JavaWeb学习笔记（十一）--会话与状态

1. 会话

1.1 什么是会话

会话可简单理解为：用户打开一个浏览器，点击多个超链接，访问服务器的多个web资源，然后关闭浏览器，整个过程称之为一个会话

1.2 会话过程中要解决的问题

每个用户在使用浏览器与服务器进行会话的过程中，各自会不可避免的产生一些数据，服务器要想办法为每个用户保存这些数据。例如：

多个用户点击超链接通过一个Servlet各自购买了一个商品，服务器应该想办法把每一个用户购买的商品保存在各自的地方，以便于这些用户点结账Servlet时，结账Servlet可以得到用户各自购买的商品为用户结账。

1.3 保存会话数据的两种技术

• Cookie：Cookie是客户端技术，服务器把每个用户的数据以Cookie的方式写个用户各自的浏览器。当用户使用浏览器再去访问服务器的web资源时，就会带着各自的数据去。这样，web资源处理的就是用户各自的数据了。
• Session：Session是服务器端技术，利用这个技术，服务器在运行时可以为每一个用户的浏览器创建一个其独享的Session对象，由于Session为用户浏览器独享，所以用户在访问服务器的web资源时，可以把各自的数据放在各自的Session中，当用户再去访问服务器中的其他web资源时，其他web资源再从用户各自的Session中取出数据为用户服务。

Cookie技术：

Session技术：

 

2. Cookie

2.1 Cookie API

Cookie：
Cookie(String name, String value) // Cookie的构造函数
String getValue() // 获取Cookie的值
void setValue(java.lang.String newValue) // 设置Cookie的值
int getMaxAge() // 获取cookie的有效期，以秒为单位
void setMaxAge(int expiry) // 设置cookie的有效期，以秒为单位
String getName() // 获取Cookie的名字
void setPath(String uri) // 设置cookie的有效路径
String getPath() // 获取cookie的有效路径， 不清楚为什么硬盘读取cookie的时候获取的path总是null，直接创建cookie，setPath后再getPath可以获取到路径

HttpServletRequest：
Cookie[] getCookies() // 返回一个数组，包含客户端请求所包含的所有Cookie对象，如果没有Cookie则返回null

HttpServletResponse：
void addCookie(Cookie cookie) // 向响应中增加一个Cookie

2.2 Cookie细节

• 一个Cookie只能标识一种信息，它至少含有一个标识该信息的名称（name）和设置的值（value）。
• 一个web站点可以给一个web浏览器发送多个Cookie，一个web浏览器也可以存储多个web站点提供的Cookie。
• 浏览器一般只允许存放300个Cookie，每个站点最多存放20个Cookie，每个Cookie的大小限制为4KB。（这些数据可能根据浏览器的不同而不同）
• 如果创建了一个Cookie，并把它发送到浏览器，默认情况下它是一个会话级别的Cookie（即存储在浏览器的内存中），用户退出浏览器之后即被删除。若希望浏览器将该Cookie存储在磁盘上，则需要使用maxAge，并给出一个以秒为单位的时间。如果将最大时效设置为0，则是命令浏览器删除该Cookie。
• 删除Cookie时，path必须一致，否则不会删除

2.3 Cookie案例一：显示用户上次访问网站的时间

@WebServlet(name = "CookieDemo01")
public class CookieDemo01 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        //设置服务器端以UTF-8编码进行输出
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        //设置浏览器以UTF-8编码进行接收,解决中文乱码问题
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        //获取浏览器访问访问服务器时传递过来的cookie数组
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        out.write("您上次访问的时间是：");
        for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++) {
            Cookie cookie = cookies[i];
            if (cookie.getName().equals("lastAccessTime")) {
                Long lastAccessTime =Long.parseLong(cookie.getValue());
                Date date = new Date(lastAccessTime);
                out.write(date.toLocaleString());
            }
        }
        //用户访问过之后重新设置用户的访问时间，存储到cookie中，然后发送到客户端浏览器
        Cookie cookie = new Cookie("lastAccessTime", System.currentTimeMillis()+"");//创建一个cookie，cookie的名字是lastAccessTime
        cookie.setMaxAge(600);
        cookie.setPath("/cookie");
        //将cookie对象添加到response对象中，这样服务器在输出response对象中的内容时就会把cookie也输出到客户端浏览器
        response.addCookie(cookie);
    }
}

