一文搞懂Session和Cookie的用法及區別

walkinger發表於2019-09-25
SessionCookie

1. Session、Cookie是什麼

1.1 概念理解

要了解session和cookie是什麼，先要了解以下幾個概念。

1.1.1 無狀態的HTTP協議

協議：是指計算機通訊網路中兩臺計算機之間進行通訊所必須共同遵守的規定或規則。

超文字傳輸協議(HTTP)：是一種通訊協議，它允許將超文字標記語言(HTML)文件從Web伺服器傳送到客戶端的瀏覽器。

HTTP協議是無狀態的協議。一旦資料交換完畢，客戶端與伺服器端的連線就會關閉，再次交換資料需要建立新的連線。這就意味著伺服器無法從連線上跟蹤會話。

1.1.2 會話（Session）跟蹤

會話：指使用者登入網站後的一系列動作，比如瀏覽商品新增到購物車併購買。會話（Session）跟蹤是Web程式中常用的技術，用來跟蹤使用者的整個會話。常用的會話跟蹤技術是Session與Cookie。Session通過在伺服器端記錄資訊確定使用者身份，Cookie通過在客戶端記錄資訊確定使用者身份。

1.2 Cookie

由於HTTP是一種無狀態的協議，伺服器單從網路連線上無從知道客戶身份。使用者A購買了一件商品放入購物車內，當再次購買商品時伺服器已經無法判斷該購買行為是屬於使用者A的會話還是使用者B的會話了。怎麼辦呢？就給客戶端們頒發一個通行證吧，每人一個，無論誰訪問都必須攜帶自己通行證。這樣伺服器就能從通行證上確認客戶身份了。這就是Cookie 的工作原理。

Cookie實際上是一小段的文字資訊。客戶端請求伺服器，如果伺服器需要記錄該使用者狀態，就使用response向客戶端瀏覽器頒發一個Cookie。客戶端會把Cookie儲存起來。

當瀏覽器再請求該網站時，瀏覽器把請求的網址連同該Cookie一同提交給伺服器。伺服器檢查該Cookie，以此來辨認使用者狀態。伺服器還可以根據需要修改Cookie的內容。

1.2.1 會話Cookie和持久Cookie 若不設定過期時間，則表示這個cookie的生命期為瀏覽器會話期間，關閉瀏覽器視窗，cookie就消失。這種生命期為瀏覽器會話期的cookie被稱為會話cookie。會話cookie一般不儲存在硬碟上而是儲存在記憶體裡，當然這種行為並不是規範規定的。

若設定了過期時間，瀏覽器就會把cookie儲存到硬碟上，關閉後再次開啟瀏覽器，這些cookie仍然有效直到超過設定的過期時間。儲存在硬碟上的cookie可以在瀏覽器的不同程式間共享。這種稱為持久Cookie。

1.2.2 Cookie具有不可跨域名性

就是說，瀏覽器訪問百度不會帶上谷歌的cookie

1.3 Session

Session是另一種記錄客戶狀態的機制，不同的是Cookie儲存在客戶端瀏覽器中，而Session儲存在伺服器上。客戶端瀏覽器訪問伺服器的時候，伺服器把客戶端資訊以某種形式記錄在伺服器上，這就是Session。客戶端瀏覽器再次訪問時只需要從該Session中查詢該客戶的狀態就可以了。每個使用者訪問伺服器都會建立一個session並自動分配一個SessionId，用於標識使用者的唯一身份。

1.3.1 兩個問題

1）如何在每次請求時都把SessionId自動帶到伺服器呢？

那就是cookie了，如果你想為使用者建立一次會話，可以在使用者授權成功時返回一個唯一的cookie。當一個使用者再次發起請求時，瀏覽器會將使用者的SessionId自動附加在HTTP頭資訊中（這是瀏覽器的自動功能，使用者不會察覺到，開發人員也不需操作），當伺服器處理完這個請求後，將結果返回給 SessionId 所對應的使用者。

2）儲存需要的資訊。

伺服器通過SessionId作為key，讀寫對應的value，這就達到了保持會話資訊的目的。

1.3.2 Session的建立

當程式需要為某個客戶端的請求建立一個session時，伺服器首先檢查這個客戶端的請求裡是否已包含了sessionId，如果已包含則說明以前已經為此客戶端建立過session，伺服器就按照sessionId把這個session檢索出來使用（檢索不到，會新建一個），如果客戶端請求不包含sessionId，則為此客戶端建立一個session並且生成一個與此session相關

