docs/02.JavaEE/01.JavaWeb/04.JavaWeb之Cookie和Session.md · turnon/java-tutorial

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title: JavaWeb 之 Cookie 和 Session
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  - Session
abbrlink: bb93a37b
date: 2020-08-24 19:41:46
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# JavaWeb 之 Cookie 和 Session

## 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。

会话跟踪是 Web 程序中常用的技术，用来跟踪用户的整个会话。常用会话跟踪技术是 Cookie 与 Session。

### Cookie 是什么

Cookie 实际上是存储在客户端上的文本信息，并保留了各种跟踪的信息。

**Cookie 工作步骤：**

1. 客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户的状态，就是用 response 向客户端浏览器颁发一个 Cookie。
2. 客户端浏览器会把 Cookie 保存下来。
3. 当浏览器再请求该网站时，浏览器把该请求的网址连同 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。

**_注：Cookie 功能需要浏览器的支持，如果浏览器不支持 Cookie 或者 Cookie 禁用了，Cookie 功能就会失效。_**

Java 中把 Cookie 封装成了`javax.servlet.http.Cookie`类。

### Cookie 剖析

Cookies 通常设置在 HTTP 头信息中（虽然 JavaScript 也可以直接在浏览器上设置一个 Cookie）。

设置 Cookie 的 Servlet 会发送如下的头信息：

```http
HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 04 Feb 2000 21:03:38 GMT
Server: Apache/1.3.9 (UNIX) PHP/4.0b3
Set-Cookie: name=xyz; expires=Friday, 04-Feb-07 22:03:38 GMT;
                 path=/; domain=w3cschool.cc
Connection: close
Content-Type: text/html
```

正如您所看到的，`Set-Cookie` 头包含了一个名称值对、一个 GMT 日期、一个路径和一个域。名称和值会被 URL 编码。expires 字段是一个指令，告诉浏览器在给定的时间和日期之后"忘记"该 Cookie。

如果浏览器被配置为存储 Cookies，它将会保留此信息直到到期日期。如果用户的浏览器指向任何匹配该 Cookie 的路径和域的页面，它会重新发送 Cookie 到服务器。浏览器的头信息可能如下所示：

```http
GET / HTTP/1.0
Connection: Keep-Alive
User-Agent: Mozilla/4.6 (X11; I; Linux 2.2.6-15apmac ppc)
Host: zink.demon.co.uk:1126
Accept: image/gif, */*
Accept-Encoding: gzip
Accept-Language: en
Accept-Charset: iso-8859-1,*,utf-8
Cookie: name=xyz
```

### Cookie 类中的方法

| 方法                                   | 功能                                                                                                               |
| -------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
| public void setDomain(String pattern)  | 该方法设置 cookie 适用的域。                                                                                       |
| public String getDomain()              | 该方法获取 cookie 适用的域。                                                                                       |
| public void setMaxAge(int expiry)      | 该方法设置 cookie 过期的时间（以秒为单位）。如果不这样设置，cookie 只会在当前 session 会话中持续有效。             |
| public int getMaxAge()                 | 该方法返回 cookie 的最大生存周期（以秒为单位），默认情况下，-1 表示 cookie 将持续下去，直到浏览器关闭。            |
| public String getName()                | 该方法返回 cookie 的名称。名称在创建后不能改变。                                                                   |
| public void setValue(String newValue)  | 该方法设置与 cookie 关联的值。                                                                                     |
| public String getValue()               | 该方法获取与 cookie 关联的值。                                                                                     |
| public void setPath(String uri)        | 该方法设置 cookie 适用的路径。如果您不指定路径，与当前页面相同目录下的（包括子目录下的）所有 URL 都会返回 cookie。 |
| public String getPath()                | 该方法获取 cookie 适用的路径。                                                                                     |
| public void setSecure(boolean flag)    | 该方法设置布尔值，向浏览器指示，只会在 HTTPS 和 SSL 等安全协议中传输此类 Cookie。                                  |
| public void setComment(String purpose) | 该方法规定了描述 cookie 目的的注释。该注释在浏览器向用户呈现 cookie 时非常有用。                                   |
| public String getComment()             | 该方法返回了描述 cookie 目的的注释，如果 cookie 没有注释则返回 null。                                              |

