第十章 会话管理——《跟我学Shiro》

 

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Shiro提供了完整的企业级会话管理功能，不依赖于底层容器（如web容器tomcat），不管JavaSE还是JavaEE环境都可以使用，提供了会话管理、会话事件监听、会话存储/持久化、容器无关的集群、失效/过期支持、对Web的透明支持、SSO单点登录的支持等特性。即直接使用Shiro的会话管理可以直接替换如Web容器的会话管理。

 

会话

所谓会话，即用户访问应用时保持的连接关系，在多次交互中应用能够识别出当前访问的用户是谁，且可以在多次交互中保存一些数据。如访问一些网站时登录成功后，网站可以记住用户，且在退出之前都可以识别当前用户是谁。

 

 

Shiro的会话支持不仅可以在普通的JavaSE应用中使用，也可以在JavaEE应用中使用，如web应用。且使用方式是一致的。 

login("classpath:shiro.ini", "zhang", "123");
Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
Session session = subject.getSession();

登录成功后使用Subject.getSession()即可获取会话；其等价于Subject.getSession(true)，即如果当前没有创建Session对象会创建一个；另外Subject.getSession(false)，如果当前没有创建Session则返回null（不过默认情况下如果启用会话存储功能的话在创建Subject时会主动创建一个Session）。

 

session.getId();

获取当前会话的唯一标识。

  

session.getHost();

获取当前Subject的主机地址，该地址是通过HostAuthenticationToken.getHost()提供的。 

 

session.getTimeout();
session.setTimeout(毫秒);

获取/设置当前Session的过期时间；如果不设置默认是会话管理器的全局过期时间。

  

session.getStartTimestamp();
session.getLastAccessTime();

获取会话的启动时间及最后访问时间；如果是JavaSE应用需要自己定期调用session.touch()去更新最后访问时间；如果是Web应用，每次进入ShiroFilter都会自动调用session.touch()来更新最后访问时间。    

 

session.touch();
session.stop();

更新会话最后访问时间及销毁会话；当Subject.logout()时会自动调用stop方法来销毁会话。如果在web中，调用javax.servlet.http.HttpSession. invalidate()也会自动调用Shiro Session.stop方法进行销毁Shiro的会话。 

 

session.setAttribute("key", "123");
Assert.assertEquals("123", session.getAttribute("key"));
session.removeAttribute("key");

设置/获取/删除会话属性；在整个会话范围内都可以对这些属性进行操作。 

 

Shiro提供的会话可以用于JavaSE/JavaEE环境，不依赖于任何底层容器，可以独立使用，是完整的会话模块。

 

会话管理器

会话管理器管理着应用中所有Subject的会话的创建、维护、删除、失效、验证等工作。是Shiro的核心组件，顶层组件SecurityManager直接继承了SessionManager，且提供了SessionsSecurityManager实现直接把会话管理委托给相应的SessionManager，DefaultSecurityManager及DefaultWebSecurityManager默认SecurityManager都继承了SessionsSecurityManager。

 

 

SecurityManager提供了如下接口：

 

Session start(SessionContext context); //启动会话
Session getSession(SessionKey key) throws SessionException; //根据会话Key获取会话

 

另外用于Web环境的WebSessionManager又提供了如下接口：

 

boolean isServletContainerSessions();//是否使用Servlet容器的会话

 

Shiro还提供了ValidatingSessionManager用于验资并过期会话： 

void validateSessions();//验证所有会话是否过期

 

 

Shiro提供了三个默认实现：

DefaultSessionManager：DefaultSecurityManager使用的默认实现，用于JavaSE环境；

ServletContainerSessionManager：DefaultWebSecurityManager使用的默认实现，用于Web环境，其直接使用Servlet容器的会话；

DefaultWebSessionManager：用于Web环境的实现，可以替代ServletContainerSessionManager，自己维护着会话，直接废弃了Servlet容器的会话管理。

 

替换SecurityManager默认的SessionManager可以在ini中配置（shiro.ini）：

 

[main]
sessionManager=org.apache.shiro.session.mgt.DefaultSessionManager
securityManager.sessionManager=$sessionManager

 

 

Web环境下的ini配置(shiro-web.ini)：

 

<!--EndFragment-->

 

[main]
sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.ServletContainerSessionManager
securityManager.sessionManager=$sessionManager

   

 

另外可以设置会话的全局过期时间（毫秒为单位），默认30分钟：

 

sessionManager. globalSessionTimeout=1800000

 

默认情况下globalSessionTimeout将应用给所有Session。可以单独设置每个Session的timeout属性来为每个Session设置其超时时间。

 

另外如果使用ServletContainerSessionManager进行会话管理，Session的超时依赖于底层Servlet容器的超时时间，可以在web.xml中配置其会话的超时时间（分钟为单位）： 

