Cookie和Session

会话（Session）跟踪是Web程序中经常使用的技术，用来跟踪用户的整个会话。经常使用的会话跟踪技术是Cookie与Session。

Cookie通过在client记录信息确定用户身份，Session通过在server端记录信息确定用户身份。

本章将系统地讲述Cookie与Session机制，并比較说明什么时候不能用Cookie。什么时候不能用Session。

Cookie机制

Cookie技术是client的解决方式，Cookie就是由server发给client的特殊信息。而这些信息以文本文件的方式存放在client，然后client每次向server发送请求的时候都会带上这些特殊的信息。

让我们说得更详细一些：当用户使用浏览器訪问一个支持Cookie的站点的时候，用户会提供包含username在内的个人信息而且提交至server；接着，server在向client回传对应的超文本的同一时候也会发回这些个人信息，当然这些信息并非存放在HTTP响应体（Response Body）中的，而是存放于HTTP响应头（Response Header）；当client浏览器接收到来自server的响应之后，浏览器会将这些信息存放在一个统一的位置。对于Windows操作系统而言，我们能够从： [系统盘]:\Documents and Settings\[username]\Cookies文件夹中找到存储的Cookie；自此。client再向server发送请求的时候，都会把相应的Cookie再次发回至server。

而这次，Cookie信息则存放在HTTP请求头（Request Header）了。

有了Cookie这种技术实现，server在接收到来自client浏览器的请求之后，就行通过分析存放于请求头的Cookie得到client特有的信息。从而动态生成与该client相相应的内容。

通常。我们可以从非常多站点的登录界面中看到“请记住我”这种选项，假设你勾选了它之后再登录，那么在下一次訪问该站点的时候就不须要进行反复而繁琐的登录动作了。而这个功能就是通过Cookie实现的。

在程序中，会话跟踪是非常重要的事情。理论上。一个用户的全部请求操作都应该属于同一个会话。而还有一个用户的全部请求操作则应该属于还有一个会话。二者不能混淆。

比如。用户A在超市购买的不论什么商品都应该放在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协议数据传输的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完成，client与server端的连接就会关闭，再次交换数据须要建立新的连接。

这就意味着server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server已经无法推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就是这种一种机制。它能够弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前，基本上全部的站点都採用Cookie来跟踪会话。

假设你把Cookies看成为http协议的一个扩展的话，理解起来就easy的多了。事实上本质上cookies就是http的一个扩展。

有两个http头部是专门负责设置以及发送cookie的,它们各自是Set-Cookie以及Cookie。当server返回给client一个http响应信息时，当中假设包括Set-Cookie这个头部时。意思就是指示client建立一个cookie。而且在兴许的http请求中自己主动发送这个cookie到server端，直到这个cookie过期。

假设cookie的生存时间是整个会话期间的话，那么浏览器会将cookie保存在内存中，浏览器关闭时就会自己主动清除这个cookie。第二种情况就是保存在client的硬盘中。浏览器关闭的话，该cookie也不会被清除。下次打开浏览器訪问相应站点时，这个cookie就会自己主动再次发送到server端。一个cookie的设置以及发送过程分为下面四步：

client发送一个http请求到server端 server端发送一个http响应到client，当中包括Set-Cookie头部 client发送一个http请求到server端。当中包括Cookie头部 server端发送一个http响应到client

这个通讯过程也能够用下面下示意图来描写叙述：

在client的第二次请求中包括的Cookie头部中，提供给了server端能够用来唯一标识client身份的信息。这时，server端也就能够推断client是否启用了cookies。

虽然，用户可能在和应用程序交互的过程中突然禁用cookies的使用，可是，这个情况基本是不太可能发生的，所以能够不加以考虑。这在实践中也被证明是对的。

除了cookies,client还能够将发送给server的数据包括在请求的url中，比方请求的參数或者请求的路径中。

我们来看一个常规的http get 请求样例：

GET /index.php?

foo=bar HTTP/1.1 Host: example.org

第二种client传递数据到server端的方式是将数据包括在http请求的内容区域内。

这样的方式须要请求的类型是POST的。看以下一个样例：

POST /index.php HTTP/1.1 Host: example.org Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 7

foo=bar

在一个请求中。能够同一时候包括这两种形式的数据：

POST /index.php?myget=foo HTTP/1.1 Host: example.orgContent-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 11

mypost=bar

这两种传递数据的方式，比起用cookies来传递数据更稳定，由于cookie可能被禁用。可是以GET以及POST方式传递数据时，不存在这样的情况。我们能够将PHPSESSID包括在http请求的url中，就像以下的样例一样：

