摘要：雖然session機(jī)制在web應(yīng)用程序中被采用已經(jīng)很長時間了，但是仍然有很多人不清楚session機(jī)制的本質(zhì)，以至不能正確的應(yīng)用這一技術(shù)。本文將詳細(xì)討論session的工作機(jī)制并且對在Java web application中應(yīng)用session機(jī)制時常見的問題作出解答。

目錄：
一、術(shù)語session
二、HTTP協(xié)議與狀態(tài)保持
三、理解cookie機(jī)制
四、理解session機(jī)制
五、理解javax.servlet.http.HttpSession
六、HttpSession常見問題
七、跨應(yīng)用程序的session共享
八、總結(jié)

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session，中文經(jīng)常翻譯為會話，其本來的含義是指有始有終的一系列動作/消息，比如打電話時從拿起電話撥號到掛斷電話這中間的一系列過程可以稱之為一個session。有時候我們可以看到這樣的話“在一個瀏覽器會話期間，...”，這里的會話一詞用的就是其本義，是指從一個瀏覽器窗口打開到關(guān)閉這個期間 。最混亂的是“用戶（客戶端）在一次會話期間”這樣一句話，它可能指用戶的一系列動作（一般情況下是同某個具體目的相關(guān)的一系列動作，比如從登錄到選購商品到結(jié)賬登出這樣一個網(wǎng)上購物的過程，有時候也被稱為一個transaction），然而有時候也可能僅僅是指一次連接，也有可能是指含義，其中的差別只能靠上下文來推斷。

然而當(dāng)session一詞與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相關(guān)聯(lián)時，它又往往隱含了“面向連接”和/或“保持狀態(tài)”這樣兩個含義，“面向連接”指的是在通信雙方在通信之前要先建立一個通信的渠道，比如打電話，直到對方接了電話通信才能開始，與此相對的是寫信，在你把信發(fā)出去的時候你并不能確認(rèn)對方的地址是否正確，通信渠道不一定能建立，但對發(fā)信人來說，通信已經(jīng)開始了。“保持狀態(tài)”則是指通信的一方能夠把一系列的消息關(guān)聯(lián)起來，使得消息之間可以互相依賴，比如一個服務(wù)員能夠認(rèn)出再次光臨的老顧客并且記得上次這個顧客還欠店里一塊錢。這一類的例子有“一個TCPsession”或者“一個POP3session”。

而到了web服務(wù)器蓬勃發(fā)展的時代，session在web開發(fā)語境下的語義又有了新的擴(kuò)展，它的含義是指一類用來在客戶端與服務(wù)器之間保持狀態(tài)的解決方案④。有時候session也用來指這種解決方案的存儲結(jié)構(gòu)，如“把xxx保存在session里”。由于各種用于web開發(fā)的語言在一定程度上都提供了對這種解決方案的支持，所以在某種特定語言的語境下，session也被用來指代該語言的解決方案，比如經(jīng)常把Java里提供的javax.servlet.http.HttpSession簡稱為session。

鑒于這種混亂已不可改變，本文中session一詞的運(yùn)用也會根據(jù)上下文有不同的含義，請大家注意分辨。
在本文中，使用中文“瀏覽器會話期間”來表達(dá)含義，使用“session機(jī)制”來表達(dá)含義，使用“session”表達(dá)含義，使用具體的“HttpSession”來表達(dá)含義

二、HTTP協(xié)議與狀態(tài)保持 cookie機(jī)制的基本原理就如上面的例子一樣簡單，但是還有幾個問題需要解決：“會員卡”如何分發(fā)；“會員卡”的內(nèi)容；以及客戶如何使用“會員卡”。

正統(tǒng)的cookie分發(fā)是通過擴(kuò)展HTTP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的，服務(wù)器通過在HTTP的響應(yīng)頭中加上一行特殊的指示以提示瀏覽器按照指示生成相應(yīng)的cookie。然而純粹的客戶端腳本如JavaScript或者VBScript也可以生成cookie。