<session-config>
  <session-timeout>30</session-timeout>
</session-config>

  

在Servlet容器中，默认使用JSESSIONID Cookie维护会话，且会话默认是跟容器绑定的；在某些情况下可能需要使用自己的会话机制，此时我们可以使用DefaultWebSessionManager来维护会话：

sessionIdCookie=org.apache.shiro.web.servlet.SimpleCookie
sessionManager=org.apache.shiro.web.session.mgt.DefaultWebSessionManager
sessionIdCookie.name=sid
#sessionIdCookie.domain=m
#sessionIdCookie.path=
sessionIdCookie.maxAge=1800
sessionIdCookie.httpOnly=true
sessionManager.sessionIdCookie=$sessionIdCookie
sessionManager.sessionIdCookieEnabled=true
securityManager.sessionManager=$sessionManager

sessionIdCookie是sessionManager创建会话Cookie的模板：

sessionIdCookie.name：设置Cookie名字，默认为JSESSIONID；

sessionIdCookie.domain：设置Cookie的域名，默认空，即当前访问的域名；

sessionIdCookie.path：设置Cookie的路径，默认空，即存储在域名根下；

sessionIdCookie.maxAge：设置Cookie的过期时间，秒为单位，默认-1表示关闭浏览器时过期Cookie；

sessionIdCookie.httpOnly：如果设置为true，则客户端不会暴露给客户端脚本代码，使用HttpOnly cookie有助于减少某些类型的跨站点脚本攻击；此特性需要实现了Servlet 2.5 MR6及以上版本的规范的Servlet容器支持；

sessionManager.sessionIdCookieEnabled：是否启用/禁用Session Id Cookie，默认是启用的；如果禁用后将不会设置Session Id Cookie，即默认使用了Servlet容器的JSESSIONID，且通过URL重写（URL中的“;JSESSIONID=id”部分）保存Session Id。

 

另外我们可以如“sessionManager. sessionIdCookie.name=sid”这种方式操作Cookie模板。

 

会话监听器

会话监听器用于监听会话创建、过期及停止事件： 

public class MySessionListener1 implements SessionListener {
    @Override
    public void onStart(Session session) {//会话创建时触发
        System.out.println("会话创建：" + session.getId());
    }
    @Override
    public void onExpiration(Session session) {//会话过期时触发
        System.out.println("会话过期：" + session.getId());
    }
    @Override
    public void onStop(Session session) {//退出/会话过期时触发
        System.out.println("会话停止：" + session.getId());
    }
}

 

如果只想监听某一个事件，可以继承SessionListenerAdapter实现：

public class MySessionListener2 extends SessionListenerAdapter {
    @Override
    public void onStart(Session session) {
        System.out.println("会话创建：" + session.getId());
    }
}

 

在shiro-web.ini配置文件中可以进行如下配置设置会话监听器：

sessionListener1=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener1
sessionListener2=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.web.listener.MySessionListener2
sessionManager.sessionListeners=$sessionListener1,$sessionListener2

 

会话存储/持久化 

Shiro提供SessionDAO用于会话的CRUD，即DAO（Data Access Object）模式实现：

//如DefaultSessionManager在创建完session后会调用该方法；如保存到关系数据库/文件系统/NoSQL数据库；即可以实现会话的持久化；返回会话ID；主要此处返回的ID.equals(session.getId())；
Serializable create(Session session);
//根据会话ID获取会话
Session readSession(Serializable sessionId) throws UnknownSessionException;
//更新会话；如更新会话最后访问时间/停止会话/设置超时时间/设置移除属性等会调用
void update(Session session) throws UnknownSessionException;
//删除会话；当会话过期/会话停止（如用户退出时）会调用
void delete(Session session);
//获取当前所有活跃用户，如果用户量多此方法影响性能
Collection<Session> getActiveSessions();

Shiro内嵌了如下SessionDAO实现：

 

AbstractSessionDAO提供了SessionDAO的基础实现，如生成会话ID等；CachingSessionDAO提供了对开发者透明的会话缓存的功能，只需要设置相应的CacheManager即可；MemorySessionDAO直接在内存中进行会话维护；而EnterpriseCacheSessionDAO提供了缓存功能的会话维护，默认情况下使用MapCache实现，内部使用ConcurrentHashMap保存缓存的会话。

 

可以通过如下配置设置SessionDAO：

sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO

Shiro提供了使用Ehcache进行会话存储，Ehcache可以配合TerraCotta实现容器无关的分布式集群。

 

首先在pom.xml里添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.shiro</groupId>
    <artifactId>shiro-ehcache</artifactId>
    <version>1.2.2</version>
</dependency>