GET /index.php?PHPSESSID=12345 HTTP/1.1 Host: example.org

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。眼下Cookie已经成为标准。全部的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持Cookie。

因为HTTP是一种无状态的协议。server单从网络连接上无从知道客户身份。怎么办呢？就给client们颁发一个通行证吧，每人一个，不管谁訪问都必须携带自己通行证。

这样server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。

client请求server。假设server须要记录该用户状态。就使用response向client浏览器颁发一个Cookie。client浏览器会把Cookie保存起来。

当浏览器再请求该站点时。浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给server。server检查该Cookie，以此来辨认用户状态。

server还能够依据须要改动Cookie的内容。

查看某个站点颁发的Cookie非常easy。在浏览器地址栏输入javascript:alert (document. cookie)就能够了。JavaScript脚本会弹出一个对话框显示本站点颁发的全部Cookie的内容。

上图中弹出的对话框中显示的为Baidu站点的Cookie。当中第一行BAIDUID记录的就是笔者的身份helloweenvsfei，仅仅是Baidu使用特殊的方法将Cookie信息加密了。

注意：Cookie功能须要浏览器的支持。假设浏览器不支持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。

不同的浏览器採用不同的方式保存Cookie。IE浏览器会在“C:\Documents and Settings\你的username\Cookies”目录下以文本文件形式保存，一个文本文件保存一个Cookie。

记录用户訪问次数

Java中把Cookie封装成了javax.servlet.http.Cookie类。每一个Cookie都是该Cookie类的对象。server通过操作Cookie类对象对clientCookie进行操作。

通过request.getCookie()获取client提交的全部Cookie（以Cookie[]数组形式返回）。通过response.addCookie(Cookiecookie)向client设置Cookie。

Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态。一个Cookie对象保存一个属性对。一个request或者response同一时候使用多个Cookie。

由于Cookie类位于包javax.servlet.http.*以下。所以JSP中不须要import该类。

Cookie的不可跨域名性

非常多站点都会使用Cookie。

比如。Google会向client颁发Cookie。Baidu也会向client颁发Cookie。

那浏览器訪问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢？或者Google能不能改动Baidu颁发的Cookie呢？

答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。依据Cookie规范，浏览器訪问Google仅仅会携带Google的Cookie，而不会携带Baidu的Cookie。Google也仅仅能操作Google的Cookie，而不能操作Baidu的Cookie。

Cookie在client是由浏览器来管理的。浏览器可以保证Google仅仅会操作Google的Cookie而不会操作Baidu的Cookie。从而保证用户的隐私安全。浏览器推断一个站点能否操作还有一个站点Cookie的根据是域名。Google与Baidu的域名不一样，因此Google不能操作Baidu的Cookie。

须要注意的是。尽管站点images.google.com与站点www.google.com同属于Google，可是域名不一样，二者相同不能互相操作彼此的Cookie。

注意：用户登录站点www.google.com之后会发现訪问images.google.com时登录信息仍然有效，而普通的Cookie是做不到的。这是由于Google做了特殊处理。本章后面也会对Cookie做类似的处理。

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。内存中仅仅占2个字节。

Cookie中使用Unicode字符时须要对Unicode字符进行编码。否则会乱码。

提示：Cookie中保存中文仅仅能编码。一般使用UTF-8编码就可以。

不推荐使用GBK等中文编码，由于浏览器不一定支持。并且JavaScript也不支持GBK编码。

BASE64编码：保存二进制图片

Cookie不仅能够使用ASCII字符与Unicode字符，还能够使用二进制数据。

比如在Cookie中使用数字证书。提供安全度。

使用二进制数据时也须要进行编码。

注意：本程序仅用于展示Cookie中能够存储二进制内容。并不有用。因为浏览器每次请求server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。

设置Cookie的全部属性

除了name与value之外，Cookie还具有其它几个经常使用的属性。每一个属性相应一个getter方法与一个setter方法。Cookie类的全部属性例如以下所看到的。

