Session、Cookie、Application的區(qū)別和用法

application
Application用于保存所有用戶的公共的數(shù)據(jù)信息,在這只是提一下,不過多解釋。
下面我主要解說cookie和session,不過在解說之前有必要讓大家先了解一下HTTP協(xié)議和會話跟蹤
HTTP協(xié)議
協(xié)議是指計算機通信網(wǎng)絡中兩臺計算機之間進行通信所必須共同遵守的規(guī)定或規(guī)則
HTTP協(xié)議工作于客戶端-服務端架構(gòu)上。瀏覽器作為HTTP客戶端通過URL向HTTP服務端即WEB服務器發(fā)送所有請求。再通俗點講,Http協(xié)議基本是有一個request/response模型也就是請求/響應模型的,通俗講也就是“一問一答”的模式,瀏覽器向服務器發(fā)起request請求,這就是“問”;服務器收到請求后,返回response響應,這就是“答”。
需要強調(diào)的是HTTP是無連接并且是無狀態(tài)的
無連接:無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求,并收到客戶的應答后,即斷開連接。采用這種方式可以節(jié)省傳輸時間。
無狀態(tài):無狀態(tài)是指協(xié)議對于事務處理沒有記憶能力。缺少狀態(tài)意味著如果后續(xù)處理需要前面的信息,則它必須重傳,這樣可能導致每次連接傳送的數(shù)據(jù)量增大。
HTTP協(xié)議是無狀態(tài)的協(xié)議。一旦數(shù)據(jù)交換完畢,客戶端與服務器端的連接就會關(guān)閉,再次交換數(shù)據(jù)需要建立新的連接。這就意味著服務器無法從連接上跟蹤會話。
會話跟蹤
在計算機術(shù)語中,會話是指一個終端用戶與交互系統(tǒng)進行通訊的過程,比如從輸入賬戶密碼進入操作系統(tǒng)到退出操作系統(tǒng)就是一個會話過程。會話較多用于網(wǎng)絡上,TCP的三次握手就創(chuàng)建了一個會話,TCP關(guān)閉連接就是關(guān)閉會話。
可能這些官方的話有些新手朋友看了不理解,沒關(guān)系,我再通俗點,假如你就是用戶,你的電腦就是服務器,此時你想訪問我的博客園,我的博客園網(wǎng)址是https://www.cnblogs.com/zyx110/,然后你把我的博客園地址復制粘貼到了瀏覽器頁面的地址欄里,敲一下回車鍵,從你復制粘貼網(wǎng)址到敲擊回車鍵這個過程就是客戶端向服務器發(fā)送一個請求(request),等你敲擊過回車鍵后,你發(fā)現(xiàn)你的瀏覽器頁面跳轉(zhuǎn)到了泰斗賢若如的博客園,這個過程就是服務器給客戶端的一個響應(response),再聯(lián)想上面說到的HTTP的無連接和無狀態(tài),客戶端和服務器之間只有一次聯(lián)系,而且“說了下句忘了上句”,還有就是這只是客戶端和服務器端間的聯(lián)系,瀏覽器的請求(request)與請求之間是沒有關(guān)系的。但是我們想要開發(fā)Web應用,就應該讓這些請求之間有關(guān)系,這就需要我們在多個request請求之間創(chuàng)建一些聯(lián)系,這就是會話(session),會話簡單點講就是“要想順利交談,需要說了下句想起來上句”,多次HTTP連接間維護用戶與同一用戶發(fā)出的不同請求之間關(guān)聯(lián)的情況稱為維護一個會話,所以這些建立聯(lián)系的request請求是屬于某個(會話)session的。
再舉個例子吧,可能有些朋友看了上面這些還有點猶豫,不要緊,慢慢理解,理論上,一個用戶的所有請求操作都應該屬于同一個會話,而另一個用戶的所有請求操作則應該屬于另一個會話,二者不能混淆。例如,你是用戶,你在淘寶購買的任何商品都應該放在你的購物車內(nèi),不管你是什么時間購買的,這都是屬于同一個會話的,不能放入用戶B或用戶C的購物車內(nèi),這不屬于同一個會話。而Web應用程序是使用HTTP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的。HTTP協(xié)議是無連接無狀態(tài)的協(xié)議。一旦數(shù)據(jù)交換完畢,客戶端與服務器端的連接就會關(guān)閉,再次交換數(shù)據(jù)需要建立新的連接。這就意味著服務器無法從連接上跟蹤會話。即用戶A購買了一件商品放入購物車內(nèi),當再次購買商品時服務器已經(jīng)無法判斷該購買行為是屬于用戶A的會話還是用戶B的會話了。要跟蹤該會話,必須引入一種機制。
