会话跟踪
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。
理论是，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。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。要跟踪该会话，必须引入一种机制。Cookie和Session就是这样的一种机制。
1. Cookie
1.1 Cookie定义
Cookie实际上是一小段的文本信息。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。当浏览器再次请求该网站时，浏览器会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。在浏览器中访问该网站相应的页面后，在浏览器地址栏中输入javascript:alert(document.cookie)，JavaScript脚本会弹出一个对话框显示本网站颁发的所有Cookie的内容。
注意：Cookie功能需要浏览器的支持。如果浏览器不支持Cookie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。
1.2 Cookie在Java EE中的基本使用
Java中把Cookie封装成了java.servlet.http.Cookie类。每个Cookie都是该Cookie类的对象。服务器通过操作Cookie类对象对客户端Cookie进行操作。通过request.getCookies()获取客户端提交的所有Cookie（以Cookie[]数组形式返回），通过response.addCookie(Cookiecookie)向客户端设置Cookie。
Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态，一个Cookie对象保存一个属性对，一个request或者response同时使用多个Cookie。
1.2.1 在服务器端获取Cookie
Cookie[]cookies = request.getCookies();
for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length;i++) {
Cookiecookie = cookies[i];
if("username".equals(cookie.getName())) {
}
}
1.2.2 在服务器端设置Cookie
Stringusername = "sa";
CookieusernameCookie = new Cookie("username", username);
response.addCookie(usernameCookie);
1.3 Cookie的不可跨域名性
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的依据是根据域名。Google与Baidu的域名不一样，因此Google不能操作Baidu的Cookie。
1.4 Unicode编码
Cookie中使用Unicode字符时需要对Unicode字符进行编码，否则会出现乱码。编码可以使用java.net.URLEncode类的encode(Stringstr,String encoding)方法，解码使用java.net.URLaDecoder类的decode(String str,String encoding)方法。
编码示例：
Cookiecookie = new Cookie("username", URLEncoder.encode("小美", "UTF-8"));
response.addCookie(cookie);
解码示例：
Cookie[]cookies = request.getCookies();
for(int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++) {
Cookiec = cookies[i];
if("username".equals(c.getName())) {
Stringusername = URLDecoder.decode(c.getValue(), "UTF-8");
}
}
1.5 设置Cookie的所有属性
|
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，单位为秒。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。安全协议有HTTPS、SSL等，在网络上传输数据之前先将数据加密，默认为false。该属性并不能对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。 |
|
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。注意第一个字符必须为“/”。 |
|
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 2019规范。 |
1.5.1 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(intmaxAge)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信息将永久有效。
Cookiecookie = new Cookie("username", URLEncoder.encode("小美", "UTF-8"));
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE);
response.addCookie(cookie);
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，不会被写入到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。
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。
1.5.2 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，并添加到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。