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。

假设值为Unicode字符。须要为字符编码。

假设值为二进制数据，则须要使用BASE64编码。 int maxAge：该Cookie失效的时间，单位秒。

假设为正数。则该Cookie在maxAge秒之后失效。

假设为负数，该Cookie为暂时Cookie。关闭浏览器即失效，浏览器也不会以不论什么形式保存该Cookie。

假设为0。表示删除该Cookie。默觉得–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，在网络上数据传输之前先将数据加密。默觉得false。 String path：该Cookie的使用路径。假设设置为“/sessionWeb/”。则仅仅有contextPath为“/sessionWeb”的程序能够訪问该Cookie。

假设设置为“/”，则本域名下contextPath都能够訪问该Cookie。注意最后一个字符必须为“/”。 String domain：能够訪问该Cookie的域名。假设设置为“.google.com”，则全部以“google.com”结尾的域名都能够訪问该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。0表示遵循Netscape的Cookie规范，1表示遵循W3C的RFC 2109规范。

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。 假设maxAge属性为正数，则表示该Cookie会在maxAge秒之后自己主动失效。浏览器会将maxAge为正数的Cookie持久化。即写到相应的Cookie文件里。

不管客户关闭了浏览器还是电脑，仅仅要还在maxAge秒之前，登录站点时该Cookie仍然有效。以下代码中的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client

假设maxAge为负数，则表示该Cookie仅在本浏览器窗体以及本窗体打开的子窗体内有效，关闭窗体后该Cookie即失效。

maxAge为负数的Cookie，为暂时性Cookie。不会被持久化，不会被写到Cookie文件里。

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。

假设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：

cookie.setMaxAge(0); // 设置生命周期为0，不能为负数

response.addCookie(cookie); // 必须运行这一句

response对象提供的Cookie操作方法仅仅有一个加入操作add(Cookie cookie)。要想改动Cookie仅仅能使用一个同名的Cookie来覆盖原来的Cookie，达到改动的目的。删除时仅仅须要把maxAge改动为0就可以。

注意：从client读取Cookie时，包含maxAge在内的其它属性都是不可读的，也不会被提交。

浏览器提交Cookie时仅仅会提交name与value属性。maxAge属性仅仅被浏览器用来推断Cookie是否过期。

Cookie的改动、删除

Cookie并不提供改动、删除操作。假设要改动某个Cookie，仅仅须要新建一个同名的Cookie。加入到response中覆盖原来的Cookie。假设要删除某个Cookie，仅仅须要新建一个同名的Cookie。并将maxAge设置为0，并加入到response中覆盖原来的Cookie。

注意是0而不是负数。

负数代表其它的意义。读者能够通过上例的程序进行验证，设置不同的属性。

注意：改动、删除Cookie时。新建的Cookie除value、maxAge之外的全部属性，比如name、path、domain等，都要与原Cookie全然一样。

否则。浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖，导致改动、删除失败。

Cookie的域名

Cookie是不可跨域名的。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。

隐私安全机制可以禁止站点非法获取其它站点的Cookie。

正常情况下，同一个一级域名下的两个二级域名如www.helloweenvsfei.com和images.helloweenvsfei.com也不能交互使用Cookie，由于二者的域名并不严格同样。假设想全部helloweenvsfei.com名下的二级域名都能够使用该Cookie，须要设置Cookie的domain參数。比如：

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie

cookie.setDomain(".helloweenvsfei.com"); // 设置域名

cookie.setPath("/"); // 设置路径

cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置有效期

读者能够改动本机C:\WINDOWS\system32\drivers\etc下的hosts文件来配置多个暂时域名，然后使用setCookie.jsp程序来设置跨域名Cookie验证domain属性。

注意：domain參数必须以点(“.”)開始。另外。name同样但domain不同的两个Cookie是两个不同的Cookie。假设想要两个域名全然不同的站点共同拥有Cookie，能够生成两个Cookie，domain属性分别为两个域名，输出到client。

Cookie的路径

domain属性决定执行訪问Cookie的域名，而path属性决定同意訪问Cookie的路径（ContextPath）。比如。假设仅仅同意/sessionWeb/下的程序使用Cookie。能够这么写：

cookie.setPath("/session/"); // 设置路径

设置为“/”时同意全部路径使用Cookie。path属性须要使用符号“/”结尾。name同样但domain不同的两个Cookie也是两个不同的Cookie。

注意：页面仅仅能获取它属于的Path的Cookie。比如/session/test/a.jsp不能获取到路径为/session/abc/的Cookie。使用时一定要注意。

1. domain表示的是cookie所在的域，默觉得请求的地址，如网址为www.test.com/test/test.aspx。那么domain默觉得www.test.com。