Cookie就是這樣的一種機制。它可以彌補HTTP協(xié)議無狀態(tài)的不足。在Session出現(xiàn)之前,基本上所有的網(wǎng)站都采用Cookie來跟蹤會話。
會話(Session)跟蹤是Web程序中常用的技術(shù),用來跟蹤用戶的整個會話。常用的會話跟蹤技術(shù)是Cookie與Session。Cookie通過在客戶端記錄信息確定用戶身份,Session通過*在服務器端記錄信息確定用戶身份*。
cookie
由于HTTP是一種無狀態(tài)的協(xié)議,服務器單從網(wǎng)絡連接上無從知道客戶身份。用戶A購買了一件商品放入購物車內(nèi),當再次購買商品時服務器已經(jīng)無法判斷該購買行為是屬于用戶A的會話還是用戶B的會話了。怎么辦呢?就給客戶端們頒發(fā)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。這樣服務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本信息。客戶端請求服務器,如果服務器需要記錄該用戶狀態(tài),就使用response向客戶端瀏覽器頒發(fā)一個Cookie(通行證)??蛻舳藭袰ookie保存起來。
當瀏覽器再請求該網(wǎng)站時,瀏覽器把請求的網(wǎng)址連同該Cookie一同提交給服務器。服務器檢查該Cookie,以此來辨認用戶狀態(tài)。服務器還可以根據(jù)需要修改Cookie的內(nèi)容。




我們訪問瀏覽器的時候,瀏覽器會發(fā)送一個HTTP請求到服務器端;
服務器會發(fā)送一個HTTP響應到客戶端,其中包括Sst-Cookie,意思就是瀏覽器建立一個cookie保存服務器指定的內(nèi)容,比如用戶信息和用戶操作信息;
瀏覽器保存好信息之后,下次我們再次訪問網(wǎng)站的時候,瀏覽器再發(fā)送HTTP請求到服務器端時都會攜帶之前保存的cookie;
服務器端會從收到的cookie中識別用戶身份,就能讓頁面為你提供專門屬于你的內(nèi)容了。
比如我們從網(wǎng)站的登陸界面中看到有記住用戶名這個選項,你勾選了它以后,登錄成功,瀏覽器就會把你的信息放在cookie里,下次再訪問這個網(wǎng)站的時候,服務器就能根據(jù)收到的cookie識別出是你,幫你自動登陸,顯示專屬于你的內(nèi)容。
session
Session是另一種記錄客戶狀態(tài)的機制,不同的是Cookie保存在客戶端瀏覽器中,而Session保存在服務器上??蛻舳藶g覽器訪問服務器的時候,服務器把客戶端信息以某種形式記錄
在服務器上。這就是Session??蛻舳藶g覽器再次訪問時只需要從該Session中查找該客戶的狀態(tài)就可以了。
每個用戶訪問服務器都會建立一個session,那服務器是怎么標識用戶的唯一身份呢?事實上,用戶與服務器建立連接的同時,服務器會自動為其分配一個SessionId。




思考兩個問題:
什么東西可以讓你每次請求都把SessionId自動帶到服務器呢?
顯然就是cookie了,如果你想為用戶建立一次會話,可以在用戶授權(quán)成功時給他一個唯一的cookie。當一個用戶提交了表單時,瀏覽器會將用戶的SessionId自動附加在HTTP頭信息中,(這是瀏覽器的自動功能,用戶不會察覺到),當服務器處理完這個表單后,將結(jié)果返回給SessionId
所對應的用戶。試想,如果沒有 SessionId,當有兩個用戶同時進行注冊時,服務器怎樣才能知道到底是哪個用戶提交了哪個表單呢。
web開發(fā)發(fā)展至今,cookie和session的使用已經(jīng)出現(xiàn)了一些非常成熟的方案。在如今的市場或者企業(yè)里,一般有兩種存儲方式:
存儲在服務器端:通過cookie存儲一個sessionid,然后具體的數(shù)據(jù)則是保存在session中。如果用戶已經(jīng)登錄,則服務器會在cookie中保存一個sessionid,下次再次請求的時候,會把該sessionid攜帶上來,服務器根據(jù)sessionid在session庫中獲取用戶的session數(shù)據(jù)。就能知道該用戶到底是誰,以及之前保存的一些狀態(tài)信息。這種專業(yè)術(shù)語叫做server side session。
將session數(shù)據(jù)加密,然后存儲在cookie中。這種專業(yè)術(shù)語叫做client side session。flask采用的就是這種方式,但是也可以替換成其他形式。
如何儲存需要的信息?