1.6 永久登录
如果用户是在自己家的电脑上上网，登录时就可以记住他的登录信息，下次访问时不需要再次登录，直接访问即可。实现方法是把登录信息如账号、密码等保存在Cookie中，并控制Cookie的有效期，下次访问时再验证Cookie中的登录信息即可。
保存登录信息有多种方案。最直接的是把用户名与密码都保持到Cookie中，下次访问时检查Cookie中的用户名与密码，与数据库比较。这是一种比较危险的选择，一般不把密码等重要信息保存到Cookie中。
还有一种方案是把密码加密后保存到Cookie中，下次访问时解密并与数据库比较。这种方案略微安全一些。如果不希望保存密码，还可以把登录的时间戳保存到Cookie与数据库中，到时只验证用户名与登录时间戳就可以了。
这几种方案验证账号时都要查询数据库。有一种方案，只在登录时查询一次数据库，以后访问验证登录信息时不再查询数据库。实现方式是把账号按照一定的规则加密后，连同账号一块保存到Cookie中。下次访问时只需要判断账号的加密规则是否正确即可。
2. Session
Session是服务器端使用的一种记录客户端状态的机制，使用上比Cookie简单一些，相应的也增加了服务器的存储压力。
2.1 Session定义
Session是另一种记录客户端状态的机制，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中查询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。
2.2 Session在Java EE中的基本使用
Session对应的类为javax.servlet.http.HttpSession类。每个来访者都对应一个Session对象，所有该客户的状态信息都保存中这个Session对象里。Session对象是在客户端第一次请求服务器的时候创建的。Session也是一种key-value的属性对，通过getAttribute(String key)和setAttribute(String key,Object value)方法读写客户状态信息。Servlet里通过request.getSession()方法获取该客户的Session，request还可以使用getSession(boolean create)来获取Session。区别是如果该客户的Session不存在，request.getSession()方法会返回null，而getSession(true)会先创建Session再将Session返回。
Servlet中必须使用request来编程式获取HttpSession对象，而JSP中内置了Session对象，可以直接使用。如果使用声明了<%@ page session=”false” %>，则Session对象不可用。
2.2.1 在服务器端获取Session
HttpSessionsession = request.getSession();
Stringusername = (String)session.getAttribute("username");
2.2.2 在服务器端设置Session
HttpSessionsession = request.getSession();
session.setAttribute("username","sa");
2.3 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。需要注意的是，只有访问JSP、Servlet等程序时才会创建Session，只访问HTML、IMAGE等静态资源并不会创建Session。如果尚未生成Session，也可以使用request.getSession(true)强制生成Session。
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。
2.4 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maxInactiveInternal属性，可以通过对应的getMaxInactiveInterval()获取，通过setMaxInactiveInterval(long interval)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。
2.5 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（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。
如果客户端浏览器将Cookie功能禁用，或者不支持Cookie怎么办？Java Web提供了一种解决方案：URL地址重写。
2.6 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。这样即便客户端不支持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：
<a href=”<%= response.encodeURL(“index.jsp?c=1&wd=Java”)%>”>
Homepage
</a>
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Session的id重写到URL中。重写后的输出可能是这样的：
<a href=”index.jsp;jsessionid=0CCD096E7F8D97B0BE608AFDC3E1931E?c=1&wd=Java”>
Homepage
</a>
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。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：
response.sendRedirect(response.encodeRedirectURL(“administrator.jsp”));
效果跟response.encodeURL(String url)是一样的：如果客户端支持Cookie，生成原URL地址，如果不支持Cookie，传回重写后的带有jsessionid字符串的地址。
注意：TOMCAT判断客户端浏览器是否支持Cookie的依据是请求中是否含有Cookie，尽管客户端可能会支持Cookie，但是由于第一次请求时不会携带任何Cookie（因为并无任何Cookie可以携带），URL地址重写后的地址中仍然会带有jsessionid。当第二次访问时服务器已经在浏览器中写入Cookie了，因此URL地址重写后的地址中就不会带有jsessionid了。
