编程自学指南：java程序设计开发，Servlet 中的会话管理基础知识， Cookie 和 Session 两种会话管理机制的原理

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编程自学指南：java程序设计开发，Servlet 中的会话管理基础知识

一、课程信息

学习目标

理解会话管理的概念和作用。
掌握 Cookie 和 Session 两种会话管理机制的原理和使用方法。
学会在实际项目中运用会话管理解决问题。

二、课程导入

生活实例引入

想象你去超市购物，进入超市时会领取一个购物篮，在购物过程中，你把挑选的商品放入购物篮，直到结账离开超市。这个购物篮就像我们在 Web 应用中的会话，它可以记录你在一次购物过程中的相关信息。在 Web 应用里，用户从访问网站开始，到关闭浏览器结束，这期间的一系列交互操作就构成了一个会话，我们需要一种方式来管理这个会话中的数据，这就是会话管理。

提问引导

让学生思考在日常生活中还有哪些类似需要记录信息的场景，引导他们将这些场景与 Web 会话管理联系起来。

三、会话管理概述

会话的概念

会话是指在一段时间内，客户端与服务器之间的一系列交互过程。在 Web 应用中，一个用户从首次访问网站开始，到关闭浏览器或会话超时结束，这期间的所有请求和响应就构成了一个会话。

会话管理的作用

保持用户状态：例如用户登录后，在整个会话期间保持登录状态，方便用户进行后续操作。
记录用户行为：如记录用户在网站上的浏览历史、购物车信息等。
提高用户体验：根据用户的会话信息，为用户提供个性化的服务。

HTTP 协议的无状态性

HTTP 协议是无状态的，即服务器无法识别不同请求是否来自同一个客户端。这就需要会话管理机制来弥补这个缺陷，以便服务器能够跟踪和管理客户端的会话。

四、Cookie 会话管理

Cookie 的概念

Cookie 是服务器发送到用户浏览器并保存在本地的一小块数据，它可以在客户端和服务器之间传递，用于在客户端存储会话信息。

Cookie 的工作原理

客户端向服务器发送请求。
服务器在响应中包含一个或多个 Cookie。
客户端浏览器接收到响应后，将 Cookie 保存到本地。
后续客户端再次向服务器发送请求时，会在请求头中包含之前保存的 Cookie。
服务器接收到请求后，从请求头中读取 Cookie 信息，根据 Cookie 中的数据进行相应的处理。

Cookie 的使用示例

创建和发送 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;

@WebServlet("/createCookie")
public class CreateCookieServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 创建一个 Cookie 对象
        Cookie cookie = new Cookie("username", "john");
        // 设置 Cookie 的有效期为 1 小时
        cookie.setMaxAge(3600);
        // 将 Cookie 添加到响应中
        response.addCookie(cookie);
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("Cookie 已创建");
    }
}

读取 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;

@WebServlet("/readCookie")
public class ReadCookieServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        Cookie[] cookies = request.getCookies();
        if (cookies != null) {
            for (Cookie cookie : cookies) {
                if ("username".equals(cookie.getName())) {
                    response.getWriter().println("用户名: " + cookie.getValue());
                }
            }
        } else {
            response.getWriter().println("没有找到 Cookie");
        }
    }
}

Cookie 的优缺点

优点

客户端存储：减轻服务器的存储压力。
可持久化：可以设置 Cookie 的有效期，实现数据的持久化存储。

缺点

安全性低：Cookie 数据存储在客户端，容易被窃取或篡改。
数据容量有限：每个 Cookie 的数据容量一般不超过 4KB。
影响性能：每次请求都会携带 Cookie，增加了请求的大小，影响性能。

五、Session 会话管理

Session 的概念

Session 是服务器端的会话管理机制，它为每个客户端分配一个唯一的会话 ID，服务器通过这个会话 ID 来跟踪和管理客户端的会话。

Session 的工作原理

客户端首次访问服务器时，服务器会为该客户端创建一个新的 Session 对象，并生成一个唯一的会话 ID。
服务器将会话 ID 通过 Cookie 或 URL 重写的方式发送给客户端。
客户端再次向服务器发送请求时，会携带会话 ID。
服务器根据会话 ID 找到对应的 Session 对象，从而获取该客户端的会话信息。

Session 的使用示例

创建和使用 Session

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;

@WebServlet("/createSession")
public class CreateSessionServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // 获取或创建 Session 对象
        HttpSession session = request.getSession();
        // 向 Session 中存储数据
        session.setAttribute("userRole", "admin");
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("Session 已创建，用户角色: " + session.getAttribute("userRole"));
    }
}

获取 Session 数据

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;

@WebServlet("/getSessionData")
public class GetSessionDataServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        // 获取 Session 对象
        HttpSession session = request.getSession(false);
        if (session != null) {
            String userRole = (String) session.getAttribute("userRole");
            if (userRole != null) {
                response.getWriter().println("用户角色: " + userRole);
            } else {
                response.getWriter().println("Session 中没有用户角色信息");
            }
        } else {
            response.getWriter().println("没有有效的 Session");
        }
    }
}

Session 的优缺点

优点

安全性高：Session 数据存储在服务器端，不易被窃取或篡改。
数据容量大：可以存储更多的数据。

缺点

服务器压力大：需要服务器维护大量的 Session 对象，增加了服务器的负担。
会话过期管理复杂：需要合理设置会话的有效期，避免资源浪费。

六、Cookie 和 Session 的比较与选择

比较

比较项	Cookie	Session
存储位置	客户端	服务器端
安全性	低	高
数据容量	有限（一般不超过 4KB）	较大
性能影响	每次请求携带 Cookie，增加请求大小	服务器维护 Session 增加负担