服務器通過SessionId作為key,讀寫到對應的value,這就達到了保持會話信息的目的。
session的創(chuàng)建:
當程序需要為某個客戶端的請求創(chuàng)建一個session時,服務器首先檢查這個客戶端的請求里是否已包含了sessionId,如果已包含則說明以前已經(jīng)為此客戶端創(chuàng)建過session,服務
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的值是一個既不會重復,又不容易被找到規(guī)律以仿造的字符串,這個sessionId將被在本次響應中返回給客戶端保存。
禁用cookie:
如果客戶端禁用了cookie,通常有兩種方法實現(xiàn)session而不依賴cookie。
URL重寫,就是把sessionId直接附加在URL路徑的后面。
表單隱藏字段。就是服務器會自動修改表單,添加一個隱藏字段,以便在表單提交時能夠把session id傳遞回服務器。比如:
Session共享:
對于多網(wǎng)站(同一父域不同子域)單服務器,我們需要解決的就是來自不同網(wǎng)站之間SessionId的共享。由于域名不同(aaa.test.com和bbb.test.com),而SessionId又分別儲存
在各自的cookie中,因此服務器會認為對于兩個子站的訪問,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(xiàn)SessionId的共
享。帶來的弊端就是,子站間的cookie信息也同時被共享了。

Cookie知識拓展
設置Cookie的所有屬性
除了name與value之外,Cookie還具有其他幾個常用的屬性。每個屬性對應一個getter方法與一個setter方法。
Cookie常用屬性

Cookie的有效期
Cookie的maxAge決定著Cookie的有效期,單位為秒(Second)。Cookie中通過getMaxAge()方法與setMaxAge(int maxAge)方法來讀寫maxAge屬性。
如果maxAge屬性為正數(shù),則表示該Cookie會在maxAge秒之后自動失效。瀏覽器會將maxAge為正數(shù)的 Cookie持久化,即寫到對應的Cookie文件中。無論客戶關(guān)閉了瀏覽器還是電腦,只要還在maxAge秒之前,登錄網(wǎng)站時該Cookie仍然有效。下面代碼中的Cookie信息將永遠有效。
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(Integer.MAXVALUE); // 設置生命周期為MAXVALUE
response.addCookie(cookie); // 輸出到客戶端
如果maxAge為負數(shù),則表示該Cookie僅在本瀏覽器窗口以及本窗口打開的子窗口內(nèi)有效,關(guān)閉窗口后該 Cookie即失效。maxAge為負數(shù)的Cookie,為臨時性Cookie,不會被持久化,不會被寫到Cookie文件中。Cookie信息保存在瀏 覽器內(nèi)存中,因此關(guān)閉瀏覽器該Cookie就消失了。Cookie默認的maxAge值為–1。
如果maxAge為0,則表示刪除該Cookie。Cookie機制沒有提供刪除Cookie的方法,因此通過設置該Cookie即時失效實現(xiàn)刪除Cookie的效果。失效的Cookie會被瀏覽器從Cookie文件或者內(nèi)存中刪除,
例如:
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(0); // 設置生命周期為0,不能為負數(shù)
response.addCookie(cookie); // 必須執(zhí)行這一句
response對象提供的Cookie操作方法只有一個添加操作add(Cookie cookie)。
要想修改Cookie只能使用一個同名的Cookie來覆蓋原來的Cookie,達到修改的目的。刪除時只需要把maxAge修改為0即可。
注意:從客戶端讀取Cookie時,包括maxAge在內(nèi)的其他屬性都是不可讀的,也不會被提交。瀏覽器提交Cookie時只會提交name與value屬性。maxAge屬性只被瀏覽器用來判斷Cookie是否過期。
Cookie的修改、刪除
Cookie并不提供修改、刪除操作。如果要修改某個Cookie,只需要新建一個同名的Cookie,添加到response中覆蓋原來的Cookie。