聯的sessionId，sessionId的值是一個既不會重複，又不容易被找到規律以仿造的字串，這個sessionId將被在本次響應中返回給客戶端儲存。

1.3.3 禁用cookie

如果客戶端禁用了cookie，通常有兩種方法實現session而不依賴cookie。

1）URL重寫。就是把sessionId直接附加在URL路徑的後面。

2）表單隱藏域。伺服器會自動修改表單，新增一個隱藏欄位，以便在表單提交時能夠把sessionId傳回伺服器。

比如：

<form name="walking-form" action="/xxx/xxx"> 
    <input type="hidden" name="JSessionId" value="NaOw3vjFW75aKnsF2C2HmdnV9LZcEbzWoWiBdHnLerjQ99zmpQng!-142002807"> 
    <input type="text"> 
</form>
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4、Session共享 對於多網站(同一父域不同子域)單伺服器，我們需要解決的就是來自不同網站之間SessionId的共享。由於域名不同(aaa.walking.com 和 bbb.walking.com)，而SessionId又分別儲存在各自的cookie中，因此伺服器會認為對於兩個子站的訪問，是來自不同的會話。解決的方法是通過修改cookies的域名為父域名達到cookie共享的目的，從而實現SessionId的共享（非伺服器叢集session共享）。帶來的弊端就是，子站間的cookie資訊也同時被共享了。

1.4 應用場景

登入網站，今輸入使用者名稱密碼登入了，第二天再開啟很多情況下就直接開啟了。這個時候用到的一個機制就是cookie。 session一個場景是購物車，新增了商品之後客戶端處可以知道新增了哪些商品，而伺服器端如何判別呢，所以也需要儲存一些資訊就用到了session。

2. 怎麼操作Session

在Java Web開發中，Session為我們提供了很多方便，Session是由瀏覽器和伺服器之間維護的。在傳統的java web開發，我們通過實現 javax.servlet.Servlet 介面或繼承 javax.servlet.http.HttpServlet 來實現客戶端和服務端以Http協議互動。

2.1 操作Session的API

對Session的操作如下：

@Override
public void service(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) throws ServletException, IOException {
    HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) servletRequest;
    HttpSession session = request.getSession();
    
    session.setAttribute("userName","walking");//設定屬性
    session.setMaxInactiveInterval(30*60);//過期時間 單位秒
    session.getCreationTime();//獲取session的建立時間
    session.getLastAccessedTime();//獲取上次與伺服器互動時間
    String id = session.getId();//獲取sessionId
    int timeout = session.getMaxInactiveInterval();//獲取session過期時間
    session.invalidate();//銷燬session
}
複製程式碼

客戶端與服務端對使用者資訊的維持有一個時間限制，由於客戶端長時間（休眠時間）沒有與伺服器互動，該session被認為已過期，伺服器將此Session銷燬，客戶端再一次與伺服器互動時之前的Session就不存在了。這就是session的過期。

2.2 設定Session過期時間

2.2.1 傳統web專案中設定Session過期時間

1、在web.xml中設定session-config

如下：

<session-config>
      <session-timeout>2</session-timeout>
</session-config>
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即，客戶端連續兩次與伺服器互動間隔時間最長為2分鐘，2分鐘後session.getAttribute()獲取的值為空。原來的session已被銷燬，從新的session裡獲取之前設定的屬性值自然就為空了。

2、在Tomcat的/conf/web.xml中

session-config,預設值為：30分鐘

<session-config>
     <session-timeout>30</session-timeout>
</session-config>
複製程式碼

3、在Servlet中設定

HttpSession session = request.getSession();
session.setMaxInactiveInterval(60);//單位為秒
複製程式碼

2.2.2 SpringBoot專案中設定Session過期時間

2.3 說明

1.優先順序：Servlet中API設定 > 程式/web.xml設定 > Tomcat/conf/web.xml設定

2.若訪問伺服器session超時（本次訪問與上次訪問時間間隔大於session最大的不活動的間隔時間）了，即上次會話結束，但伺服器與客戶端會產生一個新的會話，之前的session裡的屬性值全部丟失，產生新的sesssionId

