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JavaWeb基础(六)-Cookie和Session

JavaWeb基础(六)-Cookie和Session

作者: sixleaves | 来源:发表于2018-08-20 01:00 被阅读279次

    1.Cookie和Session

    在JavaWeb基础(五)中,我们分享了.Servlet规范、Servlet生命周期、Servlet请求流程、Servlet初始化参数、Servlet继承体系结构和设计原因。
    今天我主要来分享下Cookie和Session, Cookie和Session使用起来其实很简单, 主要用来解决多个request之间的数据共享问题。先说下我这篇博客会分享的内容.

    • Servlet3.0的注解、Http协议存的问题、Cookie技术、Session技术、总结下使用场景

    1.1 Servlet3.0新增的注解

    之前的编码中,我们每次增加一个Servlet。都需要到WEB-INF下配置web.xml.我们需要注册Servlet并关联资源名.
    而从J2EE6规范起, 我们就可以用注解的方式来配置这些信息.这个版本的Servlet即Servlet3.0, 对应着J2EE6的规范和Tomcat7.*.

    为什么引入Servlet配置注解方式

    每个新技术的引入都是有一定应用场景, Servlet注解的引入主要是为了解决配置xml的繁琐和臃肿.因为随着Sevlet的增加, web.xml里的配置会爆炸性的增长, 这时候对于修改和维护该配置文件效率往往会非常低.

    web.xml中的metadata-complete属性

    该属性表示元数据的完整性.即xml是用来描述Servlet的,我们也可以把XML看成是描述Servlet的一种元数据.

    • 如果我们声明其为true。表示xml描述信息是完整的,那么这时候tomcat就不会再去解析Servlet的注解信息.
    • 如果我们声明其为false。表示xml描述信息是不完整的,那么这时候tomcat机会再去解析Servlet的注解信息, 这时候我们使用注解替代web.xml才会生效.

    代码演示

    我们之前分享的中,提到最多的配置是资源名称映射到Servlet配置和Servlet初始化参数配置.我们就来看下如何使用注解来配置.首先这两个配置对应的是@WebServlet注解和@WebInitParam注解.以下是其源代码, 我们只列出部分常见属性.

    @Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WebServlet {
    String name() default "";
    String[] value() default {};
    String[] urlPatterns() default {};
    int loadOnStartup() default -1;
    WebInitParam[] initParams() default {};
}

    @Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface WebInitParam {
    String name();
    String value();
}

    @WebServlet有name、value、urlPatterns、loadOnStartup、initParams五个常用属性.

    • value和urlPatterns作用一样, 只是因为value是默认属性,所以我们可以不用写Key
    • initParams属性是一个数组, 元素类型是@WebInitParams注解, 其属性为name和value,name确定key值, value确定对应key的值。
    • 并且这些注解的生命周期都是能存储到运行时.所以其原理就是利用运行时在确定要资源名要关联的Servlet.

    如下代码,使用Servlet注解

    package com.sweetcs.web.servlet.servlet3_0;

import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

import javax.jws.soap.InitParam;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebInitParam;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@WebServlet(
value={"/annotation_servlet"}, 
initParams={
        @WebInitParam(name = "enocding", value ="UTF-8")
        })
public class AnnotationServlet extends HttpServlet {
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        // 使用反射读取配置初始化参数
        Class<AnnotationServlet> clazz = null;
        try {
             clazz = (Class<AnnotationServlet>) Class.forName("com.sweetcs.web.servlet.servlet3_0.AnnotationServlet");
             WebServlet annOfWebServlet = clazz.getAnnotation(WebServlet.class);
             System.out.println(Arrays.toString(annOfWebServlet.value()));
             System.out.println(Arrays.toString(annOfWebServlet.urlPatterns()));
             System.out.println(Arrays.toString(annOfWebServlet.initParams()));
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

    启动浏览器, 输入http://127.0.0.1:8080/annotation_servlet. 运行输出如下.注解能在运行时成功读取到,其中value和urlpattern属性作用是一样,但是如果我们只配置其中一个,其只能读取到其中一个的值.

    web.xml和注解的选择

    XML和注解区别

    • XML使得配置和Java相分离, 维护性较高。注解和Java代码耦合, 维护性低.
    • XML维护繁琐, 配置文件臃肿, 开发效率低。注解使得开发效率高, 方便快速定位.

    选择
    一般在企业级开发中, 我们当然要尽量的选择其优点, 所以我们在xml中做通用配置。个别的Servlet配置才用注解。

    1.2 Http协议无状态带来的问题

    一次会话

    从打开浏览器,到关闭浏览器过程中的操作可以称为一次会话.我们把一次会话也称为Session。而一次会话中我们可以发送多次的请求Request.