@WebServlet(name = "CookieDemo02")
public class CookieDemo02 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        out.write("您上次访问的时间是：");
        for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++) {
            Cookie cookie = cookies[i];
            if (cookie.getName().equals("lastAccessTime")) {
                Long lastAccessTime =Long.parseLong(cookie.getValue());
                Date date = new Date(lastAccessTime);
                out.write(date.toLocaleString());
            }
        }
    }
}

@WebServlet(name = "CookieDemo03")
public class CookieDemo03 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        out.write("您上次访问的时间是：");
        for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++) {
            Cookie cookie = cookies[i];
            if (cookie.getName().equals("lastAccessTime")) {
                Long lastAccessTime =Long.parseLong(cookie.getValue());
                Date date = new Date(lastAccessTime);
                out.write(date.toLocaleString());
            }
        }
    }
}

配置web.xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_3_1.xsd"
         version="3.1">
    
    <servlet>
        <servlet-name>CookieDemo01</servlet-name>
        <servlet-class>com.servlet.cookie.CookieDemo01</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>CookieDemo01</servlet-name>
        <url-pattern>/cookie/CookieDemo01</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>CookieDemo02</servlet-name>
        <servlet-class>com.servlet.cookie.CookieDemo02</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>CookieDemo02</servlet-name>
        <url-pattern>/test/CookieDemo02</url-pattern>
    </servlet-mapping>

    <servlet>
        <servlet-name>CookieDemo03</servlet-name>
        <servlet-class>com.servlet.cookie.CookieDemo03</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>CookieDemo03</servlet-name>
        <url-pattern>/cookie/CookieDemo03</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

运行结果：

代码分析：

1. 添加Cookie时设置了有效路径和有效时间，只要访问的路径在/cookie下，时间在10分钟之内都，请求都会携带Cookie。

cookie.setMaxAge(600);
cookie.setPath("/cookie");

2. CookieDemo02 和 CookieDemo03都是获取上次访问的时间，不同的是CookieDemo02的访问URL是/test/CookieDemo02，而CookieDemo03的访问URL是/cookie/CookieDemo03，可以看到当Cookie设置了有效路径后，URL不在访问路径中，是无法获取Cookie的。如果不设置有效目录，那么默认的有效路径是创建cookie的Servlet的所在目录。例如：Cookie由/cookie/CookieDemo01创建的，那么cookie的有效目录就是：/cookie。

3. Cookie的有效期可以通过setMaxAge设置，值以秒单位。不设置则默认浏览器关闭就会删除。如果设置了大于0的值，Cookie会存储在硬盘上；如果设置是0，表示清除该cookie；如果添加Cookie时设置了有效路径，删除也要设置，否则删除不了。

cookie.setMaxAge(0);
cookie.setPath("/cookie");

2.4 Cookie案例二：显示商品浏览历史纪录

package com.servlet.cookie;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 主页，显示所有商品和已浏览过的商品
 */
@WebServlet(name = "CookieDemo04")
public class CookieDemo04 extends HttpServlet {

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();

        // 获取所有的书籍
        out.write("网站的所有书籍：<br>");
        Map<String, Book> bookMap = DB.getAll();
        for (Map.Entry<String, Book> entry : bookMap.entrySet()) {
            out.write("<a href=/cookie/CookieDemo05?id=" + entry.getKey() + " target='_blank'>" + entry.getValue().getName() + "</a><br>");
        }

        out.write("<br>您浏览过的商品：<br>");
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++){
            if (cookies[i].getName().equals("BookHistory")) {
                String[] ids = cookies[i].getValue().split("#");
                for (String id : ids) {
                    out.write(bookMap.get(id).getName() + "<br>");
                }
            }
        }
    }
}

// 模拟数据库
class DB {
    private static Map<String, Book> bookMap = new LinkedHashMap<String, Book>();
    static {
        bookMap.put("1", new Book("1", "Java编程入门", "老张", 100));
        bookMap.put("2", new Book("2", "Java高级编程", "老李", 150));
        bookMap.put("3", new Book("3", "MySql入门", "老王", 50));
        bookMap.put("4", new Book("4", "Spring从入门到精通", "老张", 26));
        bookMap.put("5", new Book("5", "C++编程实践", "老李", 42));
        bookMap.put("6", new Book("6", "Python基础教程", "老李", 30));
    }
    public static Map<String, Book> getAll() {
        return bookMap;
    }
}