### Cookie 的有效期

`Cookie`的`maxAge`决定着 Cookie 的有效期，单位为秒。

如果 maxAge 为 0，则表示删除该 Cookie；

如果为负数，表示该 Cookie 仅在本浏览器中以及本窗口打开的子窗口内有效，关闭窗口后该 Cookie 即失效。

Cookie 中提供`getMaxAge()`**和**`setMaxAge(int expiry)`方法来读写`maxAge`属性。

### Cookie 的域名

Cookie 是不可以跨域名的。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，同一个一级域名的两个二级域名之间也不能互相使用 Cookie。如果想让某域名下的子域名也可以使用该 Cookie，需要设置 Cookie 的 domain 参数。

Java 中使用`setDomain(Stringdomain)`和`getDomain()`方法来设置、获取 domain。

### Cookie 的路径

Path 属性决定允许访问 Cookie 的路径。

Java 中使用`setPath(Stringuri)`和`getPath()`方法来设置、获取 path。

### 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。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。

Java 中使用`setSecure(booleanflag)`和`getSecure ()`方法来设置、获取 Secure。

### Cookie 实例

#### 添加 Cookie

通过 Servlet 添加 Cookies 包括三个步骤：

1. 创建一个 Cookie 对象：您可以调用带有 cookie 名称和 cookie 值的 Cookie 构造函数，cookie 名称和 cookie 值都是字符串。

2. 设置最大生存周期：您可以使用 `setMaxAge` 方法来指定 cookie 能够保持有效的时间（以秒为单位）。

3. 发送 Cookie 到 HTTP 响应头：您可以使用 `response.addCookie` 来添加 HTTP 响应头中的 Cookies。

AddCookies.java

```java
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.URLEncoder;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet("/servlet/AddCookies")
public class AddCookies extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

/**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public AddCookies() {
        super();
    }

/**
     * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
     */
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                    throws ServletException, IOException {
        // 为名字和姓氏创建 Cookie
        Cookie name = new Cookie("name", URLEncoder.encode(request.getParameter("name"), "UTF-8")); // 中文转码
        Cookie url = new Cookie("url", request.getParameter("url"));

// 为两个 Cookie 设置过期日期为 24 小时后
        name.setMaxAge(60 * 60 * 24);
        url.setMaxAge(60 * 60 * 24);

// 在响应头中添加两个 Cookie
        response.addCookie(name);
        response.addCookie(url);

// 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

PrintWriter out = response.getWriter();
        String title = "设置 Cookie 实例";
        String docType = "<!DOCTYPE html>\n";
        out.println(docType + "<html>\n" + "<head><title>" + title + "</title></head>\n"
                        + "<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n" + "<h1 align=\"center\">" + title
                        + "</h1>\n" + "<ul>\n" + "  <li><b>站点名：</b>：" + request.getParameter("name")
                        + "\n</li>" + "  <li><b>站点 URL：</b>：" + request.getParameter("url")
                        + "\n</li>" + "</ul>\n" + "</body></html>");
    }

/**
     * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
     */
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                    throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }

}
```

addCookies.jsp

```java
<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" %>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>添加Cookie</title>
</head>
<body>
<form action=/servlet/AddCookies method="GET">
  站点名 ：<input type="text" name="name">
  <br/>
  站点 URL：<input type="text" name="url"/><br>
  <input type="submit" value="提交"/>
</form>
</body>
</html>
```

#### 显示 Cookie

要读取 Cookies，您需要通过调用 `HttpServletRequest` 的 `getCookies()` 方法创建一个 `javax.servlet.http.Cookie` 对象的数组。然后循环遍历数组，并使用 `getName()` 和 `getValue()` 方法来访问每个 cookie 和关联的值。