    Http协议的问题

    http协议是一种无状态连接的协议.导致了服务端无法让多个请求共享数据.

    说白话就是

    • 服务端不知道上一次是哪个客户端请求了自己。
    • 一次会话中可以发送多次请求, 但是服务器却不知道这多次请求是来自同一个客户端。
    • 问题:这也就导致了服务端无法让多个请求共享数据.为了解决这个问题就引入了参数传递机制、Cookie技术和Session技术

    举个栗子

    客户端例子

    学过移动端开发的同学都知道, 对于同一个用户, 我们需要在多个页面之前传递数据.而因为Http协议的无状态连接问题导致我们无法在多个页面之前传递数据.这只是在客户端之前的一个例子, 并不准确。

    服务端例子

    在服务端开发中,涉及到网络通信,所以可以理解为多个请求无法标识,导致了服务端无法有效的利用之前的数据在多个请求前实现共享.这也就是导致了你发次请求过来，下次我就不知道是你了,如果有很多页面需要做权限控制,那么每次页面一跳转，由于Http协议的健忘性.你又得重新登入做权限验证

    1.3 参数传递机制

    为了解决服务端无法识别请求。我们可以在请求中自己附加参数,用来标记请求,这是最原始的解决方案。如下代码使用参数传递来解决数据共享问题.

    登入界面

    登入界面

    LoginServlet

    @WebServlet(urlPatterns={"/login"})
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        String username = req.getParameter("username");
        String password =  req.getParameter("password");
        System.out.println("username = " + username +"password = " + password);
        IUserDAO userDAO = new UserDAOImpl();
        User user = userDAO.loginReturnUserOrNull(username, password);
        
        PrintWriter printWriter = resp.getWriter();
        
        if (null == user) {
            printWriter.write("login failed");
        }else {
            resp.sendRedirect("/get?username=" + username);
        }
    }
    
}

    GetServlet
    负责显示邮件箱

    @WebServlet(urlPatterns={"/get"})
public class GetServlet extends HttpServlet{
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8"); 
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        String username = req.getParameter("username");
        pw.write("用户:" + username + "<br />");
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            pw.write("<a href="+"'/content?username="+ username +"'>第(" + i +")封邮件</a> <br />");
        }       
    }
}

    邮箱界面, 显示邮件

    邮箱界面

    ContentServlet
    负责显示邮件内容

    
@WebServlet("/content")
public class ContentServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        String username = req.getParameter("username");
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        pw.write(username + " 大哥你好!有空聚聚");
    }
}
    邮件内容

    可以看到这种方式,是通过URL携带参数进行数据共享.但是这种方式是不安全的, 而且很繁琐的, 如果要共享用户信息需要在每个连接后携带共享数据.

    1.4 Cookie技术

    Cookie原理

    Cookie是一种客户端技术。

    • 1.程序把每个用户的数据以Cookie响应给用户的浏览器.
    • 2.用户浏览器接收到Cookie后就会将其保存到本地。
    • 3.当用户使用浏览器取访问服务器资源中,就会携带各自的Cookie数据, 这样服务器就可以通过Cookie里知道该请求是哪些用户发送的.

    Cookie的使用

    创建Cookie对象

        @Test
    public void testCreateAndReadCookie() {
        
        Cookie cookie = new Cookie("name", "Sweetcs");
        String name = cookie.getName();
        String value = cookie.getValue();
        
        System.out.println(cookie);
        System.out.println("name="+name +" value= " +value);
    }

    将Cookie放入响应, 响应给浏览器,让浏览器去存储

    
@WebServlet(urlPatterns={"/cookie/login"})
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        String username = req.getParameter("username");
        String password =  req.getParameter("password");
        System.out.println("username = " + username +"password = " + password);
        IUserDAO userDAO = new UserDAOImpl();
        User user = userDAO.loginReturnUserOrNull(username, password);
        
        PrintWriter printWriter = resp.getWriter();
        
        // 1.创建Cookie
        Cookie cookie = new Cookie(username, password);
        
        // 2.setPath设置的共享范围是在同一个web服务器之下.
        cookie.setPath("/");  // 该设置表示该浏览器请求的web应用只要是该服务器下都会传递该Cookie给服务器
        
        // 3.设置共享Cookie的域名,通常应用在多个二级域名之间传递数据
//      cookie.setDomain("");   // 一般用于设置二级域名,那多个跨域web app能共享Cookie.
        
