Session實(shí)現(xiàn)原理

HTTP協(xié)議 （ http://www.w3.org/Protocols/ ）是“一次性單向”協(xié)議。
服務(wù)端不能主動(dòng)連接客戶端，只能被動(dòng)等待并答復(fù)客戶端請(qǐng)求?？蛻舳诉B接服務(wù)端，發(fā)出一個(gè)HTTP Request，服務(wù)端處理請(qǐng)求，并且返回一個(gè)HTTP Response給客戶端，本次HTTP Request-Response Cycle結(jié)束。
我們看到，HTTP協(xié)議本身并不能支持服務(wù)端保存客戶端的狀態(tài)信息。于是，Web Server中引入了session的概念，用來保存客戶端的狀態(tài)信息。
這里用一個(gè)形象的比喻來解釋session的工作方式。假設(shè)Web Server是一個(gè)商場(chǎng)的存包處，HTTP Request是一個(gè)顧客，第一次來到存包處，管理員把顧客的物品存放在某一個(gè)柜子里面（這個(gè)柜子就相當(dāng)于Session），然后把一個(gè)號(hào)碼牌交給這個(gè)顧客，作為取包憑證（這個(gè)號(hào)碼牌就是Session ID）。顧客（HTTP Request）下一次來的時(shí)候，就要把號(hào)碼牌（Session ID）交給存包處（Web Server）的管理員。管理員根據(jù)號(hào)碼牌（Session ID）找到相應(yīng)的柜子（Session），根據(jù)顧客（HTTP Request）的請(qǐng)求，Web Server可以取出、更換、添加柜子（Session）中的物品，Web Server也可以讓顧客（HTTP Request）的號(hào)碼牌和號(hào)碼牌對(duì)應(yīng)的柜子（Session）失效。顧客（HTTP Request）的忘性很大，管理員在顧客回去的時(shí)候（HTTP Response）都要重新提醒顧客記住自己的號(hào)碼牌（Session ID）。這樣，顧客（HTTP Request）下次來的時(shí)候，就又帶著號(hào)碼牌回來了。
我們可以看到，Session ID實(shí)際上是在客戶端和服務(wù)端之間通過HTTP Request和HTTP Response傳來傳去的。

我們看到，號(hào)碼牌（Session ID）必須包含在HTTP Request里面。關(guān)于HTTP Request的具體格式，請(qǐng)參見HTTP協(xié)議（http://www.w3.org/Protocols/ ）。這里只做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
在Java Web Server（即Servlet/JSP Server）中，Session ID用jsessionid表示（請(qǐng)參見Servlet規(guī)范）。
HTTP Request一般由3部分組成：
（1）Request Line
這一行由HTTP Method（如GET或POST）、URL、和HTTP版本號(hào)組成。
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
這部分定義了一些重要的頭部信息，如，瀏覽器的種類，語言，類型。Request Headers中還可以包括Cookie的定義。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為空。
如果HTTP Method是POST，說明這個(gè)HTTP Request是submit一個(gè)HTML Form的結(jié)果，
那么Message Body為HTML Form里面定義的Input屬性。例如，
user=guest
password=guest
jsessionid=1001
主意，如果把HTML Form元素的Method屬性改為GET。那么，Message Body為空，所有的Input屬性都會(huì)加在URL的后面。你在瀏覽器的URL地址欄中會(huì)看到這些屬性，類似于
http://www.somesite/login.do?user=guest&password=guest&jsessionid=1001

從理論上來說，這3個(gè)部分（Request URL，Cookie Header, Message Body）都可以用來存放Session ID。由于Message Body方法必須需要一個(gè)包含Session ID的HTML Form，所以這種方法不通用。
一般用來實(shí)現(xiàn)Session的方法有兩種：
（1）URL重寫。
Web Server在返回Response的時(shí)候，檢查頁面中所有的URL，包括所有的連接，和HTML Form的Action屬性，在這些URL后面加上“;jsessionid=XXX”。
下一次，用戶訪問這個(gè)頁面中的URL。jsessionid就會(huì)傳回到Web Server。
（2）Cookie。
如果客戶端支持Cookie，Web Server在返回Response的時(shí)候，在Response的Header部分，加入一個(gè)“set-cookie: jsessionid=XXXX”header屬性，把jsessionid放在Cookie里傳到客戶端。
客戶端會(huì)把Cookie存放在本地文件里，下一次訪問Web Server的時(shí)候，再把Cookie的信息放到HTTP Request的“Cookie”header屬性里面，這樣jsessionid就隨著HTTP Request返回給Web Server。

我們來看Tomcat5的源代碼如何支持jsessionid。
org.apache.coyote.tomcat5.CoyoteResponse類的toEncoded()方法支持URL重寫。
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());
}
我們來看org.apache.coyote.tomcat5.CoyoteRequest的兩個(gè)方法configureSessionCookie()
doGetSession()用Cookie支持jsessionid.
/**
* Configures the given JSESSIONID cookie.
*
* @param cookie The JSESSIONID cookie to be configured
*/
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的典型應(yīng)用是存放用戶的Login信息，如用戶名，密碼，權(quán)限角色等信息，應(yīng)用程序（如Email服務(wù)、網(wǎng)上銀行等系統(tǒng)）根據(jù)這些信息進(jìn)行身份驗(yàn)證和權(quán)限驗(yàn)證