 

接着配置shiro-web.ini文件：    

sessionDAO=org.apache.shiro.session.mgt.eis.EnterpriseCacheSessionDAO
sessionDAO. activeSessionsCacheName=shiro-activeSessionCache
sessionManager.sessionDAO=$sessionDAO
cacheManager = org.apache.shiro.cache.ehcache.EhCacheManager
cacheManager.cacheManagerConfigFile=classpath:ehcache.xml
securityManager.cacheManager = $cacheManager

sessionDAO. activeSessionsCacheName：设置Session缓存名字，默认就是shiro-activeSessionCache；

cacheManager：缓存管理器，用于管理缓存的，此处使用Ehcache实现；

cacheManager.cacheManagerConfigFile：设置ehcache缓存的配置文件；

securityManager.cacheManager：设置SecurityManager的cacheManager，会自动设置实现了CacheManagerAware接口的相应对象，如SessionDAO的cacheManager；

 

然后配置ehcache.xml：

<cache name="shiro-activeSessionCache"
       maxEntriesLocalHeap="10000"
       overflowToDisk="false"
       eternal="false"
       diskPersistent="false"
       timeToLiveSeconds="0"
       timeToIdleSeconds="0"
       statistics="true"/>

Cache的名字为shiro-activeSessionCache，即设置的sessionDAO的activeSessionsCacheName属性值。

 

另外可以通过如下ini配置设置会话ID生成器：

sessionIdGenerator=org.apache.shiro.session.mgt.eis.JavaUuidSessionIdGenerator
sessionDAO.sessionIdGenerator=$sessionIdGenerator

用于生成会话ID，默认就是JavaUuidSessionIdGenerator，使用java.util.UUID生成。

 

如果自定义实现SessionDAO，继承CachingSessionDAO即可：

public class MySessionDAO extends CachingSessionDAO {
    private JdbcTemplate jdbcTemplate = JdbcTemplateUtils.jdbcTemplate();
     protected Serializable doCreate(Session session) {
        Serializable sessionId = generateSessionId(session);
        assignSessionId(session, sessionId);
        String sql = "insert into sessions(id, session) values(?,?)";
        jdbcTemplate.update(sql, sessionId, SerializableUtils.serialize(session));
        return session.getId();
    }
protected void doUpdate(Session session) {
    if(session instanceof ValidatingSession && !((ValidatingSession)session).isValid()) {
        return; //如果会话过期/停止 没必要再更新了
    }
        String sql = "update sessions set session=? where id=?";
        jdbcTemplate.update(sql, SerializableUtils.serialize(session), session.getId());
    }
    protected void doDelete(Session session) {
        String sql = "delete from sessions where id=?";
        jdbcTemplate.update(sql, session.getId());
    }
    protected Session doReadSession(Serializable sessionId) {
        String sql = "select session from sessions where id=?";
        List<String> sessionStrList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, sessionId);
        if(sessionStrList.size() == 0) return null;
        return SerializableUtils.deserialize(sessionStrList.get(0));
    }
}

doCreate/doUpdate/doDelete/doReadSession分别代表创建/修改/删除/读取会话；此处通过把会话序列化后存储到数据库实现；接着在shiro-web.ini中配置：

sessionDAO=com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.session.dao.MySessionDAO

其他设置和之前一样，因为继承了CachingSessionDAO；所有在读取时会先查缓存中是否存在，如果找不到才到数据库中查找。

 

会话验证

Shiro提供了会话验证调度器，用于定期的验证会话是否已过期，如果过期将停止会话；出于性能考虑，一般情况下都是获取会话时来验证会话是否过期并停止会话的；但是如在web环境中，如果用户不主动退出是不知道会话是否过期的，因此需要定期的检测会话是否过期，Shiro提供了会话验证调度器SessionValidationScheduler来做这件事情。

 

可以通过如下ini配置开启会话验证：    

sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.ExecutorServiceSessionValidationScheduler
sessionValidationScheduler.interval = 3600000
sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager
sessionManager.globalSessionTimeout=1800000
sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled=true
sessionManager.sessionValidationScheduler=$sessionValidationScheduler

sessionValidationScheduler：会话验证调度器，sessionManager默认就是使用ExecutorServiceSessionValidationScheduler，其使用JDK的ScheduledExecutorService进行定期调度并验证会话是否过期；

sessionValidationScheduler.interval：设置调度时间间隔，单位毫秒，默认就是1小时；

sessionValidationScheduler.sessionManager：设置会话验证调度器进行会话验证时的会话管理器；

sessionManager.globalSessionTimeout：设置全局会话超时时间，默认30分钟，即如果30分钟内没有访问会话将过期；

sessionManager.sessionValidationSchedulerEnabled：是否开启会话验证器，默认是开启的；

sessionManager.sessionValidationScheduler：设置会话验证调度器，默认就是使用ExecutorServiceSessionValidationScheduler。