   而跨域訪问，如域A为t1.test.com，域B为t2.test.com，那么在域A生产一个令域A和域B都能訪问的cookie就要将该cookie的domain设置为.test.com。假设要在域A生产一个令域A不能訪问而域B能訪问的cookie就要将该cookie的domain设置为t2.test.com。

2. path表示cookie所在的文件夹，默觉得/。就是根文件夹。在同一个server上有文件夹例如以下：/test/,/test/cd/,/test/dd/，现设一个cookie1的path为/test/。cookie2的path为/test/cd/，那么test下的全部页面都能够訪问到cookie1，而/test/和/test/dd/的子页面不能訪问cookie2。这是由于cookie能让其path路径下的页面訪问。
3. 浏览器会将domain和path都同样的cookie保存在一个文件中，cookie间用*隔开。

Cookie的安全属性

HTTP协议不仅是无状态的，并且是不安全的。

使用HTTP协议的数据不经过不论什么加密就直接在网络上传播。有被截获的可能。使用HTTP协议传输非常机密的内容是一种隐患。

假设不希望Cookie在HTTP等非安全协议中传输。能够设置Cookie的secure属性为true。浏览器仅仅会在HTTPS和SSL等安全协议中传输此类Cookie。以下的代码设置secure属性为true：

Cookie cookie = new Cookie("time", "20080808"); // 新建Cookie

cookie.setSecure(true); // 设置安全属性

提示：secure属性并不能对Cookie内容加密，因而不能保证绝对的安全性。

假设须要高安全性，须要在程序中对Cookie内容加密、解密。以防泄密。

JavaScript操作Cookie

Cookie是保存在浏览器端的，因此浏览器具有操作Cookie的先决条件。

浏览器能够使用脚本程序如JavaScript或者VBScript等操作Cookie。

这里以JavaScript为例介绍经常使用的Cookie操作。

比如以下的代码会输出本页面全部的Cookie。

<script>document.write(document.cookie);</script>

`

因为JavaScript可以随意地读写Cookie，有些好事者便想使用JavaScript程序去窥探用户在其它站点的Cookie。

只是这是徒劳的。W3C组织早就意识到JavaScript对Cookie的读写所带来的安全隐患并加以防备了，W3C标准的浏览器会阻止JavaScript读写不论什么不属于自己站点的Cookie。换句话说，A站点的JavaScript程序读写B站点的Cookie不会有不论什么结果。

案例：永久登录

假设用户是在自己家的电脑上上网。登录时就能够记住他的登录信息，下次訪问时不须要再次登录，直接訪问就可以。

实现方法是把登录信息如账号、password等保存在Cookie中，并控制Cookie的有效期。下次訪问时再验证Cookie中的登录信息就可以。

保存登录信息有多种方案。最直接的是把username与password都保持到Cookie中，下次訪问时检查Cookie中的username与password，与数据库比較。这是一种比較危急的选择。一般不把password等重要信息保存到Cookie中。

另一种方案是把password加密后保存到Cookie中，下次訪问时解密并与数据库比較。

这样的方案稍微安全一些。

假设不希望保存password。还能够把登录的时间戳保存到Cookie与数据库中，到时仅仅验证username与登录时间戳就能够了。

这几种方案验证账号时都要查询数据库。

本例将採用还有一种方案，仅仅在登录时查询一次数据库。以后訪问验证登录信息时不再查询数据库。实现方式是把账号依照一定的规则加密后。连同账号一块保存到Cookie中。下次訪问时仅仅须要推断账号的加密规则是否正确就可以。

本例把账号保存到名为account的Cookie中，把账号连同密钥用MD1算法加密后保存到名为ssid的Cookie中。验证时验证Cookie中的账号与密钥加密后是否与Cookie中的ssid相等。相关代码例如以下： loginCookie.jsp：

<%@ page language="java" pageEncoding="UTF-8" isErrorPage="false" %>

<%!                                                  // JSP方法

    private static final String KEY =":[email protected]"; // 密钥 

    public final static String calcMD1(String ss) { // MD1 加密算法

       String s = ss == null ?