而cookie的使用是由瀏覽器按照一定的原則在后臺自動發(fā)送給服務(wù)器的。瀏覽器檢查所有存儲的cookie，如果某個cookie所聲明的作用范圍大于等于將要請求的資源所在的位置，則把該cookie附在請求資源的HTTP請求頭上發(fā)送給服務(wù)器。意思是麥當(dāng)勞的會員卡只能在麥當(dāng)勞的店里出示，如果某家分店還發(fā)行了自己的會員卡，那么進(jìn)這家店的時候除了要出示麥當(dāng)勞的會員卡，還要出示這家店的會員卡。

cookie的內(nèi)容主要包括：名字，值，過期時間，路徑和域。其中域可以指定某一個域比如.google.com，相當(dāng)于總店招牌，比如寶潔公司，也可以指定一個域下的具體某臺機(jī)器比如www.google.com或者froogle.google.com，可以用飄柔來做比。路徑就是跟在域名后面的URL路徑，比如/或者/foo等等，可以用某飄柔專柜做比。
路徑與域合在一起就構(gòu)成了cookie的作用范圍。
如果不設(shè)置過期時間，則表示這個cookie的生命期為瀏覽器會話期間，只要關(guān)閉瀏覽器窗口，cookie就消失了。這種生命期為瀏覽器會話期的cookie被稱為會話cookie。會話cookie一般不存儲在硬盤上而是保存在內(nèi)存里，當(dāng)然這種行為并不是規(guī)范規(guī)定的。如果設(shè)置了過期時間，瀏覽器就會把cookie保存到硬盤上，關(guān)閉后再次打開瀏覽器，這些cookie仍然有效直到超過設(shè)定的過期時間。

存儲在硬盤上的cookie可以在不同的瀏覽器進(jìn)程間共享，比如兩個IE窗口。而對于保存在內(nèi)存里的cookie，不同的瀏覽器有不同的處理方式。對于IE，在一個打開的窗口上按Ctrl-N（或者從文件菜單）打開的窗口可以與原窗口共享，而使用其他方式新開的IE進(jìn)程則不能共享已經(jīng)打開的窗口的內(nèi)存cookie；對于MozillaFirefox0.8，所有的進(jìn)程和標(biāo)簽頁都可以共享同樣的cookie。一般來說是用javascript的window.open打開的窗口會與原窗口共享內(nèi)存cookie。瀏覽器對于會話cookie的這種只認(rèn)cookie不認(rèn)人的處理方式經(jīng)常給采用session機(jī)制的web應(yīng)用程序開發(fā)者造成很大的困擾。

四、理解session機(jī)制 session機(jī)制是一種服務(wù)器端的機(jī)制，服務(wù)器使用一種類似于散列表的結(jié)構(gòu)（也可能就是使用散列表）來保存信息。
當(dāng)程序需要為某個客戶端的請求創(chuàng)建一個session的時候，服務(wù)器首先檢查這個客戶端的請求里是否已包含了一個session標(biāo)識-稱為sessionid，如果已包含一個sessionid則說明以前已經(jīng)為此客戶端創(chuàng)建過session，服務(wù)器就按照sessionid把這個session檢索出來使用（如果檢索不到，可能會新建一個），如果客戶端請求不包含sessionid，則為此客戶端創(chuàng)建一個session并且生成一個與此session相關(guān)聯(lián)的sessionid，sessionid的值應(yīng)該是一個既不會重復(fù)，又不容易被找到規(guī)律以仿造的字符串，這個sessionid將被在本次響應(yīng)中返回給客戶端保存。

保 存這個sessionid的方式可以采用cookie，這樣在交互過程中瀏覽器可以自動的按照規(guī)則把這個標(biāo)識發(fā)揮給服務(wù)器。一般這個cookie的名字都是類似于SEEESIONID，而。比如weblogic對于web應(yīng)用程序生成的cookie，JSESSIONID=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764，它的名字就是JSESSIONID。