如果要刪除某個Cookie,只需要新建一個同名的Cookie,并將maxAge設置為0,并添加到response中覆蓋原來的Cookie。注意是0而不是負數(shù)。負數(shù)代表其他的意義。讀者可以通過上例的程序進行驗證,設置不同的屬性。
注意:修改、刪除Cookie時,新建的Cookie除value、maxAge之外的所有屬性,例如name、path、domain等,都要與原Cookie完全一樣。否則,瀏覽器將視為兩個不同的Cookie不予覆蓋,導致修改、刪除失敗。
Cookie的域名
Cookie是不可跨域名的。域名www.google.com頒發(fā)的Cookie不會被提交到域名www.baidu.com去。這是由Cookie的隱私安全機制決定的。隱私安全機制能夠禁止網(wǎng)站非法獲取其他網(wǎng)站的Cookie。
正常情況下,同一個一級域名下的兩個二級域名如www.helloweenvsfei.com和 images.helloweenvsfei.com也不能交互使用Cookie,因為二者的域名并不嚴格相同。如果想所有 helloweenvsfei.com名下的二級域名都可以使用該Cookie,需要設置Cookie的domain參數(shù),例如:
Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setDomain(".helloweenvsfei.com"); // 設置域名
cookie.setPath("/"); // 設置路徑
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 設置有效期
response.addCookie(cookie); // 輸出到客戶端
讀者可以修改本機C:WINDOWSsystem32driversetc下的hosts文件來配置多個臨時域名,然后使用setCookie.jsp程序來設置跨域名Cookie驗證domain屬性。
注意:domain參數(shù)必須以點(".")開始。另外,name相同但domain不同的兩個Cookie是兩個不同的Cookie。如果想要兩個域名完全不同的網(wǎng)站共有Cookie,可以生成兩個Cookie,domain屬性分別為兩個域名,輸出到客戶端。
Cookie的路徑
domain屬性決定運行訪問Cookie的域名,而path屬性決定允許訪問Cookie的路徑(ContextPath)。例如,如果只允許/sessionWeb/下的程序使用Cookie,可以這么寫:
Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setPath("/session/"); // 設置路徑
response.addCookie(cookie); // 輸出到客戶端
設置為“/”時允許所有路徑使用Cookie。path屬性需要使用符號“/”結(jié)尾。name相同但domain相同的兩個Cookie也是兩個不同的Cookie。
注意:頁面只能獲取它屬于的Path的Cookie。例如/session/test/a.jsp不能獲取到路徑為/session/abc/的Cookie。使用時一定要注意。
cookie的不可跨域性
很多網(wǎng)站都會使用Cookie。例如,Google會向客戶端頒發(fā)Cookie,Baidu也會向客戶端頒發(fā)Cookie。那瀏覽器訪問Google會不會也攜帶上Baidu頒發(fā)的Cookie呢?或者Google能不能修改Baidu頒發(fā)的Cookie呢?
答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。根據(jù)Cookie規(guī)范,瀏覽器訪問Google只會攜帶Google的Cookie,而不會攜帶Baidu的Cookie。Google也只能操作Google的Cookie,而不能操作Baidu的Cookie。
Cookie在客戶端是由瀏覽器來管理的。瀏覽器能夠保證Google只會操作Google的Cookie而不會操作 Baidu的Cookie,從而保證用戶的隱私安全。瀏覽器判斷一個網(wǎng)站是否能操作另一個網(wǎng)站Cookie的依據(jù)是域名。Google與Baidu的域名 不一樣,因此Google不能操作Baidu的Cookie。
需要注意的是,雖然網(wǎng)站images.google.com與網(wǎng)站www.google.com同屬于Google,但是域名不一樣,二者同樣不能互相操作彼此的Cookie。
Unicode編碼:保存中文
中文與英文字符不同,中文屬于Unicode字符,在內(nèi)存中占4個字符,而英文屬于ASCII字符,內(nèi)存中只占2個字節(jié)。Cookie中使用Unicode字符時需要對Unicode字符進行編碼,否則會亂碼。
