session 的运行原理分析
一直在使用session存储数据，一直没有好好总结一下session的使用方式以及其工作原理，今天在这里做一下梳理。
这里的介绍主要是基于php语言，其他的语言操作可能会有差别，但基本的原理不变。
在php中如何操作session
session_start(); //使用该函数打开session功能
$_SESSION //使用预定义全局变量操作数据
unset($_SESSION['key']) //销毁一个session的值
简单地操作，一切都是由服务器实现；由于处理在后台，一切看起来也很安全。但是session采用什么样机制，又是怎样被实现，并且如何来保持会话的状态的呢？
session实现与工作原理
浏览器和服务器采用http无状态的通讯，为了保持客户端的状态，使用session来达到这个目的。然而服务端是怎么样标示不同的客户端或用户呢？
这里我们可以使用生活中的一个例子，假如你参加一个晚会，认识了很多人，你会采取什么方式来区分不同的人呢！你可能根据脸型，也有可能根据用户的名字，或者人的身份证，即采用一个独一无二的标示。在session机制中，也采用了这样的一个唯一的session_id来标示不同的用户，不同的是：浏览器每次请求都会带上由服务器为它生成的session_id。
简单介绍一下流程：当客户端访问服务器时，服务器根据需求设置session，将会话信息保存在服务器上，同时将标示session的session_id传递给客户端浏览器，浏览器将这个session_id保存在内存中（还有其他的存储方式，例如写在url中），我们称之为无过期时间的cookie。浏览器关闭后，这个cookie就清掉了，它不会存在用户的cookie临时文件。以后浏览器每次请求都会额外加上这个参数值，再服务器根据这个session_id，就能取得客户端的数据状态。
如果客户端浏览器意外关闭，服务器保存的session数据不是立即释放，此时数据还会存在，只要我们知道那个session_id，就可以继续通过请求获得此session的信息。但是这个时候后台的session还存在，但是session的保存有一个过期时间，一旦超过规定时间没有客户端请求时，他就会清除这个session。
下面介绍一下session的存储机制，默认的session是保存在files中，即以文件的方式保存session数据。在php中主要根据php.ini的配置session.save_handler来选择保存session的方式。
这里顺便说明一下，如果要做服务器的lvs，即多台server的话，我们一般使用memcached的方式session，否则会导致一些请求找不到session。
一个简单的memcache配置：
1 |
session.save_handler = memcache |
2 |
session.save_path = "tcp://10.28.41.84:10001" |
当然如果一定要使用files文件缓存，我们可以将文件作nfs，将所有的保存session文件定位到一个地方。刚才讲返回给用户的session-id最终保存在内存中，这里我们也可以设置参数将其保存在用户的url中。
实例问题
现有系统A, B; 假设A系统是可以独立运行的web系统，即可以和浏览器直接处理session， B系统是基于mobile的，需要调用A系统的功能接口，在保持A不改变的情况下，即登陆验证，session存储都不变的情况下，B系统能处理前端用户的请求。
这里提供的方案是使用PHP实现，在用户登陆成功后，将保存的session的session-id返回给B系统，然后B系统每次请求其他接口都带session_id。A系统在session_start前加上session_id(session_id);这样B系统就能安全的调用A。
PHP session的实现原理
PHP SESSION原理
我们知道，session是在服务器端保持用户会话数据的一种方法，对应的cookie是在客户端保持用户数据。HTTP协议是一种无状态协议，服务器响应完之后就失去了与浏览器的联系，最早，Netscape将cookie引入浏览器，使得数据可以客户端跨页面交换，那么服务器是如何记住众多用户的会话数据呢？
首先要将客户端和服务器端建立一一联系，每个客户端都得有一个唯一标识，这样服务器才能识别出来。建议唯一标识的方法有两种：cookie或者通过GET方式指定。默认配置的PHP使用session的时会建立一个名叫”PHPSESSID”的cookie（可以通过php.ini修改session.name值指定），如果客户端禁用cookie,你也可以指定通过GET方式把session id传到服务器（修改php.ini中session.use_trans_sid等参数）。
我们查看服务器端session.save_path目录会发现很多类似sess_vv9lpgf0nmkurgvkba1vbvj915这样的文件，这个其实就是session id “vv9lpgf0nmkurgvkba1vbvj915″对应的数据。真相就在这里，客户端将session id传递到服务器，服务器根据session id找到对应的文件，读取的时候对文件内容进行反序列化就得到session的值，保存的时候先序列化再写入。
事实就是这样，所以如果服务器不支持session或者你想自定义session，完全可以DIY，通过PHP的uniqid生成永不重复的session id，然后找个地方存储session的内容即可，你也可以学flickr把session存储在MySQL数据库中。
使用session之前为什么必须先执行session_start()？
