计算机网络【Cookie和session机制】
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是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。
本章将系统地讲述Cookie与Session机制，并比较说明什么时候不能用Cookie，什么时候不能用Session。
1.1 Cookie机制
在程序中，会话跟踪是很重要的事情。理论上，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。例如，用户A在超市购买的任何商品都应该放在A的购物车内，不论是用户A什么时间购买的，这都是属于同一个会话的，不能放入用户B或用户C的购物车内，这不属于同一个会话。
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。即用户A购买了一件商品放入购物车内，当再次购买商品时服务器已经无法判断该购买行为是属于用户A的会话还是用户B的会话了。要跟踪该会话，必须引入一种机制。
Cookie就是这样的一种机制。它可以弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前，基本上所有的网站都采用Cookie来跟踪会话。
1.1.1 什么是Cookie
Cookie意为“甜饼”，是由W3C组织提出，最早由Netscape社区发展的一种机制。目前Cookie已经成为标准，所有的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持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。怎么办呢？就给客户端们颁发一个通行证吧，每人一个，无论谁访问都必须携带自己通行证。这样服务器就能从通行证上确认客户身份了。这就是Cookie的工作原理。
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。当浏览器再请求该网站时，浏览器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。在浏览器地址栏输入**javascript:alert (document. cookie)**就可以了（需要有网才能查看）。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，如图1.1所示。
图1.1中弹出的对话框中显示的为Baidu网站的Cookie。其中第一行BAIDUID记录的就是笔者的身份helloweenvsfei，只是Baidu使用特殊的方法将Cookie信息加密了。
注意：Cookie功能需要浏览器的支持。
如果浏览器不支持Cookie（如大部分手机中的浏览器）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。
IE浏览器会在“C:\Documents and Settings\你的用户名\Cookies”文件夹下以文本文件形式保存，一个文本文件保存一个Cookie。
1.1.2 Unicode编码：保存中文
中文与英文字符不同，中文属于Unicode字符，在内存中占4个字符，而英文属于ASCII字符，内存中只占2个字节。Cookie中使用Unicode字符时需要对Unicode字符进行编码，否则会乱码。
提示：Cookie中保存中文只能编码。一般使用UTF-8编码即可。不推荐使用GBK等中文编码，因为浏览器不一定支持，而且JavaScript也不支持GBK编码。
1.1.3 BASE64编码：保存二进制图片
Cookie不仅可以使用ASCII字符与Unicode字符，还可以使用二进制数据。例如在Cookie中使用数字证书，提供安全度。使用二进制数据时也需要进行编码。
注意：本程序仅用于展示Cookie中可以存储二进制内容，并不实用。由于浏览器每次请求服务器都会携带Cookie，因此Cookie内容不宜过多，否则影响速度。Cookie的内容应该少而精。
1.1.4 设置Cookie的所有属性
除了name与value之外，Cookie还具有其他几个常用的属性。每个属性对应一个getter方法与一个setter方法。Cookie类的所有属性如表1.1所示。
| 属 性 名 | 描 述 |
|---|---|
| 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。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 |
| 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。注意最后一个字符必须为“/” |
| 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的用处说明。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 2109规范 |
1.1.5 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(int maxAge)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信息将永远有效。
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置生命周期为MAX_VALUE
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
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，
例如：
Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(0); // 设置生命周期为0，不能为负数
response.addCookie(cookie); // 必须执行这一句
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。
注意：从客户端读取Cookie时，包括maxAge在内的其他属性都是不可读的，也不会被提交。浏览器提交Cookie时只会提交name与value属性。maxAge属性只被浏览器用来判断Cookie是否过期。
1.1.6 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，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。注意是0而不是负数。负数代表其他的意义。读者可以通过上例的程序进行验证，设置不同的属性。
注意：修改、删除Cookie时，新建的Cookie除value、maxAge之外的所有属性，例如name、path、domain等，都要与原Cookie完全一样。否则，浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖，导致修改、删除失败。
1.2 Session机制
除了使用Cookie，Web应用程序中还经常使用Session来记录客户端状态。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。
1.2.1 什么是Session
Session是另一种记录客户状态的机制，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中查找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。
1.2.2 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。
1.2.3 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maxInactiveInterval属性，可以通过对应的getMaxInactiveInterval()获取，通过setMaxInactiveInterval(longinterval)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。
1.2.4 Session的常用方法