由于cookie可以被人為的禁止，必須有其他機(jī)制以便在cookie被禁止時仍然能夠把sessionid傳遞回服務(wù)器。經(jīng)常被使用的一種技術(shù)叫做URL重寫，就是把sessionid直接附加在URL路徑的后面，附加方式也有兩種，一種是作為URL路徑的附加信息，表現(xiàn)形式為http://...../xxx;jsessionid=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
另一種是作為查詢字符串附加在URL后面，表現(xiàn)形式為http://...../xxx?jsessionid=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764
這兩種方式對于用戶來說是沒有區(qū)別的，只是服務(wù)器在解析的時候處理的方式不同，采用第一種方式也有利于把sessionid的信息和正常程序參數(shù)區(qū)分開來。
為了在整個交互過程中始終保持狀態(tài)，就必須在每個客戶端可能請求的路徑后面都包含這個sessionid。

另一種技術(shù)叫做表單隱藏字段。就是服務(wù)器會自動修改表單，添加一個隱藏字段，以便在表單提交時能夠把sessionid傳遞回服務(wù)器。比如下面的表單



在被傳遞給客戶端之前將被改寫成




這種技術(shù)現(xiàn)在已較少應(yīng)用，筆者接觸過的很古老的iPlanet6(SunONE應(yīng)用服務(wù)器的前身)就使用了這種技術(shù)。
實(shí)際上這種技術(shù)可以簡單的用對action應(yīng)用URL重寫來代替。

在談?wù)搒ession機(jī)制的時候，常常聽到這樣一種誤解“只要關(guān)閉瀏覽器，session就消失了”。其實(shí)可以想象一下會員卡的例子，除非顧客主動對店家提出銷卡，否則店家絕對不會輕易刪除顧客的資料。對session來說也是一樣的，除非程序通知服務(wù)器刪除一個session，否則服務(wù)器會一直保留，程序一般都是在用戶做logoff的時候發(fā)個指令去刪除session。然而瀏覽器從來不會主動在關(guān)閉之前通知服務(wù)器它將要關(guān)閉，因此服務(wù)器根本不會有機(jī)會知道瀏覽器已經(jīng)關(guān)閉，之所以會有這種錯覺，是大部分session機(jī)制都使用會話cookie來保存sessionid，而關(guān)閉瀏覽器后這個sessionid就消失了，再次連接服務(wù)器時也就無法找到原來的session。如果服務(wù)器設(shè)置的cookie被保存到硬盤上，或者使用某種手段改寫瀏覽器發(fā)出的HTTP請求頭，把原來的sessionid發(fā)送給服務(wù)器，則再次打開瀏覽器仍然能夠找到原來的session。

恰恰是由于關(guān)閉瀏覽器不會導(dǎo)致session被刪除，迫使服務(wù)器為seesion設(shè)置了一個失效時間，當(dāng)距離客戶端上一次使用session的時間超過這個失效時間時，服務(wù)器就可以認(rèn)為客戶端已經(jīng)停止了活動，才會把session刪除以節(jié)省存儲空間。

五、理解javax.servlet.http.HttpSession HttpSession是Java平臺對session機(jī)制的實(shí)現(xiàn)規(guī)范，因?yàn)樗鼉H僅是個接口，具體到每個web應(yīng)用服務(wù)器的提供商，除了對規(guī)范支持之外，仍然會有一些規(guī)范里沒有規(guī)定的細(xì)微差異。這里我們以BEA的WeblogicServer8.1作為例子來演示。

首先，WeblogicServer提供了一系列的參數(shù)來控制它的HttpSession的實(shí)現(xiàn)，包括使用cookie的開關(guān)選項(xiàng)，使用URL重寫的開關(guān)選項(xiàng)，session持久化的設(shè)置，session失效時間的設(shè)置，以及針對cookie的各種設(shè)置，比如設(shè)置cookie的名字、路徑、域，cookie的生存時間等。

一般情況下，session都是存儲在內(nèi)存里，當(dāng)服務(wù)器進(jìn)程被停止或者重啟的時候，內(nèi)存里的session也會被清空，如果設(shè)置了session的持久化特性，服務(wù)器就會把session保存到硬盤上，當(dāng)服務(wù)器進(jìn)程重新啟動或這些信息將能夠被再次使用，WeblogicServer支持的持久性方式包括文件、數(shù)據(jù)庫、客戶端cookie保存和復(fù)制。