3. Session与Cookie的比较
3.1 从存取方式上比较
Cookie中只能保存ASCII字符串，如果需要存取Unicode字符或者二进制数据，需要进行UTF-8、GBK或者BASE64等方式的编码。Cookie中也不能直接存取Java对象，若要存储稍微复杂的信息，使用Cookie是比较困难的。
而Session中可以存取任何类型的数据，包括String、Integer、List、Map等。Session中也可以直接保存JavaBean及至任何Java对象等，使用起来非常方便，可把Session看做是一个Java容器类。
3.2 从隐私安全上比较
Cookie存储在客户端浏览器中，对客户端是可见的，客户端的一些程序可能会窥探、复制甚至修改Cookie中的内容。而Session存储在服务器上，对客户端是透明的，不存在敏感信息泄露的危险。
如果选用Cookie，比较好的办法是，敏感的信息如账号密码等尽量不要写到Cookie中，最好是将Cookie信息加密，提交到服务器后再进行解密。
3.3 从有效期上比较
要达到长久地记录用户的登录信息的效果，使用Cookie会是比较好的选择。只需要设置Cookie的maxAge属性为一个很大很大的数据字或者Integer.MAX_VALUE就可以了。Cookie的maxAge属性支持这样的效果。
使用Session理论上也能实现这种效果。只要调用方法setMaxInactiveInterval(Integer.MAX_VALUE)不就可以了么。但是由于Session依赖于名为JSESSIONID的Cookie，而Cookie JSESSIONID的maxAge默认为-1，关闭了浏览器该Session就会失效，因此Session不能实现信息永久有效的效果。使用URL地址重写也不能实现。
而且如果设置Session的超时时间过长，服务器累计的Session就会越多，越容易导致内存溢出。
3.4 从对服务器的负担上比较
Session是保存在服务器端的，每个用户都会产生一个Session。如果并发访问的用户非常多，会产生非常多的Session，消耗大量的内存。
而Cookie保存在客户端，不占用服务器资源。如果并发浏览的用户非常多，Cookie昌很好的选择。
3.5 从浏览器支持上的比较
Cookie是需要客户端浏览器支持的。如果客户禁用了Cookie，或者不支持Cookie，则会话跟踪失效。
如果客户端浏览器不支持Cookie，需要使用Session以及URL地址重写。需要注意的是所有的Session程序的URL都要使用response.encodeURL(String URL)或者response.encodeRedirectURL(String URL)进行URL地址重写，否则导致Session会话跟踪失败。
如果客户端支持Cookie，则Cookie既可以设为本浏览器容器以及子窗口内有效（把maxAge设为-1），也可以设为所有浏览器窗口内有效（把maxAge设为某个大于0的整数）。但Session只能在本浏览器窗口以及其子窗口内有效。如果两个浏览器窗口互不相干，它们将使用两个不同的Session。
3.6 从跨域名上比较
Cookie支持跨域名访问，例如将domain属性设置为“.helloweenvsfei.com”，则以它为后缀的所有域名均可以访问该Cookie。而Session则不会支持跨域名访问，仅在它所在的域名内有效。
9.1 会话跟踪的需求 HTTP是无状态协议： 协议的状态是指下一次传输可以“记住”这次传输信息的能力，无状态是指同一个会话（注意什么叫同一个会话）的连续两个请求互相不了解，当浏览器发送请求给服务器的时候，服务器响应，但是同一个浏览器再发送请求给服务器的时候，他会响应，但是他不知道你就是刚才那个浏览器，每一次请求和响应都是相对独立的。 在客户端与服务器进行动态交互的Web应用程序出现之后，HTTP无状态的特性严重阻碍了这些应用程序的实现，毕竟交互是需要承前启后的，简单的购物车程序也要知道用户到底在之前选择了什么商品。于是，两种用于保持HTTP连接状态的技术就应运而生了，一个是Cookie，而另一个则是Session Cookie是通过客户端保持状态的解决方案。从定义上来说，Cookie就是由服务器发给客户端的特殊信息，而这些信息以文本文件的方式存放在客户端，然后客户端每次向服务器发送请求的时候都会带上这些特殊的信息，有了Cookie这样的技术实现，服务器在接收到来自客户端浏览器的请求之后，就能够通过分析存放于请求头的Cookie得到客户端特有的信息，从而动态生成与该客户端相对应的内容。 与Cookie相对的一个解决方案是Session，它是通过服务器来保持状态的。需要在这里明确一下Session的含义。首先，我们通常都会把Session翻译成会话，因此我们可以把客户端浏览器与服务器之间一系列交互的动作称为一个Session。从这个语义出发，我们会提到Session持续的时间，会提到在Session过程中进行了什么操作等等；其次，Session指的是服务器端为客户端所开辟的存储空间，在其中保存的信息就是用于保持状态。从这个语义出发，我们则会提到往Session中存放什么内容，如何根据键值从Session中获取匹配的内容等。 要使用Session，第一步当然是创建Session了。那么Session在何时创建呢？当然还是在服务器端程序运行的过程中创建的，不同语言实现的应用程序有不同创建Session的方法，而在Java中是通过调用HttpServletRequest的getSession方法（使用true作为参数）创建的。在创建了Session的同时，服务器会为该Session生成唯一的Session id，而这个Session id在随后的请求中会被用来重新获得已经创建的Session；在Session被创建之后，就可以调用Session相关的方法往Session中增加内容了，而这些内容只会保存在服务器中，发到客户端的只有Session id；当客户端再次发送请求的时候，会将这个Session id带上，服务器接受到请求之后就会依据Session id找到相应的Session，从而再次使用之。正式这样一个过程，用户的状态也就得以保持了。有关Session的内容还比较多，在以后的Post中，我还将继续讲述。 综上所述，HTTP本身是一个无状态的连接协议，为了支持客户端与服务器之间的交互，我们就需要通过不同的技术为交互存储状态，而这些不同的技术就是Cookie和Session了。