ReadCookies.java

```java
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.URLDecoder;

@WebServlet("/servlet/ReadCookies")
public class ReadCookies extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

/**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public ReadCookies() {
        super();
    }

/**
     * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
     */
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                    throws ServletException, IOException {
        Cookie cookie = null;
        Cookie[] cookies = null;
        // 获取与该域相关的 Cookie 的数组
        cookies = request.getCookies();

// 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

PrintWriter out = response.getWriter();
        String title = "Delete Cookie Example";
        String docType = "<!DOCTYPE html>\n";
        out.println(docType + "<html>\n" + "<head><title>" + title + "</title></head>\n"
                        + "<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n");
        if (cookies != null) {
            out.println("<h2>Cookie 名称和值</h2>");
            for (int i = 0; i < cookies.length; i++) {
                cookie = cookies[i];
                if ((cookie.getName()).compareTo("name") == 0) {
                    cookie.setMaxAge(0);
                    response.addCookie(cookie);
                    out.print("已删除的 cookie：" + cookie.getName() + "<br/>");
                }
                out.print("名称：" + cookie.getName() + "，");
                out.print("值：" + URLDecoder.decode(cookie.getValue(), "utf-8") + " <br/>");
            }
        } else {
            out.println("<h2 class=\"tutheader\">No Cookie founds</h2>");
        }
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }

}
```

#### 删除 Cookie

Java 中并没有提供直接删除 Cookie 的方法，如果想要删除一个 Cookie，直接将这个 Cookie 的有效期设为 0 就可以了。步骤如下：

1. 读取一个现有的 cookie，并把它存储在 Cookie 对象中。

2. 使用 `setMaxAge()` 方法设置 cookie 的年龄为零，来删除现有的 cookie。

3. 把这个 cookie 添加到响应头。

DeleteCookies.java

```java
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

@WebServlet("/servlet/DeleteCookies")
public class DeleteCookies extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

/**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public DeleteCookies() {
        super();
    }

/**
     * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
     */
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                    throws ServletException, IOException {
        Cookie cookie = null;
        Cookie[] cookies = null;
        // 获取与该域相关的 Cookie 的数组
        cookies = request.getCookies();

// 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");

PrintWriter out = response.getWriter();
        String title = "删除 Cookie 实例";
        String docType = "<!DOCTYPE html>\n";
        out.println(docType + "<html>\n" + "<head><title>" + title + "</title></head>\n"
                        + "<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n");
        if (cookies != null) {
            out.println("<h2>Cookie 名称和值</h2>");
            for (int i = 0; i < cookies.length; i++) {
                cookie = cookies[i];
                if ((cookie.getName()).compareTo("url") == 0) {
                    cookie.setMaxAge(0);
                    response.addCookie(cookie);
                    out.print("已删除的 cookie：" + cookie.getName() + "<br/>");
                }
                out.print("名称：" + cookie.getName() + "，");
                out.print("值：" + cookie.getValue() + " <br/>");
            }
        } else {
            out.println("<h2 class=\"tutheader\">No Cookie founds</h2>");
        }
        out.println("</body>");
        out.println("</html>");
    }

}
```

## Session

### Session 是什么

不同于 Cookie 保存在客户端浏览器中，Session 保存在服务器上。

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 对应的类为 `javax.servlet.http.HttpSession` 类。Session 对象是在客户第一次请求服务器时创建的。

