cookie 和 session 详解
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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
。
一、Cookie机制
1.Cookie引入
- 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。
2.什么是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。一个 cookie 可以认为是一个「变量」,形如name=value键值对的形式存储在浏览器;
- 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
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。
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。
4. Unicode编码:保存中文
- 中文与英文字符不同,中文属于Unicode字符,在内存中占4个字符,而英文属于ASCII字符,内存中只占2个字节。Cookie中使用Unicode字符时需要对Unicode字符进行编码,否则会乱码。
提示:
Cookie中保存中文只能编码。一般使用UTF-8编码即可
。不推荐使用GBK等中文编码,因为浏览器不一定支持,而且JavaScript也不支持GBK编码。
5. BASE64编码:保存二进制图片
- Cookie不仅可以使用ASCII字符与Unicode字符,还可以使用二进制数据。
- 例如在Cookie中使用数字证书,提供安全度。使用二进制数据时也需要进行编码。
注意:Cookie中可以存储二进制内容,并不实用。
由于浏览器每次请求服务器都会携带Cookie,因此Cookie内容不宜过多,否则影响速度。Cookie的内容应该少而精
。
6.设置Cookie的所有属性
-
除了name与value之外,Cookie还具有其他几个常用的属性。每个属性对应一个getter方法与一个setter方法
。
属 性 名 | 描 述 |
---|---|
String name | 该Cookie的名称。Cookie一旦创建,名称便不可更改 |
Object value | 该Cookie的值。如果值为Unicode字符,需要为字符编码。如果值为二进制数据,则需要使用BASE64编码 |
int maxAge | 该Cookie失效的时间 ,单位秒。如果为正数,则该Cookie在maxAge秒之后失效。如果为负数,该Cookie为临时Cookie,关闭浏览器即失效,浏览器也不会以任何形式保存该Cookie。如果为0,表示删除该Cookie。默认为–1 |
boolean secure | 该Cookie是否仅被使用安全协议传输 。安全协议。安全协议有HTTPS,SSL等,在网络上传输数据之前先将数据加密。默认为false |
String path | 该Cookie的使用路径。如果设置为“/sessionWeb/”,则只有contextPath为“/sessionWeb”的程序可以访问该Cookie。如果设置为“/”,则本域名下contextPath都可以访问该Cookie。注意最后一个字符必须为“/” |
String domain | 可以访问该Cookie的域名。如果设置为“.google.com”,则所有以“google.com”结尾的域名都可以访问该Cookie。注意第一个字符必须为“.” |
String comment | 该Cookie的用处说明。浏览器显示Cookie信息的时候显示该说明 |
int version | 该Cookie使用的版本号。0表示遵循Netscape的Cookie规范,1表示遵循W3C的RFC 2109规范 |
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。
8. Cookie的修改、删除
- Cookie并不提供修改、删除操作。
如果要修改某个Cookie,只需要新建一个同名的Cookie
,添加到response中覆盖原来的Cookie。 - 如果要删除某个Cookie,只需要新建一个同名的Cookie,并将maxAge设置为0,并添加到response中覆盖原来的Cookie。
注
意是0而不是负数
。负数代表其他的意义。
注意:修改、删除Cookie时,新建的Cookie除value、maxAge之外的所有属性,例如name、path、domain等,都要与原Cookie完全一样。
否则,浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖,导致修改、删除失败。
9. Cookie的域名
-
Cookie是不可跨域名的。
域名www.google.com颁发的Cookie不会被提交到域名www.baidu.com去。这是由Cookie的隐私安全机制决定的。隐私安全机制能够禁止网站非法获取其他网站的Cookie。
-
正常情况下,同一个一级域名下的两个二级域名
如www.helloweenvsfei.com和images.helloweenvsfei.com也不能交互使用Cookie
,因为二者的域名并不严格相同。
如果想所有helloweenvsfei.com名下的二级域名都可以使用该Cookie,需要设置Cookie的domain参数,例如:
Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setDomain(".helloweenvsfei.com"); // 设置域名
cookie.setPath("/"); // 设置路径
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置有效期
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
可以修改本机C:\WINDOWS\system32\drivers\etc下的hosts文件来配置多个临时域名,然后使用setCookie.jsp程序来设置跨域名Cookie验证domain属性。