復(fù)制嚴(yán)格說來不算持久化保存，因?yàn)閟ession實(shí)際上還是保存在內(nèi)存里，不過同樣的信息被復(fù)制到各個cluster內(nèi)的服務(wù)器進(jìn)程中，這樣即使某個服務(wù)器進(jìn)程停止工作也仍然可以從其他進(jìn)程中取得session。

cookie生存時間的設(shè)置則會影響瀏覽器生成的cookie是否是一個會話cookie。默認(rèn)是使用會話cookie。有興趣的可以用它來試驗(yàn)我們在第四節(jié)里提到的那個誤解。

cookie的路徑對于web應(yīng)用程序來說是一個非常重要的選項(xiàng)，WeblogicServer對這個選項(xiàng)的默認(rèn)處理方式使得它與其他服務(wù)器有明顯的區(qū)別。后面我們會專題討論。

六、HttpSession常見問題
1、session在何時被創(chuàng)建
一個常見的誤解是以為session在有客戶端訪問時就被創(chuàng)建，然而事實(shí)是直到某server端程序調(diào)用HttpServletRequest.getSession(true)這樣的語句時才被創(chuàng)建，注意如果JSP沒有顯示的使用<%@pagesession="false"%>關(guān)閉session，則JSP文件在編譯成Servlet時將會自動加上這樣一條語句HttpSessionsession=HttpServletRequest.getSession(true);這也是JSP中隱含的session對象的來歷。

由于session會消耗內(nèi)存資源，因此，如果不打算使用session，應(yīng)該在所有的JSP中關(guān)閉它。

2、session何時被刪除
綜合前面的討論，session在下列情況下被刪除a.程序調(diào)用HttpSession.invalidate();或b.距離上一次收到客戶端發(fā)送的sessionid時間間隔超過了session的超時設(shè)置;或c.服務(wù)器進(jìn)程被停止（非持久session）

3、如何做到在瀏覽器關(guān)閉時刪除session
嚴(yán)格的講，做不到這一點(diǎn)?？梢宰鲆稽c(diǎn)努力的辦法是在所有的客戶端頁面里使用javascript代碼window.oncolose來監(jiān)視瀏覽器的關(guān)閉動作，然后向服務(wù)器發(fā)送一個請求來刪除session。但是對于瀏覽器崩潰或者強(qiáng)行殺死進(jìn)程這些非常規(guī)手段仍然無能為力。

4、有個HttpSessionListener是怎么回事
你可以創(chuàng)建這樣的listener去監(jiān)控session的創(chuàng)建和銷毀事件，使得在發(fā)生這樣的事件時你可以做一些相應(yīng)的工作。注意是session的創(chuàng)建和銷毀動作觸發(fā)listener，而不是相反。類似的與HttpSession有關(guān)的listener還有HttpSessionBindingListener，HttpSessionActivationListener和HttpSessionAttributeListener。

5、存放在session中的對象必須是可序列化的嗎
不是必需的。要求對象可序列化只是為了session能夠在集群中被復(fù)制或者能夠持久保存或者在必要時server能夠暫時把session交換出內(nèi)存。在WeblogicServer的session中放置一個不可序列化的對象在控制臺上會收到一個警告。我所用過的某個iPlanet版本如果session中有不可序列化的對象，在session銷毀時會有一個Exception，很奇怪。

6、如何才能正確的應(yīng)付客戶端禁止cookie的可能性
對所有的URL使用URL重寫，包括超鏈接，form的action，和重定向的URL，具體做法參見

7、開兩個瀏覽器窗口訪問應(yīng)用程序會使用同一個session還是不同的session
參見第三小節(jié)對cookie的討論，對session來說是只認(rèn)id不認(rèn)人，因此不同的瀏覽器，不同的窗口打開方式以及不同的cookie存儲方式都會對這個問題的答案有影響。

