Session实现原理

HTTP协议 （ http://www.w3.org/Protocols/  ）是“一次性单向”协议。 服务端不能主动连接客户端，只能被动等待并答复客户端请求。客户端连接服务端，发出一个HTTP Request，服务端处理请求，并且返回一个HTTP Response给客户端，本次HTTP Request-Response Cycle结束。 我们看到，HTTP协议本身并不能支持服务端保存客户端的状态信息。于是，Web Server中引入了session的概念，用来保存客户端的状态信息。 这里用一个形象的比喻来解释session的工作方式。假设Web Server是一个商场的存包处，HTTP Request是一个顾客，第一次来到存包处，管理员把顾客的物品存放在某一个柜子里面（这个柜子就相当于Session），然后把一个号码牌交给这个顾客，作为取包凭证（这个号码牌就是Session ID）。顾客（HTTP Request）下一次来的时候，就要把号码牌（Session ID）交给存包处（Web Server）的管理员。管理员根据号码牌（Session ID）找到相应的柜子（Session），根据顾客（HTTP Request）的请求，Web Server可以取出、更换、添加柜子（Session）中的物品，Web Server也可以让顾客（HTTP Request）的号码牌和号码牌对应的柜子（Session）失效。顾客（HTTP Request）的忘性很大，管理员在顾客回去的时候（HTTP Response）都要重新提醒顾客记住自己的号码牌（Session ID）。这样，顾客（HTTP Request）下次来的时候，就又带着号码牌回来了。 我们可以看到，Session ID实际上是在客户端和服务端之间通过HTTP Request和HTTP Response传来传去的。 我们看到，号码牌（Session ID）必须包含在HTTP Request里面。关于HTTP Request的具体格式，请参见HTTP协议（http://www.w3.org/Protocols/  ）。这里只做一个简单的介绍。 在Java Web Server（即Servlet/JSP Server）中，Session ID用jsessionid表示（请参见Servlet规范）。 HTTP Request一般由3部分组成： （1）Request Line 这一行由HTTP Method（如GET或POST）、URL、和HTTP版本号组成。 例如，GET http://www.w3.org/pub/WWW/TheProject.html  HTTP/1.1 GET http://www.google.com/search?q=Tomcat  HTTP/1.1 POST http://www.google.com/search  HTTP/1.1 GET http://www.somsite.com/menu.do;jsessionid=1001  HTTP/1.1 （2）Request Headers 这部分定义了一些重要的头部信息，如，浏览器的种类，语言，类型。Request Headers中还可以包括Cookie的定义。例如： User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0) Accept-Language: en-us Cookie: jsessionid=1001 （3）Message Body 如果HTTP Method是GET，那么Message Body为空。 如果HTTP Method是POST，说明这个HTTP Request是submit一个HTML Form的结果， 那么Message Body为HTML Form里面定义的Input属性。例如， user=guest password=guest jsessionid=1001 主意，如果把HTML Form元素的Method属性改为GET。那么，Message Body为空，所有的Input属性都会加在URL的后面。你在浏览器的URL地址栏中会看到这些属性，类似于 http://www.somesite/login.do?use ... amp;jsessionid=1001  从理论上来说，这3个部分（Request URL，Cookie Header, Message Body）都可以用来存放Session ID。由于Message Body方法必须需要一个包含Session ID的HTML Form，所以这种方法不通用。 一般用来实现Session的方法有两种： （1）URL重写。 Web Server在返回Response的时候，检查页面中所有的URL，包括所有的连接，和HTML Form的Action属性，在这些URL后面加上“;jsessionid=XXX”。 下一次，用户访问这个页面中的URL。jsessionid就会传回到Web Server。 （2）Cookie。 如果客户端支持Cookie，Web Server在返回Response的时候，在Response的Header部分，加入一个“set-cookie: jsessionid=XXXX”header属性，把jsessionid放在Cookie里传到客户端。 客户端会把Cookie存放在本地文件里，下一次访问Web Server的时候，再把Cookie的信息放到HTTP Request的“Cookie”header属性里面，这样jsessionid就随着HTTP Request返回给Web Server。 我们来看Tomcat5的源代码如何支持jsessionid。 org.apache.coyote.tomcat5.CoyoteResponse类的toEncoded()方法支持URL重写。 String toEncoded(String url, String sessionId) { … StringBuffer sb = new StringBuffer(path); if( sb.length() > 0 ) { // jsessionid can't be first. sb.append(";jsessionid="); sb.append(sessionId); } sb.append(anchor); sb.append(query); return (sb.toString()); } 我们来看org.apache.coyote.tomcat5.CoyoteRequest的两个方法configureSessionCookie() doGetSession()用Cookie支持jsessionid. protected void configureSessionCookie(Cookie cookie) { … } HttpSession doGetSession(boolean create){ … // Creating a new session cookie based on that session if ((session != null) && (getContext() != null) && getContext().getCookies()) { Cookie cookie = new Cookie(Globals.SESSION_COOKIE_NAME, session.getId()); configureSessionCookie(cookie); ((HttpServletResponse) response).addCookie(cookie); } … } Session的典型应用是存放用户的Login信息，如用户名，密码，权限角色等信息，应用程序（如Email服务、网上银行等系统）根据这些信息进行身份验证和权限验证