        // 4. 设置Cookie存活时间为3分钟。如果设置为0表示让浏览器删除Cookie,设置为负数, 表示Cookie只在本次会话中有效.
        cookie.setMaxAge(60 * 3);
        
        if (null == user) {
            printWriter.write("login failed");
        }else {
            // 2.将Cookie加入响应头,响应给浏览器,客户端接收到会进行存储
            resp.addCookie(cookie);
            resp.sendRedirect("/cookie/get");
        }
    }
}

    登入后的Http报文

    可以看到如上Http报文,因为我们在LoginServlet的响应给浏览器Cookie，其响应头中有一个字段Set-Cookie:xxx.浏览器接受到后,判断有这个字段就将Cookie进行解析保存.

    获取Cookie中的数据

    @WebServlet(urlPatterns={"/cookie/get"})
public class GetServlet extends HttpServlet{
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        // 1.客户端接受到Cookie后,当再次发送请求,会携带Cookie数据.
        
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        Cookie[] cookies = req.getCookies();
        String username = null;
        for (Cookie cookie : cookies) {
            String key = cookie.getName();
            String value = cookie.getValue();
            if ("username".equals(key)) {
                username = value;
                break;
            }
        }
        
        pw.write("用户:" + username + "<br />");
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            pw.write("<a href='/cookie/content'>第(" + i +")封邮件</a> <br />");
        }
    }
}

    查看邮件内容页面对应的Http报文.可以看到当我们跳转到该页面,浏览器会携带Cookie数据.

    Cookie分类

    • 会话Cookie
      默认,关闭浏览器之后,就会销毁的Cookie。也就是在一次会话范围内有效的Cookie,我们称为会话Cookie.
    • 持久化Cookie
      设置Cookie的最大存活时间setMaxAge(seconds)
      seconds == 0: 删除Cookie.(让浏览器删除Cookie)
      seconds < 0: 会话Cookie.(持久化Cookie转换成会话Cookie)
      seconds > 0: 存储指定的秒数.(让浏览器持久化Cookie

    cookie主要分为会话Cookie和持久化Cookie.持久化Cookie可以通过setMaxAge(-1)转换成会话Cookie.

    Cookie的缺陷

    • Cookie不够安全.一个浏览器的其他用户可以查看其他人的Cookie
    • Cookie不能直接支持中文.需要先将中文进行编码才能保存中文.
    // 使用URLEncode和URLDecoder对中文进行编码
    @Test
    public void testCookieStoreChinese() {
        Cookie cookie = null;
        try {
            cookie = new Cookie("name", URLEncoder.encode("苏轼", "UTF-8"));
            System.out.println("encode value = " + cookie.getValue());
            
            System.out.println("decode value = " + URLDecoder.decode(cookie.getValue(), "UTF-8"));
            
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }       
    }

    运行输出

    • 每个Cookie只能存储一个数据.需要多个数据, 需要多个Cookie
    • 站点对Cookie大小有限制, 服务器和浏览器对Cookie个数也有限制。站点对Cookie大小限制在4KB内.服务器在一个客户端最多保存20个,浏览器最多可以保存300个。
    • 设计上有问题。因为Cookie存储在浏览器端,一旦丢失就不能恢复, 不能再次使用。如果是存储在服务器上就没这个问题。

    Cookie的增、删、改、查总结

    • 增
    Cookie cookie = new Cookie(Key, Value);
response对象.addCookie(cookie);
    • 删
    cookie.setMaxAge(0)
    • 改
    // 方式一
cookie.setValue(newValue);
// 方式二
cookie  = new Cookie(oldKey, newValue);
response对象.addCookie(cookie);
    • 查
    cookie.getValue()

    Cookie使用步骤总结

    • 创建Cookie.cookie = new Cookie(key, value)
    • 添加Cookie到响应中(response.addCookie(cookie))
      • (添加前要先配置)配置Cookie的path和domain(cookie.setPath("\")同服务器跨app。 cookie.setDomain(".baidu.com")不同服务器, 不同app跨域)
      • (添加前要先配置)配置Cookie的过期时间(setMaxAge(seconds)).过期后浏览器会自动删除
    • 获取Cookie.(Cookie[] cookies = req.getCookies())

    1.5 Session

    Session是服务端共享数据的技术.其作用和Cookie类似, 用于存储数据, 只是其是存储于服务端, 而不是客户端.其主要是为了解决Cookie的缺陷

    Session原理

    服务器创建一个Session对象, 作为存储共享数据的地方。并将session的地址作为Cookie响应给浏览器.(其key为jsessionid, value为session的地址)，浏览器使用Cookie技术存储下该jssesionid,并在下一次访问的时候, 将该Cookie携带给服务器, 服务器通过该session的地址(jsessionid)可以获取到其对应的session, 进行数据的共享。