"" : ss; // 若为null返回空

       char hexDigits[] = { '0','1', '2', '3', '4', '1', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' }; // 字典

       try {

           byte[] strTemp = s.getBytes();                          // 获取字节

           MessageDigestmdTemp = MessageDigest.getInstance("MD1"); // 获取MD1

           mdTemp.update(strTemp);                                // 更新数据

           byte[] md =mdTemp.digest();                        // 加密

           int j =md.length;                                 // 加密后的长度

           char str[] = new char[j * 2];                       // 新字符串数组

           int k =0;                                         // 计数器k

           for (int i = 0; i< j; i++) {                       // 循环输出

               byte byte0 = md[i];

               str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];

               str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];

           }

           return new String(str);                             // 加密后字符串

       } catch (Exception e){return null; }

    }

%>

<%

   request.setCharacterEncoding("UTF-8");          // 设置request编码

   response.setCharacterEncoding("UTF-8");        // 设置response编码

   String action =request.getParameter("action"); // 获取action參数

   if("login".equals(action)) {                       // 假设为login动作

        String account =request.getParameter("account"); // 获取account參数

        String password =request.getParameter("password"); // 获取password參数

        int timeout = new Integer(request.getParameter("timeout")); // 获取timeout參数

        String ssid =calcMD1(account + KEY); // 把账号、密钥使用MD1加密后保存

        Cookie accountCookie = new Cookie("account", account); // 新建Cookie

        accountCookie.setMaxAge(timeout);              // 设置有效期

        Cookie ssidCookie =new Cookie("ssid", ssid);   // 新建Cookie

       ssidCookie.setMaxAge(timeout);                 // 设置有效期

       response.addCookie(accountCookie);             // 输出到client

       response.addCookie(ssidCookie);            // 输出到client

       // 又一次请求本页面。參数中带有时间戳，禁止浏览器缓存页面内容

       response.sendRedirect(request.getRequestURI() + "?" + System.currentTimeMillis());

       return;

    } else if("logout".equals(action)) {                  // 假设为logout动作

       CookieaccountCookie = new Cookie("account", ""); // 新建Cookie，内容为空

       accountCookie.setMaxAge(0); // 设置有效期为0，删除

       Cookie ssidCookie =new Cookie("ssid", ""); // 新建Cookie。内容为空

       ssidCookie.setMaxAge(0);                   // 设置有效期为0，删除

       response.addCookie(accountCookie);         // 输出到client

       response.addCookie(ssidCookie);         // 输出到client

       response.sendRedirect(request.getRequestURI() + "?

" + System.currentTimeMillis());

    boolean login = false;                        // 是否登录

    String account = null;                        // 账号

    String ssid = null;                           // SSID标识

    if(request.getCookies() !=null) {               // 假设Cookie不为空

        for(Cookie cookie : request.getCookies()) {  // 遍历Cookie

           if(cookie.getName().equals("account"))  // 假设Cookie名为 account

               account = cookie.getValue();       // 保存account内容

           if(cookie.getName().equals("ssid")) // 假设为SSID

               ssid = cookie.getValue();          // 保存SSID内容

        }

    if(account != null && ssid !=null) {    // 假设account、SSID都不为空

        login = ssid.equals(calcMD1(account + KEY)); // 假设加密规则正确, 则视为已经登录

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01Transitional//EN">

       <legend><%= login ? "欢迎您回来" : "请先登录"%></legend>

        <% if(login){%>

            欢迎您, ${cookie.account.value }.   

           <a href="${pageContext.request.requestURI }?action=logout">

            注销</a>

        <% } else { %>

        <form action="${ pageContext.request.requestURI }?

action=login" method="post">

           <table>

               <tr><td>账号： </td>

                   <td><input type="text"name="account" style="width:

                   200px; "></td>

               </tr>

               <tr><td>password： </td>

                   <td><inputtype="password" name="password"></td>

               <tr>

                   <td>有效期： </td>

                   <td><inputtype="radio" name="timeout" value="-1"

                   checked> 关闭浏览器即失效  <input type="radio"

                   name="timeout" value="<%= 30 *24 * 60 * 60 %>"> 30天

                   内有效 <input type="radio" name="timeout" value= 

                   "<%= Integer.MAX_VALUE %>"> 永久有效  </td> </tr>

               <tr><td></td>

                   <td><input type="submit"value=" 登  录 " class= 

                   "button"></td>

           </table>

        </form>

        <% } %>

登录时能够选择登录信息的有效期：关闭浏览器即失效、30天内有效与永久有效。通过设置Cookie的age属性来实现，注意观察代码。

提示：该加密机制中最重要的部分为算法与密钥。因为MD1算法的不可逆性，即使用户知道了账号与加密后的字符串，也不可能解密得到密钥。因此，仅仅要保管好密钥与算法，该机制就是安全的。