8、如何防止用戶打開兩個瀏覽器窗口操作導(dǎo)致的session混亂
這個問題與防止表單多次提交是類似的，可以通過設(shè)置客戶端的令牌來解決。就是在服務(wù)器每次生成一個不同的id返回給客戶端，同時保存在session里，客戶端提交表單時必須把這個id也返回服務(wù)器，程序首先比較返回的id與保存在session里的值是否一致，如果不一致則說明本次操作已經(jīng)被提交過了。可以參看《J2EE核心模式》關(guān)于表示層模式的部分。需要注意的是對于使用javascriptwindow.open打開的窗口，一般不設(shè)置這個id，或者使用單獨(dú)的id，以防主窗口無法操作，建議不要再window.open打開的窗口里做修改操作，這樣就可以不用設(shè)置。

9、為什么在WeblogicServer中改變session的值后要重新調(diào)用一次session.setValue
做這個動作主要是為了在集群環(huán)境中提示W(wǎng)eblogicServersession中的值發(fā)生了改變，需要向其他服務(wù)器進(jìn)程復(fù)制新的session值。

10、為什么session不見了
排除session正常失效的因素之外，服務(wù)器本身的可能性應(yīng)該是微乎其微的，雖然筆者在iPlanet6SP1加若干補(bǔ)丁的Solaris版本上倒也遇到過；瀏覽器插件的可能性次之，筆者也遇到過3721插件造成的問題；理論上防火墻或者代理服務(wù)器在cookie處理上也有可能會出現(xiàn)問題。
出現(xiàn)這一問題的大部分原因都是程序的錯誤，最常見的就是在一個應(yīng)用程序中去訪問另外一個應(yīng)用程序。我們在下一節(jié)討論這個問題。

七、跨應(yīng)用程序的session共享
常常有這樣的情況，一個大項(xiàng)目被分割成若干小項(xiàng)目開發(fā)，為了能夠互不干擾，要求每個小項(xiàng)目作為一個單獨(dú)的web應(yīng)用程序開發(fā)，可是到了最后突然發(fā)現(xiàn)某幾個小項(xiàng)目之間需要共享一些信息，或者想使用session來實(shí)現(xiàn)SSO(singlesignon)，在session中保存login的用戶信息，最自然的要求是應(yīng)用程序間能夠訪問彼此的session。

然而按照Servlet規(guī)范，session的作用范圍應(yīng)該僅僅限于當(dāng)前應(yīng)用程序下，不同的應(yīng)用程序之間是不能夠互相訪問對方的session的。各個應(yīng)用服務(wù)器從實(shí)際效果上都遵守了這一規(guī)范，但是實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)卻可能各有不同，因此解決跨應(yīng)用程序session共享的方法也各不相同。

首先來看一下Tomcat是如何實(shí)現(xiàn)web應(yīng)用程序之間session的隔離的，從Tomcat設(shè)置的cookie路徑來看，它對不同的應(yīng)用程序設(shè)置的cookie路徑是不同的，這樣不同的應(yīng)用程序所用的sessionid是不同的，因此即使在同一個瀏覽器窗口里訪問不同的應(yīng)用程序，發(fā)送給服務(wù)器的sessionid也可以是不同的。

八、總結(jié) session機(jī)制本身并不復(fù)雜，然而其實(shí)現(xiàn)和配置上的靈活性卻使得具體情況復(fù)雜多變。這也要求我們不能把僅僅某一次的經(jīng)驗(yàn)或者某一個瀏覽器，服務(wù)器的經(jīng)驗(yàn)當(dāng)作普遍適用的經(jīng)驗(yàn)，而是始終需要具體情況具體分析。
摘要：雖然session機(jī)制在web應(yīng)用程序中被采用已經(jīng)很長時間了，但是仍然有很多人不清楚session機(jī)制的本質(zhì)，以至不能正確的應(yīng)用這一技術(shù)。本文將詳細(xì)討論session的工作機(jī)制并且對在Javawebapplication中應(yīng)用session機(jī)制時常見的問題作出解答。