### Session 类中的方法

`javax.servlet.http.HttpSession` 类中的方法：

| **方法**                                            | **功能**                                                                                                                  |
| --------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| public Object getAttribute(String name)             | 该方法返回在该 session 会话中具有指定名称的对象，如果没有指定名称的对象，则返回 null。                                    |
| public Enumeration getAttributeNames()              | 该方法返回 String 对象的枚举，String 对象包含所有绑定到该 session 会话的对象的名称。                                      |
| public long getCreationTime()                       | 该方法返回该 session 会话被创建的时间，自格林尼治标准时间 1970 年 1 月 1 日午夜算起，以毫秒为单位。                       |
| public String getId()                               | 该方法返回一个包含分配给该 session 会话的唯一标识符的字符串。                                                             |
| public long getLastAccessedTime()                   | 该方法返回客户端最后一次发送与该 session 会话相关的请求的时间自格林尼治标准时间 1970 年 1 月 1 日午夜算起，以毫秒为单位。 |
| public int getMaxInactiveInterval()                 | 该方法返回 Servlet 容器在客户端访问时保持 session 会话打开的最大时间间隔，以秒为单位。                                    |
| public void invalidate()                            | 该方法指示该 session 会话无效，并解除绑定到它上面的任何对象。                                                             |
| public boolean isNew()                              | 如果客户端还不知道该 session 会话，或者如果客户选择不参入该 session 会话，则该方法返回 true。                             |
| public void removeAttribute(String name)            | 该方法将从该 session 会话移除指定名称的对象。                                                                             |
| public void setAttribute(String name, Object value) | 该方法使用指定的名称绑定一个对象到该 session 会话。                                                                       |
| public void setMaxInactiveInterval(int interval)    | 该方法在 Servlet 容器指示该 session 会话无效之前，指定客户端请求之间的时间，以秒为单位。                                  |

### 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，服务器会把长时间没有活跃的 Session 从内存中删除。

Session 的超时时间为`maxInactiveInterval`属性，可以通过`getMaxInactiveInterval()`、`setMaxInactiveInterval(longinterval)`来读写这个属性。

Tomcat 中 Session 的默认超时时间为 20 分钟。可以修改 web.xml 改变 Session 的默认超时时间。

例：

```xml
<session-config>
  <session-timeout>60</session-timeout>
</session-config>
```

### Session 对浏览器的要求

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 JESSIONID 的 Cookie，他的值为该 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。

### URL 地址重写

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。

### Session 中禁用 Cookie

在`META-INF/context.xml`中编辑如下：

```xml
<Context path="/SessionNotes" cookies="true">
</Context>
```

部署后，TOMCAT 便不会自动生成名 JESSIONID 的 Cookie，Session 也不会以 Cookie 为识别标志，而仅仅以重写后的 URL 地址为识别标志了。

### Session 实例

#### Session 跟踪

SessionTrackServlet.java

```java
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;

@WebServlet("/servlet/SessionTrackServlet")
public class SessionTrackServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                    throws ServletException, IOException {
        // 如果不存在 session 会话，则创建一个 session 对象
        HttpSession session = request.getSession(true);
        // 获取 session 创建时间
        Date createTime = new Date(session.getCreationTime());
        // 获取该网页的最后一次访问时间
        Date lastAccessTime = new Date(session.getLastAccessedTime());

// 设置日期输出的格式
        SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

String title = "Servlet Session 实例";
        Integer visitCount = new Integer(0);
        String visitCountKey = new String("visitCount");
        String userIDKey = new String("userID");
        String userID = new String("admin");

// 检查网页上是否有新的访问者
        if (session.isNew()) {
            session.setAttribute(userIDKey, userID);
        } else {
            visitCount = (Integer) session.getAttribute(visitCountKey);
            visitCount = visitCount + 1;
            userID = (String) session.getAttribute(userIDKey);
        }
        session.setAttribute(visitCountKey, visitCount);

// 设置响应内容类型
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();

String docType = "<!DOCTYPE html>\n";
        out.println(docType + "<html>\n" + "<head><title>" + title + "</title></head>\n"
                        + "<body bgcolor=\"#f0f0f0\">\n" + "<h1 align=\"center\">" + title
                        + "</h1>\n" + "<h2 align=\"center\">Session 信息</h2>\n"
                        + "<table border=\"1\" align=\"center\">\n" + "<tr bgcolor=\"#949494\">\n"
                        + "  <th>Session 信息</th><th>值</th></tr>\n" + "<tr>\n" + "  <td>id</td>\n"
                        + "  <td>" + session.getId() + "</td></tr>\n" + "<tr>\n"
                        + "  <td>创建时间</td>\n" + "  <td>" + df.format(createTime) + "  </td></tr>\n"
                        + "<tr>\n" + "  <td>最后访问时间</td>\n" + "  <td>" + df.format(lastAccessTime)
                        + "  </td></tr>\n" + "<tr>\n" + "  <td>用户 ID</td>\n" + "  <td>" + userID
                        + "  </td></tr>\n" + "<tr>\n" + "  <td>访问统计：</td>\n" + "  <td>" + visitCount
                        + "</td></tr>\n" + "</table>\n" + "</body></html>");
    }
}
```