提示:Cookie中保存中文只能編碼。一般使用UTF-8編碼即可。不推薦使用GBK等中文編碼,因為瀏覽器不一定支持,而且JavaScript也不支持GBK編碼。
BASE64編碼:保存二進制圖片
Cookie不僅可以使用ASCII字符與Unicode字符,還可以使用二進制數(shù)據(jù)。例如在Cookie中使用數(shù)字證書,提供安全度。使用二進制數(shù)據(jù)時也需要進行編碼。
%注意:本程序僅用于展示Cookie中可以存儲二進制內(nèi)容,并不實用。由于瀏覽器每次請求服務器都會攜帶Cookie,因此Cookie內(nèi)容不宜過多,否則影響速度。Cookie的內(nèi)容應該少而精。
Cookie的安全屬性
HTTP協(xié)議不僅是無狀態(tài)的,而且是不安全的。使用HTTP協(xié)議的數(shù)據(jù)不經(jīng)過任何加密就直接在網(wǎng)絡上傳播,有被截獲的可 能。使用HTTP協(xié)議傳輸很機密的內(nèi)容是一種隱患。如果不希望Cookie在HTTP等非安全協(xié)議中傳輸,可以設置Cookie的secure屬性為 true。瀏覽器只會在HTTPS和SSL等安全協(xié)議中傳輸此類Cookie。下面的代碼設置secure屬性為true:
Cookie cookie = new Cookie("time", "20080808"); // 新建Cookie
cookie.setSecure(true); // 設置安全屬性
response.addCookie(cookie); // 輸出到客戶端
提示:secure屬性并不能對Cookie內(nèi)容加密,因而不能保證絕對的安全性。如果需要高安全性,需要在程序中對Cookie內(nèi)容加密、解密,以防泄密。
JavaScript操作Cookie
Cookie是保存在瀏覽器端的,因此瀏覽器具有操作Cookie的先決條件。瀏覽器可以使用腳本程序如 JavaScript或者VBScript等操作Cookie。這里以JavaScript為例介紹常用的Cookie操作。例如下面的代碼會輸出本頁面 所有的Cookie。
<script>document.write(document.cookie);</script>
由于JavaScript能夠任意地讀寫Cookie,有些好事者便想使用JavaScript程序去窺探用戶在其他網(wǎng) 站的Cookie。不過這是徒勞的,W3C組織早就意識到JavaScript對Cookie的讀寫所帶來的安全隱患并加以防備了,W3C標準的瀏覽器會 阻止JavaScript讀寫任何不屬于自己網(wǎng)站的Cookie。換句話說,A網(wǎng)站的JavaScript程序讀寫B(tài)網(wǎng)站的Cookie不會有任何結(jié)果。
如果用戶是在自己家的電腦上上網(wǎng),登錄時就可以記住他的登錄信息,下次訪問時不需要再次登錄,直接訪問即可。實現(xiàn)方法是把登錄信息如賬號、密碼等保存在Cookie中,并控制Cookie的有效期,下次訪問時再驗證Cookie中的登錄信息即可。
保存登錄信息有多種方案。最直接的是把用戶名與密碼都保持到Cookie中,下次訪問時檢查Cookie中的用戶名與密碼,與數(shù)據(jù)庫比較。這是一種比較危險的選擇,一般不把密碼等重要信息保存到Cookie中。
還有一種方案是把密碼加密后保存到Cookie中,下次訪問時解密并與數(shù)據(jù)庫比較。這種方案略微安全一些。如果不希望保存密碼,還可以把登錄的時間戳保存到Cookie與數(shù)據(jù)庫中,到時只驗證用戶名與登錄時間戳就可以了。
這幾種方案驗證賬號時都要查詢數(shù)據(jù)庫。
本例將采用另一種方案,只在登錄時查詢一次數(shù)據(jù)庫,以后訪問驗證登錄信息時不再查詢數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)方式是把賬號按照一定的規(guī)則加密后,連同賬號一塊保存到Cookie中。下次訪問時只需要判斷賬號的加密規(guī)則是否正確即可。本例把賬號保存到名為account的Cookie中,把賬號連同密鑰用MD1算法加密后保存到名為ssid的Cookie中。驗證時驗證Cookie中的賬號與密鑰加密后是否與Cookie中的ssid相等。相關(guān)代碼如下:
提示:該加密機制中最重要的部分為算法與密鑰。由于MD1算法的不可逆性,即使用戶知道了賬號與加密后的字符串,也不可能解密得到密鑰。因此,只要保管好密鑰與算法,該機制就是安全的。