// 实体类
class Book{
    private String id;
    private String name;
    private String author;
    private double price;

    public Book(String id, String name, String author, double price) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.author = author;
        this.price = price;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAuthor() {
        return author;
    }

    public void setAuthor(String author) {
        this.author = author;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
}

package com.servlet.cookie;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.Cookie;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 显示商品详情信息，并将当前浏览的商品加入Cookie中
 */
@WebServlet(name = "CookieDemo05")
public class CookieDemo05 extends HttpServlet {

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();

        // 根据用户传过来的id，显示商品的详细信息
        String id = request.getParameter("id");
        Book book = (Book) DB.getAll().get(id);
        out.write(book.getId() + "<br>");
        out.write(book.getName() + "<br>");
        out.write(book.getAuthor() + "<br>");

        String cookieValue = buildCookie(request, id);
        Cookie cookie = new Cookie("BookHistory", cookieValue);
        cookie.setMaxAge(600);
        cookie.setPath("/cookie");
        response.addCookie(cookie);
    }

    /**
     * 已浏览商品的显示规则
     * 1. 最多显示的3个商品
     * 2. 最近时间浏览的商品显示在最前面
     * 根据规则有以下几种情况：
     * 1. 第一次浏览商品
     * 2. 已经浏览过商品，当前查看的商品在已浏览商品中
     * 3. 已经浏览过商品，当前查看的商品不在已浏览的商品中
     *   3.1 浏览过的商品数量>=3
     *   3.2 浏览过的商品数量<3
     */
    private String buildCookie(HttpServletRequest request, String id) {

        String bookHistory = null;
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        for (int i = 0; cookies != null && i < cookies.length; i++) {
            if (cookies[i].getName().equals("BookHistory")) {
                bookHistory = cookies[i].getValue();
            }
        }
        if (bookHistory == null) {
            return id;
        }

        List<String> idList = Arrays.asList(bookHistory.split("#"));
        LinkedList<String> idLinkedList = new LinkedList<String>(idList);
        if (idLinkedList.contains(id)) {
            idLinkedList.remove(id);
            idLinkedList.addFirst(id);
        } else {
            if (idLinkedList.size() < 3) {
                idLinkedList.addFirst(id);
            } else {
                idLinkedList.removeLast();
                idLinkedList.addFirst(id);
            }
        }
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        for (String bookID : idLinkedList) {
            stringBuffer.append(bookID + "#");
        }
        return stringBuffer.deleteCharAt(stringBuffer.length() - 1).toString();
    }
}

运行结果：

3. Session

在web开发中，服务器可以为每个用户浏览器创建一个会话对象（Session），一个浏览器独占一个Session对象（默认情况下）。因此，在需要保存用户数据时，服务器程序可以把用户数据写到用户浏览器独占的Session中，当用户使用浏览器访问其他程序时，其他程序可以从用户的Session中取出该用户的数据，为用户服务。

Session和Cookie的主要区别在于：

• Cookie是把用户的数据写个用户的浏览器。
• Session是把用户的数据写到用户独占的Session中。

Session对象由服务器创建，使用request对象的getSession()方法得到Session对象。

3.1 Session API

HttpServletRequest:
HttpSession    getSession() // 返回当前请求对应的Session。如果没有Session，则创建一个并返回。
HttpSession    getSession(boolean create) // 返回当前请求对应的Session。如果没有Session且create为true，则创建一个返回；如果没有Session且create为false，则返回null。

HttpSession:
String getId() // 返回包含分配给此会话的唯一标识符的字符串。
Object getAttribute(String name) // 返回在此会话中使用指定名称绑定的对象，如果名称下没有绑定任何对象，则返回null。
void setAttribute(String name, Object value) // 将对象绑定到当前会话的指定属性（name）上，如果没有则创建该属性并绑定。如果传入的值为null，则与调用removeAttribute()相同。
void removeAttribute(String name) // 从此会话删除指定的属性。 如果会话没有该属性，则此方法不执行任何操作。

3.2 Session实现原理

当一个用户打开浏览器，服务器会为当前用户常见一个Session对象，当访问Servlet1后，Servlet1会给写给浏览器一个名为"JSESSIONID"的Cookie，当访问Servlet2时，请求会携带Cookie，Servlet2就可以解析Cookie获取存储的Session信息，从而获取用户数据。

