.com × × ×
mcc.kefu.mi.com × × ×

當domain為一級域名時，一級域名、包括其下的子域名都可以接收到cookie。但是domain引數設定其子域名時，所有域名就接收不到了，包括那個子域名。

在二級域名kefu.mi.com下設定cookie
domain引數 訪問一級 訪問二級 訪問三級
空 × √ √
mi.com √ √ √
kefu.mi.com × √ √
mcc.kefu.mi.com × × ×

當domain為自身域名時，其父域名無法接收到cookie，其本身與其子域名可以接收到cookie。而設定其子域名或其他域名時，所有域名都接收不到cookie。

在三級域名mcc.kefu.mi.com下設定cookie
domain引數 訪問一級 訪問二級 訪問三級
空 × × √
mi.com √ √ √
kefu.mi.com × √ √
mcc.kefu.mi.com × × √

可以得出結論：domain引數可以設定父域名以及自身，但不能設定其它域名，包括子域名，否則cookie不起作用。

系列索引：

  1. session和cookie介紹
  2. HTTP重定向
  3. 單點登入介紹
  4. cookie安全問題
  5. 許可權管理介紹

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