web.xml

```xml
<servlet>
  <servlet-name>SessionTrackServlet</servlet-name>
  <servlet-class>SessionTrackServlet</servlet-class>
</servlet>
<servlet-mapping>
  <servlet-name>SessionTrackServlet</servlet-name>
  <url-pattern>/servlet/SessionTrackServlet</url-pattern>
</servlet-mapping>
```

#### 删除 Session 会话数据

当您完成了一个用户的 session 会话数据，您有以下几种选择：

**移除一个特定的属性：**您可以调用 `removeAttribute(String name)` 方法来删除与特定的键相关联的值。

**删除整个 session 会话：**您可以调用 `invalidate()` 方法来丢弃整个 session 会话。

**设置 session 会话过期时间：**您可以调用 `setMaxInactiveInterval(int interval)` 方法来单独设置 session 会话超时。

**注销用户：**如果使用的是支持 servlet 2.4 的服务器，您可以调用 `logout` 来注销 Web 服务器的客户端，并把属于所有用户的所有 session 会话设置为无效。

**web.xml 配置：**如果您使用的是 Tomcat，除了上述方法，您还可以在 web.xml 文件中配置 session 会话超时，如下所示：

```xml
<session-config>
  <session-timeout>15</session-timeout>
</session-config>
```

上面实例中的超时时间是以分钟为单位，将覆盖 Tomcat 中默认的 30 分钟超时时间。

在一个 Servlet 中的 `getMaxInactiveInterval()` 方法会返回 session 会话的超时时间，以秒为单位。所以，如果在 web.xml 中配置 session 会话超时时间为 15 分钟，那么`getMaxInactiveInterval()` 会返回 900。

## Cookie vs Session

### 存取方式

Cookie 只能保存`ASCII`字符串，如果需要存取 Unicode 字符或二进制数据，需要进行`UTF-8`、`GBK`或`BASE64`等方式的编码。

Session 可以存取任何类型的数据，甚至是任何 Java 类。可以将 Session 看成是一个 Java 容器类。

### 隐私安全

Cookie 存于客户端浏览器，一些客户端的程序可能会窥探、复制或修改 Cookie 内容。

Session 存于服务器，对客户端是透明的，不存在敏感信息泄露的危险。

### 有效期

使用 Cookie 可以保证长时间登录有效，只要设置 Cookie 的`maxAge`属性为一个很大的数字。

而 Session 虽然理论上也可以通过设置很大的数值来保持长时间登录有效，但是，由于 Session 依赖于名为`JESSIONID`的 Cookie，而 Cookie `JESSIONID`的`maxAge`默认为-1，只要关闭了浏览器该 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。

### 服务器的开销

由于 Session 是保存在服务器的，每个用户都会产生一个 Session，如果并发访问的用户非常多，会产生很多的 Session，消耗大量的内存。

而 Cookie 由于保存在客户端浏览器上，所以不占用服务器资源。

### 浏览器的支持

Cookie 需要浏览器支持才能使用。

如果浏览器不支持 Cookie，需要使用 Session 以及 URL 地址重写。

需要注意的事所有的用到 Session 程序的 URL 都要使用`response.encodeURL(StringURL)` 或`response.encodeRediretURL(String URL)`进行 URL 地址重写，否则导致 Session 会话跟踪失效。

### 跨域名

- Cookie 支持跨域名。
- Session 不支持跨域名。

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