 

Shiro也提供了使用Quartz会话验证调度器：

sessionValidationScheduler=org.apache.shiro.session.mgt.quartz.QuartzSessionValidationScheduler
sessionValidationScheduler.sessionValidationInterval = 3600000
sessionValidationScheduler.sessionManager=$sessionManager

使用时需要导入shiro-quartz依赖：

<dependency>
     <groupId>org.apache.shiro</groupId>
     <artifactId>shiro-quartz</artifactId>
     <version>1.2.2</version>
</dependency>

    

如上会话验证调度器实现都是直接调用AbstractValidatingSessionManager 的validateSessions方法进行验证，其直接调用SessionDAO的getActiveSessions方法获取所有会话进行验证，如果会话比较多，会影响性能；可以考虑如分页获取会话并进行验证，如com.github.zhangkaitao.shiro.chapter10.session.scheduler.MySessionValidationScheduler：

//分页获取会话并验证
String sql = "select session from sessions limit ?,?";
int start = 0; //起始记录
int size = 20; //每页大小
List<String> sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
while(sessionList.size() > 0) {
  for(String sessionStr : sessionList) {
    try {
      Session session = SerializableUtils.deserialize(sessionStr);
      Method validateMethod =
        ReflectionUtils.findMethod(AbstractValidatingSessionManager.class,
            "validate", Session.class, SessionKey.class);
      validateMethod.setAccessible(true);
      ReflectionUtils.invokeMethod(validateMethod,
        sessionManager, session, new DefaultSessionKey(session.getId()));
    } catch (Exception e) {
        //ignore
    }
  }
 start = start + size;
  sessionList = jdbcTemplate.queryForList(sql, String.class, start, size);
}

其直接改造自ExecutorServiceSessionValidationScheduler，如上代码是验证的核心代码，可以根据自己的需求改造此验证调度器器；ini的配置和之前的类似。

 

如果在会话过期时不想删除过期的会话，可以通过如下ini配置进行设置：

sessionManager.deleteInvalidSessions=false

默认是开启的，在会话过期后会调用SessionDAO的delete方法删除会话：如会话时持久化存储的，可以调用此方法进行删除。

 

如果是在获取会话时验证了会话已过期，将抛出InvalidSessionException；因此需要捕获这个异常并跳转到相应的页面告诉用户会话已过期，让其重新登录，如可以在web.xml配置相应的错误页面：

<error-page>
    <exception-type>org.apache.shiro.session.InvalidSessionException</exception-type>
    <location>/invalidSession.jsp</location>
</error-page>

 

sessionFactory

sessionFactory是创建会话的工厂，根据相应的Subject上下文信息来创建会话；默认提供了SimpleSessionFactory用来创建SimpleSession会话。

 

首先自定义一个Session：

public class OnlineSession extends SimpleSession {
    public static enum OnlineStatus {
        on_line("在线"), hidden("隐身"), force_logout("强制退出");
        private final String info;
        private OnlineStatus(String info) {
            this.info = info;
        }
        public String getInfo() {
            return info;
        }
    }
    private String userAgent; //用户浏览器类型
    private OnlineStatus status = OnlineStatus.on_line; //在线状态
    private String systemHost; //用户登录时系统IP
    //省略其他
}

OnlineSession用于保存当前登录用户的在线状态，支持如离线等状态的控制。

 

接着自定义SessionFactory：

public class OnlineSessionFactory implements SessionFactory {

    @Override
    public Session createSession(SessionContext initData) {
        OnlineSession session = new OnlineSession();
        if (initData != null && initData instanceof WebSessionContext) {
            WebSessionContext sessionContext = (WebSessionContext) initData;
            HttpServletRequest request = (HttpServletRequest) sessionContext.getServletRequest();
            if (request != null) {
                session.setHost(IpUtils.getIpAddr(request));
                session.setUserAgent(request.getHeader("User-Agent"));
                session.setSystemHost(request.getLocalAddr() + ":" + request.getLocalPort());
            }
        }
        return session;
    }
}

根据会话上下文创建相应的OnlineSession。

 

最后在shiro-web.ini配置文件中配置：

sessionFactory=org.apache.shiro.session.mgt.OnlineSessionFactory
sessionManager.sessionFactory=$sessionFactory

      

更多请参考https://github.com/zhangkaitao/es/tree/master/web/src/main/java/org/apache/shiro中的相关代码。

 

 

示例源代码：https://github.com/zhangkaitao/shiro-example； 探讨Spring/Shiro技术。