注意:
domain参数必须以点(".")开始。另外,name相同但domain不同的两个Cookie是两个不同的Cookie。如果想要两个域名完全不同的网站共有Cookie,可以生成两个Cookie,domain属性分别为两个域名,输出到客户端
。
10. Cookie的路径
-
domain属性决定运行访问Cookie的域名,而path属性决定允许访问Cookie的路径(ContextPath
)
例如,如果只允许/sessionWeb/下的程序使用Cookie,可以这么写:
Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setPath("/session/"); // 设置路径
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
设置为“/”时允许所有路径使用Cookie。path属性需要使用符号“/”结尾。name相同但domain相同的两个Cookie也是两个不同的Cookie
。注意:页面只能获取它属于的Path的Cookie。例如/session/test/a.jsp不能获取到路径为/session/abc/的Cookie。使用时一定要注意。
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
。
二、什么是Session
1.Session
-
一个 session 可以理解为一种数据结构,多数情况是「映射」(键值对),存储在服务器上
-
session 是一个数据结构,由网站的开发者设计,所以可以承载各种数据,只要客户端的 cookie 传来一个唯一的 session ID,服务器就可以找到对应的 session
,认出这个客户。 - 当然,由于 session 存储在服务器中,肯定会消耗服务器的资源,
所以 session 一般都会有一个过期时间,服务器一般会定期检查并删除过期的 sessio
n,如果后来该用户再次访问服务器,可能就会面临重新登录等等措施,然后服务器新建一个 session,将 session ID 通过 cookie 的形式传送给客户端。 -
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。
2.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。
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。
3.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。
4.Session的常用方法
Session中包括各种方法,使用起来要比Cookie方便得多。
方 法 名 | 描 述 |
---|---|
void setAttribute(String attribute, Object value) | 设置Session属性 。value参数可以为任何Java Object。通常为Java Bean。value信息不宜过大 |
String getAttribute(String attribute) | 返回Session属性 |
Enumeration getAttributeNames() | 返回Session中存在的属性名 |
void removeAttribute(String attribute) | 移除Session属性 |
String getId() | 返回Session的ID。该ID由服务器自动创建,不会重复 |
long getCreationTime() | 返回Session的创建日期。返回类型为long,常被转化为Date类型,例如:Date createTime = new Date(session.get CreationTime()) |
long getLastAccessedTime() | 返回Session的最后活跃时间。返回类型为long |
int getMaxInactiveInterval() | 返回Session的超时时间。单位为秒。超过该时间没有访问,服务器认为该Session失效 |
void setMaxInactiveInterval(int second) | 设置Session的超时时间 。单位为秒 |
void putValue(String attribute, Object value) | 不推荐的方法。已经被setAttribute(String attribute, Object Value)替代 |
Object getValue(String attribute) | 不被推荐的方法。已经被getAttribute(String attr)替代 |
boolean isNew() | 返回该Session是否是新创建的 |
void invalidate() | 使该Session失效 |
- Tomcat中Session的默认超时时间为20分钟。通过setMaxInactiveInterval(intseconds)修改超时时间。可以修改web.xml改变Session的默认超时时间。
例如修改为60分钟:
<session-config>
<session-timeout>60</session-timeout> <!-- 单位:分钟 -->
</session-config>
注意:参数的单位为分钟,而setMaxInactiveInterval(int s)单位为秒。
5.Session对浏览器的要求
- 虽然Session保存在服务器,对客户端是透明的,它的正常运行仍然需要客户端浏览器的支持。
-
这是因为Session需要使用Cookie作为识别标志。HTTP协议是无状态的,Session不能依据HTTP连接来判断是否为同一客户
因此服务器向客户端浏览器发送一个名为JSESSIONID的Cookie,它的值为该Session的id(也就是HttpSession.getId()的返回值)。
Session依据该Cookie来识别是否为同一用户
。该Cookie为服务器自动生成的,它的maxAge属性一般为–1,表示仅当前浏览器内有效,并且各浏览器窗口间不共享,关闭浏览器就会失效。