当另一个用户打开浏览器时，跟上个步骤相同，只是创建了一个新的Session对象，这样Servelt2再根据新的SessionID获取数据。

举例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>

    <a href="/SessionDemo01" target="_blank">购买</a> <br>
    <a href="/SessionDemo02" target="_blank">结账</a> <br>

</body>
</html>

 1 /**
 2  * 购买商品
 3  */
 4 public class SessionDemo01 extends HttpServlet {
 5     protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws javax.servlet.ServletException, IOException {
 6 
 7     }
 8 
 9     protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws javax.servlet.ServletException, IOException {
10         HttpSession session = request.getSession();
11         session.setAttribute("name", "洗衣机");
12     }
13 }

 1 /**
 2  * 显示已购买的商品
 3  */
 4 @WebServlet(name = "SessionDemo02")
 5 public class SessionDemo02 extends HttpServlet {
 6     protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
 7 
 8     }
 9 
10     protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
11 
12         response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
13         PrintWriter out = response.getWriter();
14         HttpSession session = request.getSession(false);
15         out.write("您购买的商品是：");
16         if (session != null) {
17             out.write((String)session.getAttribute("name"));
18         }
19     }
20 }

运行结果：

关闭浏览器后重新访问SessionDemo02：

 

浏览器请求和响应：

 

 

服务器写入Cookie没有设置有效期的，关闭浏览器Cookie就没有，我们需要自己加入Cookie覆盖服务器写的Cookie，并设置有效期，这样关闭浏览器也可以获取到已购买的商品：

 1 protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
 2 
 3         HttpSession session = request.getSession();
 4         session.setAttribute("name", "洗衣机");
 5         // 手动创建cooike，设置有效期，覆盖服务器默认的cookie
 6         String sessionId = session.getId();
 7         Cookie cookie = new Cookie("JSESSIONID", sessionId);  // 服务器创建的cookie名字叫JSESSIONID
 8         cookie.setMaxAge(60*30);  // 设置30分钟，多了也没有session30分钟就销毁了
 9         response.addCookie(cookie);
10     }

 

3.3 IE禁用Cookie后的Session处理

如果用户的浏览器禁用Cookie，那么上面通过Cookie创建JSESSIONID的方式就行不通了，就需要使用另一种方式解决：URL重写

说明：IE11禁用Cookie已经不生效了，通过在web资源前清空Cookie，模拟此场景。 

创建一个Servlet模拟网站首页：

/**
 * 模拟网站首页
 */
@WebServlet(name = "SessionDemo03")
public class SessionDemo03 extends HttpServlet {
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        PrintWriter out = response.getWriter();

        request.getSession();
        // 对URL编码
        String buyUrl = response.encodeURL("/SessionDemo01");
        String payUrl = response.encodeURL("/SessionDemo02");

        out.write("<a href='" + buyUrl + "'>购买</a><br>");
        out.write("<a href='" + payUrl + "'>结账</a>");
    }
}

运行结果：

可以看到，当清除掉Cookie后，购买和结账的URL被重写了，后面都追加了一个jsessionid。request.getSession()可以通过这种方式获取到Session信息。

<a href='/SessionDemo01;jsessionid=3F7A8AA410672CDFD45C3F7CEB65783D'>购买</a><br>
<a href='/SessionDemo02;jsessionid=3F7A8AA410672CDFD45C3F7CEB65783D'>结账</a>       --第一次访问

还有需要注意的一点，第一次访问的时候URL地址都重写，第二次访问的时候发现URL地址没有重写：

<a href='/SessionDemo01'>购买</a><br><a href='/SessionDemo02'>结账</a>   --发现Cookie没有禁用，第二次访问不重写

这是因为第一次访问的时候服务器不知道有没有禁用Cookie，直接会对URL进行编码重写，第二次访问的时候服务器已经知道了没有禁用Cookie，发现用户带了Cookie，response.encodeURL()就不在进行重写。

3.4 Session 创建和销毁

Session创建时间：打开浏览器，当Servlet中调用request.getSession()时，就会创建Session。

Session销毁时间：当Session30分钟没人用了就会自动销毁（不管浏览器是否关闭），web.xml可以使用<session-config>中<session-timeout>标签配置session的失效时间，使用分钟的值。

<!--配置session的失效时长,值是分钟-->
<session-config>
    <session-timeout>10</session-timeout>
</session-config>

代码中可以使用session.invalidate()摧毁session

HttpSession session = request.getSession();
session.invalidate();