了解的原理之后，所谓的session其实就是客户端一个session id服务器端一个session file，新建session之前执行session_start()是告诉服务器要种一个cookie以及准备好session文件，要不然你的session内容怎么存；读取session之前执行session_start()是告诉服务器，赶紧根据session id把session文件反序列化。
只有一个session函数可以在session_start()之前执行，session_name()：读取或指定session名称（比如默认的就是”PHPSESSID”），这个当然要在session_start之前执行。
session影响系统性能
session在大访问量网站上确实影响系统性能，影响性能的原因之一由文件系统设计造成，在同一个目录下超过10000个文件时，文件的定位将非常耗时，PHP支持session目录hash，我们可以通过修改php.ini中session.save_path = “2;/path/to/session/dir”，那么session将存储在两级子目录中，每个目录有16个子目录[0~f]，不过好像PHP session不支持创建目录，你需要事先把那么些目录创建好 。
还有一个问题就是小文件的效率问题，一般我们的session数据都不会太大（1～2K），如果有大量这样1～2K的文件在磁盘上，IO效率肯定会很差，PHP手册上建议使用Reiserfs文件系统，不过Reiserfs的前景堪忧，Reiserfs的作者把媳妇给杀了，SuSE也抛弃了Reiserfs。
其实还有很多中存储session的方式，可以通过php -i|grep “Registered save handlers”查看，比如Registered save handlers => files user sqlite eaccelerator可以通过文件、用户、sqlite、eaccelerator来存，如果服务器装了memcached，还有会mmcache的选项。当然还有很多，比如MySQL、PostgreSQL等等。都是不错的选择。
session的同步
我们前端可能有很多台服务器，用户在A服务器上登录了，种下了session信息，然后访问网站的某些页面没准跳到B服务器上去了，如果这个时候B服务器上没有session信息又没有做特殊处理，可能就会出问题了。
session同步有很多种，如果你是存储在memcached或者MySQL中，那就很容易了，指定到同样的位置即可，如果是文件形式的，你可以用NFS统一存储。
还有一种方式是通过加密的cookie来实现，用户在A服务器上登录成功，在用户的浏览器上种上一个加密的cookie，当用户访问B服务器时，检查有无session，如果有当然没问题，如果没有，就去检验cookie是否有效，cookie有效的话就在B服务器上重建session。这种方法其实很有用，如果网站有很多个子频道，服务器也不在一个机房，session没办法同步又想做统一登录那就太有用了。
当然还有一种方法就是在负载均衡那一层保持会话，把访问者绑定在某个服务器上，他的所有访问都在那个服务器上就不需要session同步了，这些都是运维层面的东西。就说这么多吧，根据自己的应用来选择使用session，不要因为大家都说session影响系统性能就畏首畏尾，知道问题，解决问题才是关键，惹不起躲得起不适合这里。
PHP Session报错及调试经验
Q 1
错误提示：
1 |
Warning: Cannot send session cookie - headers already sent |
2 |
Warning: Cannot send session cache limiter - headers already sent |
这一类问题，原因是你在程序中使用session_start()时，之前已经有实际的html内容输出了。或许你说，我没有啊，我只不过是echo或print一条消息了。很抱歉，你的echo或print语句所产生的输出，就是实际的html内容输出。解决此类问题的办法是，将你的session_start()调到程序的第一行。
Q 2
错误提示：
1 |
Warning: open(F:/689\php\sessiondata\sess_66a39376b873f4daecf239891edc98b5, O_RDWR) failed |
出现这样的错误语句一般是因为你的php.ini中关于session.save_path一项没有设置好，解决的方法是将session.save_path和session.cookie_path 设置置为
1 |
session_save_path = c:\temp |
2 |
session.cookie_path = c:\temp |
然后在c:\目录下建立一个temp目录，即可。
Q 3
错误提示：
1 |
Warning: Trying to destroy uninitialized session in |
出类这样的提示，一般情况都是你直接调session_destroy()函数造成的。很多的朋友认为session_destroy()函数可以独立的运行，其实不然。解决的方法是在你调session_destroy()函数之前，要用session_start()开启session的功能。
Q 4
怎么获得当前session的id值呢？
最简单的方法是：echo SID; 你会发现的。
Q 5
我的程序，在调用header函数之前没有任何的输出，虽然我include了一个config.php文件，但在config.php文件中也没有任何的输出，为什么session还是会报出与问题1同样的错误呢，是不是因为我在header之前用了session_start()的缘故呢?