- 因此同一机器的两个浏览器窗口访问服务器时,会生成两个不同的Session。
但是由浏览器窗口内的链接、脚本等打开的新窗口(也就是说不是双击桌面浏览器图标等打开的窗口)除外。
这类子窗口会共享父窗口的Cookie,因此会共享一个Session。
-
注意:新开的浏览器窗口会生成新的Session,但子窗口除外。子窗口会共用父窗口的Session。
例如,在链接上右击,在弹出的快捷菜单中选择“在新窗口中打开”时,子窗口便可以访问父窗口的Session。
如果客户端浏览器将Cookie功能禁用,或者不支持Cookie怎么办
?例如,绝大多数的手机浏览器都不支持Cookie。Java
Web提供了另一种解决方案:URL地址重写
。
6.URL地址重写
-
URL地址重写是对客户端不支持Cookie的解决方案。
-
URL地址重写的原理是将该用户Session的id信息重写到URL地址中。服务器能够解析重写后的URL获取Session的id。这样即使客户端不支持Cookie,也可以使用Session来记录用户状态。
HttpServletResponse类提供了encodeURL(Stringurl)实现URL地址重写,例如:
<td>
<a href="<%=response.encodeURL("index.jsp?c=1&wd=Java") %>">
Homepage</a>
</td>
- 该方法会自动判断客户端是否支持Cookie。
如果客户端支持Cookie,会将URL原封不动地输出来。
- 如果客户端不支持Cookie,则会将用户Session的id重写到URL中。
- 重写后的输出可能是这样的:
<td>
<ahref="index.jsp;jsessionid=0CCD096E7F8D97B0BE608AFDC3E1931E?c=
1&wd=Java">Homepage</a>
</td>
即在文件名的后面,在URL参数的前面添加了字符串“;jsessionid=XXX”。其中XXX为Session的id。分析一下可以知道,
增添的jsessionid字符串既不会影响请求的文件名,也不会影响提交的地址栏参数
。用户单击这个链接的时候会把Session的id通过URL提交到服务器上,服务器通过解析URL地址获得Session的id。
如果是页面重定向(Redirection),URL地址重写可以这样写:
<%
if(“administrator”.equals(userName))
{
response.sendRedirect(response.encodeRedirectURL(“administrator.jsp”));
return;
}
%>
三、cookie和session的区别总结
-
1、cookie数据存放在客户的浏览器上,session数据放在服务器上.
-
简单的说,当你登录一个网站的时候,
如果web服务器端使用的是session,那么所有的数据都保存在服务器上面
-
客户端每次请求服务器的时候会发送当前会话的session_id,服务器根据当前session_id判断相应的用户数据标志,以确定用户是否登录,或具有某种权限。
-
由于数据是存储在服务器 上面,所以你不能伪造,但是如果你能够获取某个登录用户的session_id,用特殊的浏览器伪造该用户的请求也是能够成功的。
-
session_id是服务器和客户端链接时候随机分配的,一般来说是不会有重复,但如果有大量的并发请求,也不是没有重复的可能性。
-
Session是由应用服务器维持的一个服务器端的存储空间,用户在连接服务器时,会由服务器生成一个唯一的SessionID,用该SessionID 为标识符来存取服务器端的Session存储空间。
-
而SessionID这一数据则是保存到客户端,用Cookie保存的,用户提交页面时,会将这一 SessionID提交到服务器端,来存取Session数据。这一过程,是不用开发人员干预的。所以一旦客户端禁用Cookie,那么Session也会失效。
-
2、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。
-
3、设置cookie时间可以使cookie过期。但是使用session-destory(),我们将会销毁会话。
-
4、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。
-
5、单个cookie保存的数据不能超过4K,很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。(Session对象没有对存储的数据量的限制,其中可以保存更为复杂的数据类型)
注意:
session很容易失效,用户体验很差; 虽然cookie不安全,但是可以加密; cookie也分为永久和暂时存在的; 浏览器 有禁止cookie功能 ,但一般用户都不会设置; 一定要设置失效时间,要不然浏览器关闭就消失了; 所以个人建议: 将登陆信息等重要信息存放为SESSION 其他信息如果需要保留,可以放在COOKIE中
四、HTTP 请求的完整流程
- 1、浏览器通过 HTTP 协议向服务器请求路径/content的网页资源,对应路径上有一个 Handler 函数接收请求,解析 HTTP header 中的 cookie,得到其中存储的 sessionID,然后把这个 ID 发给Manager。
- 2、
Manager充当一个 session 管理器的角色,主要存储一些配置信息,比如 session 的存活时间,cookie 的名字等等。而所有的 session 存在一个Provider中。所以Manager会把sid(sessionID)传递给Provider,让它去找这个 ID 对应的具体是哪个 session。
- 3、Provider就是一个容器,最常见的应该就是一个散列表,将每个sid和对应的 session 一一映射起来。收到Manager传递的sid之后,它就找到sid对应的 session 结构,也就是Session结构,然后返回它。
- 4、
Session中存储着用户的具体信息,一般是一个散列表,由 Handler 函数中的逻辑拿出这些信息,生成该用户的 HTML网页,返回给客户端
。