深入理解Web会话管理的方式

深入理解Web会话管理的方式

http是无状态的，一次请求结束，连接断开，下次服务器再收到请求，它就不知道这个请求是哪个用户发过来的。当然它知道是哪个客户端地址发过来的，但是对于我们的应用来说，我们是靠用户来管理，而不是靠客户端。所以对我们的应用而言，它是需要有状态管理的，以便服务端能够准确的知道http请求是哪个用户发起的，从而判断他是否有权限继续这个请求。这个过程就是常说的会话管理。它也可以简单理解为一个用户从登录到退出应用的一段期间。本文总结了3种常见的实现web应用会话管理的方式：

1）基于server端session的管理方式

2）cookie-base的管理方式

3）token-base的管理方式

这些内容可以帮助加深对web中用户登录机制的理解，对实际项目开发也有参考价值，欢迎阅读与指正。

1. 基于server端session的管理

在早期web应用中，通常使用服务端session来管理用户的会话。快速了解服务端session:

1) 服务端session是用户第一次访问应用时，服务器就会创建的对象，代表用

户的一次会话过程，可以用来存放数据。服务器为每一个session都分配一个唯一的sessionid，以保证每个用户都有一个不同的session对象。

2）服务器在创建完session后，会把sessionid通过cookie返回给用户所在的浏览器，这样当用户第二次及以后向服务器发送请求的时候，就会通过cookie 把sessionid传回给服务器，以便服务器能够根据sessionid找到与该用户对应的session对象。

3）session通常有失效时间的设定，比如2个小时。当失效时间到，服务器会销毁之前的session，并创建新的session返回给用户。但是只要用户在失效时间内，有发送新的请求给服务器，通常服务器都会把他对应的session的失效时间根据当前的请求时间再延长2个小时。

4）session在一开始并不具备会话管理的作用。它只有在用户登录认证成功之后，并且往sesssion对象里面放入了用户登录成功的凭证，才能用来管理会话。管理会话的逻辑也很简单，只要拿到用户的session对象，看它里面有没有登录成功的凭证，就能判断这个用户是否已经登录。当用户主动退出的时候，会把它的session对象里的登录凭证清掉。所以在用户登录前或退出后或者session对象失效时，肯定都是拿不到需要的登录凭证的。

以上过程可简单使用流程图描述如下：

主流的web开发平台（java,.net,php）都原生支持这种会话管理的方式，而且开发起来很简单，相信大部分后端开发人员在入门的时候都了解并使用过它。它还有一个比较大的优点就是安全性好，因为在浏览器端与服务器端保持会话状态的媒介始终只是一个sessionid串，只要这个串够随机，攻击者就不能轻易冒充他人的sessionid进行操作；除非通过CSRF或http劫持的方式，才有可能冒充别人进行操作；即使冒充成功，也必须被冒充的用户session里面包含有效的登录凭证才行。但是在真正决定用它管理会话之前，也得根据自己的应用情况考虑以下几个问题：

1）这种方式将会话信息存储在web服务器里面，所以在用户同时在线量比较多时，这些会话信息会占据比较多的内存；

2）当应用采用集群部署的时候，会遇到多台web服务器之间如何做session 共享的问题。因为session是由单个服务器创建的，但是处理用户请求的服务器不一定是那个创建session的服务器，这样他就拿不到之前已经放入到session 中的登录凭证之类的信息了；

3）多个应用要共享session时，除了以上问题，还会遇到跨域问题，因为不同的应用可能部署的主机不一样，需要在各个应用做好cookie跨域的处理。

针对问题1和问题2，我见过的解决方案是采用redis这种中间服务器来管理session的增删改查，一来减轻web服务器的负担，二来解决不同web服务器共享session的问题。针对问题3，由于服务端的session依赖cookie来传递sessionid，所以在实际项目中，只要解决各个项目里面如何实现sessionid的cookie跨域访问即可，这个是可以实现的，就是比较麻烦，前后端有可能都要做处理。

如果不考虑以上三个问题，这种管理方式比较值得使用，尤其是一些小型的web 应用。但是一旦应用将来有扩展的必要，那就得谨慎对待前面的三个问题。如果真要在项目中使用这种方式，推荐结合单点登录框架如CAS一起用，这样会使应用的扩展性更强。

2. cookie-based的管理方式

由于前一种方式会增加服务器的负担和架构的复杂性，所以后来就有人想出直接把用户的登录凭证直接存到客户端的方案，当用户登录成功之后，把登录凭证写到cookie里面，并给cookie设置有效期，后续请求直接验证存有登录凭证的cookie是否存在以及凭证是否有效，即可判断用户的登录状态。使用它来实现会话管理的整体流程如下：

1）用户发起登录请求，服务端根据传入的用户密码之类的身份信息，验证用户是否满足登录条件，如果满足，就根据用户信息创建一个登录凭证，这个登录凭证简单来说就是一个对象，最简单的形式可以只包含用户id，凭证创建时间和过期时间三个值。

2）服务端把上一步创建好的登录凭证，先对它做数字签名，然后再用对称加密算法做加密处理，将签名、加密后的字串，写入cookie。cookie的名字必须固定（如ticket），因为后面再获取的时候，还得根据这个名字来获取cookie值。这一步添加数字签名的目的是防止登录凭证里的信息被篡改，因为一旦信息被篡改，那么下一步做签名验证的时候肯定会失败。做加密的目的，是防止cookie 被别人截取的时候，无法轻易读到其中的用户信息。

3）用户登录后发起后续请求，服务端根据上一步存登录凭证的cookie名字，获取到相关的cookie值。然后先做解密处理，再做数字签名的认证，如果这两步都失败，说明这个登录凭证非法；如果这两步成功，接着就可以拿到原始存入的登录凭证了。然后用这个凭证的过期时间和当前时间做对比，判断凭证是否过