或许你确实认真的检查了你的php程序，在引用header()之前确实也没有任何的输出，并且在你的include文件中也没有任何的输出！但是你是否用光标键在?>这个PHP代码结束语句后移动检查呢？那么你会发现在?>这个后面，有一个空行或几个空格，你删除了这几个空行或空格，那么问题就解决了。
注：此问题，会出PHP4.1.2中，更高版本，没有测试过。
Q 6
用session做登录主页面后，其它页面怎么用session限制登录。
最简单的方法是
1 |
session_start(); |
2 |
if(!session_registered('login') ││ $login != true) { |
3 |
echo "你没有登陆"; |
4 |
exit; |
5 |
} |
Q 7
我用session_register()注册了session变量，可是当我用header或用javascript的重定向语句，那么在一下页面中，我却访问不到session所注册的变量值。请问如何解决？
问题的程序片段：
1 |
<? |
2 |
session_start(); |
3 |
$ok = 'love you'; |
4 |
session_register('ok'); |
5 |
header("location : next.php"); |
6 |
?> |
next.php
1 |
<? |
2 |
session_start(); |
3 |
echo $ok; |
4 |
?> |
当你用header函数或window.location这样的功能后，你上一个页面所注册的session变量，就会容易的丢失，关于这个问题的原因，至今仍没有一个详细的回答。不过有解决的方法。如下所示：
1 |
header("Location: next.php" ."?" . SID); |
在跳转到下一页面的时候，将session的当前id做为一个参数，传到后一个页面。
Q 8
session如何传数组？
1 |
session_register('data'); |
2 |
$data=array(1,2,3,4); |
方法是先注册后赋值。
Q 9
我是不是可以用像$HTTP_GET_VARS['**']方式来访问session值呢？
可以，你可以使用如下global数组来访问session，以加强网页的安全性。$HTTP_SESSION_VARS、$_SESSION。
1 |
<?php |
2 |
session_start(); |
3 |
$username = 'stangly.wrong'; |
4 |
session_register('username'); |
5 |
6 |
echo $HTTP_SESSION_VARS['username']; |
7 |
echo '<br />'; |
8 |
echo $_SESSION['username']; |
9 |
?> |
请参照此例程修改符合您自己的程序。
Q 10
session_unregister() 和 session_destroy() 有何区别？
session_unregister()函数主要作用是注消当前的一个session变量。不过要注意的是，如果你用$HTTP_SESSION_VARS或$_SESSION在当前页面中引用过session变量，那么你可能需要和unset()配合 来注消session变量。
而session_destroy()是清除当前的session环境。意思就是说，当你用session_destroy()函数后，那么你就不可能再用session_is_registered()来检测session的变量了。但是需要注意的是他不能清除global中的session或使用了session cookie的中的session.所以在用session_destroy之前，最好不要用$HTTP_SESSION_VARS $_SESSION来访问session.(译自于php.net)
例程：
1 |
if(isset($_COOKIE[session_name()])) { |
2 |
session_start(); |
3 |
session_destroy(); |
4 |
unset($_COOKIE[session_name()]); |
5 |
} |