3.客戶端與伺服器一次有效會話（session沒有超時），每次訪問sessionId相同，若程式碼中設定了session.setMaxInactiveInterval()值，那麼這個session的最大不活動間隔時間將被修改，並被應用為新值。

4.Session的銷燬（代表會話週期的結束）：在某個請求週期內呼叫了Session.invalidate()方法，此請求週期結束後，session被銷燬；或者是session超時後自動銷燬；或者客戶端關掉瀏覽器

5.對於JSP，如果指定了<%@ page session="false"%>，則在JSP中無法直接訪問內建的session變數，同時也不會主動建立session，因為此時JSP未自動執行request.getSession()操作獲取session。

3. 操作Cookie

3.1 服務端操作Cookie

前面說過，客戶端每次請求伺服器會把cookie資訊放到header頭資訊中，我們可以通過 HttpServletRequest.getCookies()方法獲取所有cookie物件，通過 HttpServletResponse 物件的addCookie方法向客戶端返回cookie。

具體操作API如下：

Cookie[] cookies = request.getCookies();//request物件獲取所有cookie
for (Cookie cookie : cookies) {
    String name = cookie.getName();//cookie name
    String value = cookie.getValue();//cookie value
    String domain = cookie.getDomain();//域名
    int maxAge = cookie.getMaxAge();//過期時間
    boolean secure = cookie.getSecure();//瀏覽器通過安全協議傳送cookies 返回true
    String comment = cookie.getComment();//描述
    int version = cookie.getVersion();//版本
    //以上除name屬性都有對應set方法

    boolean httpOnly = cookie.isHttpOnly();//是否Httponly
    cookie.setHttpOnly(true);//設定Httponly值
}
//new cookie物件
Cookie cookie = new Cookie("userName","walking");
cookie.setPath("/");
cookie.setMaxAge(60*30);//30分鐘
response.addCookie(cookie);//回寫給客戶端瀏覽器
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3.2 前端操作cookie

前端建立設定cookie

/**
 * 建立並設定cookie
 * @param name cookie名稱
 * @param value cookie值
 * @param expires 過期時間 毫秒 不填則預設30分
 */
function Setcookie(name, value, expires) {
    //設定名稱為name,值為value的Cookie
    expires = expires || 30* 60 * 1000;
    var expdate = new Date();   //初始化時間
    expdate.setTime(expdate.getTime() + expires);   //時間
    //即document.cookie= name+"="+value+";path=/";   時間可以不要，但路徑(path)必須要填寫，
    // 因為JS的預設路徑是當前頁，如果不填，此cookie只在當前頁面生效！~
    document.cookie = name + "=" + value + ";expires=" + expdate.toGMTString() + ";path=/";
}
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前端獲取cookie屬性值

/**
 * 獲取對應cookie屬性的value
 * @param c_name cookie屬性name
 * @returns {string} cookie value
 */
function getCookie(c_name) {
    if (document.cookie.length > 0) {
        c_start = document.cookie.indexOf(c_name + "=");
        if (c_start != -1) {
            c_start = c_start + c_name.length + 1;
            c_end = document.cookie.indexOf(";", c_start);
            if (c_end == -1) c_end = document.cookie.length;
            return unescape(document.cookie.substring(c_start, c_end));
        }
    }
    return "";
}
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4. 總結

1、cookie資料存放在客戶的瀏覽器上，session資料放在伺服器上。

2、cookie不是很安全，別人可以分析存放在本地的cookie並進行cookie欺騙，考慮到安全應當使用session。

3、session會在一定時間內儲存在伺服器上。當訪問增多，會比較佔用你伺服器的效能，考慮到減輕伺服器效能方面，應當使用cookie。

4、單個cookie儲存的資料不能超過4K，很多瀏覽器都限制一個站點最多儲存20個cookie。

5、可以考慮將登入資訊等重要資訊存放為session，其他資訊如果需要保留，可以放在cookie中。

6、在程式開發過程中，我們可以在客戶端每次與伺服器互動時檢查SessionID（Session中屬性值，非HttpServlet環境開發中也可以用其它的Key值代替），用於會話管理。

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