Session中包括各种方法，使用起来要比Cookie方便得多。Session的常用方法如表1.2所示。
表1.2 HttpSession的常用方法
| 方 法 名 | 描 述 |
|---|---|
| void setAttribute(String attribute, Object value) | 设置Session属性。value参数可以为任何Java Object。通常为Java Bean。value信息不宜过大 |
| String getAttribute(String attribute) | 返回Session属性 |
| Enumeration getAttributeNames() | 返回Session中存在的属性名 |
| void removeAttribute(String attribute) | 移除Session属性 |
| String getId() | 返回Session的ID。该ID由服务器自动创建，不会重复 |
| long getCreationTime() | 返回Session的创建日期。返回类型为long，常被转化为Date类型，例如：Date createTime = new Date(session.get CreationTime()) |
| long getLastAccessedTime() | 返回Session的最后活跃时间。返回类型为long |
| int getMaxInactiveInterval() | 返回Session的超时时间。单位为秒。超过该时间没有访问，服务器认为该Session失效 |
| void setMaxInactiveInterval(int second) | 设置Session的超时时间。单位为秒 |
| void putValue(String attribute, Object value) | 不推荐的方法。已经被setAttribute(String attribute, Object Value)替代 |
| Object getValue(String attribute) | 不被推荐的方法。已经被getAttribute(String attr)替代 |
| boolean isNew() | 返回该Session是否是新创建的 |
| void invalidate() | 使该Session失效 |
Tomcat中Session的默认超时时间为20分钟。通过setMaxInactiveInterval(int seconds)修改超时时间。可以修改web.xml改变Session的默认超时时间。例如修改为60分钟：
<session-config>
<session-timeout>60</session-timeout> <!-- 单位：分钟 -->
</session-config>
注意：参数的单位为分钟，而setMaxInactiveInterval(int s)单位为秒。
1.2.5 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（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。
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。例如，在链接上右击，在弹出的快捷菜单中选择“在新窗口中打开”时，子窗口便可以访问父窗口的Session。
如果客户端浏览器将Cookie功能禁用，或者不支持Cookie怎么办？例如，绝大多数的手机浏览器都不支持Cookie。Java Web提供了另一种解决方案：URL地址重写。
3. cookie和session的区别
1、cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上.
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简单的说，当你登录一个网站的时候，如果web服务器端使用的是session，那么所有的数据都保存在服务器上面，
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客户端每次请求服务器的时候会发送当前会话的session_id，服务器根据当前session_id判断相应的用户数据标志，以确定用户是否登录，或具有某种权限。
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由于数据是存储在服务器 上面，所以你不能伪造，但是如果你能够获取某个登录用户的session_id，用特殊的浏览器伪造该用户的请求也是能够成功的。
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session_id是服务器和客户端链接时候随机分配的，一般来说是不会有重复，但如果有大量的并发请求，也不是没有重复的可能性。
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Session是由应用服务器维持的一个服务器端的存储空间，用户在连接服务器时，会由服务器生成一个唯一的SessionID,用该SessionID 为标识符来存取服务器端的Session存储空间。而SessionID这一数据则是保存到客户端，用Cookie保存的，用户提交页面时，会将这一 SessionID提交到服务器端，来存取Session数据。这一过程，是不用开发人员干预的。所以一旦客户端禁用Cookie，那么Session也会失效。
2、cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗考虑到安全应当使用session。
3、设置cookie时间可以使cookie过期。但是使用session-destory（），我们将会销毁会话。
4、session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能考虑到减轻服务器性能方面，应当使用cookie。
5、单个cookie保存的数据不能超过4K，很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。(Session对象没有对存储的数据量的限制，其中可以保存更为复杂的数据类型)
注意:
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session很容易失效,用户体验很差;
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虽然cookie不安全,但是可以加密 ;
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cookie也分为永久和暂时存在的;
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浏览器 有禁止cookie功能 ,但一般用户都不会设置;
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一定要设置失效时间,要不然浏览器关闭就消失了;
例如: 两者最大的区别在于生存周期，一个是IE启动到IE关闭.(浏览器页面一关 ,session就消失了)，一个是预先设置的生存周期，或永久的保存于本地的文件。(cookie)
- Session信息是存放在server端，但session id是存放在client cookie的，当然php的session存放方法是多样化的，这样就算禁用cookie一样可以跟踪；
然浏览器关闭就消失了;
例如: 两者最大的区别在于生存周期，一个是IE启动到IE关闭.(浏览器页面一关 ,session就消失了)，一个是预先设置的生存周期，或永久的保存于本地的文件。(cookie)
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Session信息是存放在server端，但session id是存放在client cookie的，当然php的session存放方法是多样化的，这样就算禁用cookie一样可以跟踪；
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Cookie是完全保持在客户端的如：IE firefox 当客户端禁止cookie时将不能再使用；