    Session的操作

    • 创建和获取Session对象
            // 1.创建Session.如果session存在则返回,如果不存在则创建一个.session本质上是一个Map结构
        HttpSession session = req.getSession(true);
        // 2.创建Session.如果session存在则返回,如果不存在返回null
        HttpSession session = req.getSession(false);
    • 存储和取数据
            session.setAttribute("username", username); // 存的是对象类型
        String username = (String)session.getAttribute("username");   // 取出来的时候需要强转
    • 删除session
    // 1.删除Session中指定属性
session.removeAttribute("username");
// 2.销毁整个session对象
session.invalidate();
    • 设置Session超时时间
      指定session在客户端没有和服务端交互的最就时间,超过这个时间,服务端会自动销毁Session.sessioin对象.setMaxInactiveInterval(秒).
      tomcat的web.xml配置,默认是30分钟,但是一般20几分钟就销毁了,并不准.
            // 客户端和服务端没有交互的最长时间,超过这个时间,session自动销毁 
        session.setMaxInactiveInterval(60 * 10);

    使用Session技术重构上述代码

    LoginServlet

    @WebServlet(urlPatterns={"/session/login"})
public class LoginServlet extends HttpServlet {
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        String username = req.getParameter("username");
        String password =  req.getParameter("password");
        System.out.println("username = " + username +" password = " + password);
        IUserDAO userDAO = new UserDAOImpl();
        User user = userDAO.loginReturnUserOrNull(username, password);
        
        PrintWriter printWriter = resp.getWriter();
        
        // 1.创建Session.如果session存在则返回,如果不存在则创建一个.session本质上是一个Map结构
        HttpSession session = req.getSession(true);
        
        // 2.向Session中添加共享数据
        session.setAttribute("USERNAME_IN_SESSION", username);
        // 3.配置如果没有请求过来,session保存多久.
        session.setMaxInactiveInterval(60 * 10);

        if (null == user) {
            printWriter.write("login failed");
        }else {
            resp.sendRedirect("/session/get");
        }
    }
}

    GetServlet

    @WebServlet(urlPatterns={"/session/get"})
public class GetServlet extends HttpServlet{
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        // 1.客户端接受到Cookie后,当再次发送请求,会携带Cookie数据.
        
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        HttpSession session = req.getSession(true);
        String username = (String)session.getAttribute("USERNAME_IN_SESSION");
        pw.write("用户:" + username + "<br />");
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            pw.write("<a href='/session/content'>第(" + i +")封邮件</a> <br />");
        }
    }
}

    ContentServlet

    @WebServlet("/session/content")
public class ContentServlet extends HttpServlet {
    
    
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        
        req.setCharacterEncoding("UTF-8");
        resp.setContentType("text/html;charset=UTF-8");
        
        HttpSession session = req.getSession(true);
        String username = (String)session.getAttribute("USERNAME_IN_SESSION");
        PrintWriter pw = resp.getWriter();
        pw.write(username + " 大哥你好!有空聚聚");
    }

}

    LoginServlet对应的HTTP响应报文(由登入界面跳转到邮件列表)
    可以看到使用Session的后,会响应一个Cookie.该Cookie的key是JSESSIONID,value是Session对象在服务端的地址

    ContentServlet对应的HTTP请求报文(由邮件列表跳转到邮件内容的请求过程)
    可以看到,此时的请求会携带Cookie,Cookie中存储有JSESSIONID的值

    Session的细节

    • 属性名称唯一, 习惯的命名规范是XXX_IN_SESSION
    • 多个数据存储于Session, 一般我们把存储的数据封装成一个对象.再进行存储.
    • 多态服务器需要共享Session,那存储的对象需要实现Serializable接口.才能在网络中传输Session

    URL重写

    开发中一般浏览器我们都是不会禁用Session和Cookie的。如果禁用了Cookie.此时就十分麻烦了.这就使得我们没法利用Cookie技术,在请求之前传递JESSIONID.从而session机制也就失效了.为了解决这个问题,我们可以用最传统的方式,将JESSIONID拼接在每个URL之后。但这样做又十分麻烦。J2EE为我们提供了一个十分便捷的接口, 只要传入要资源的路径,就会自动拼接出带JESSIONID的参数地址。

    该接口会自动判断是否需要在资源路径后拼接JESSIONID

    String url = response.encodeURL("/session/list"); 
System.out.println(url);

    Cookie和Session的区别

    • Cookie是将共享数据存储在浏览器.当访问服务器时候,携带共享数据给服务器。
    • Session是将共享数据存储在服务器,让后将Session的地址告诉浏览器,浏览器访问服务器的时候,携带的是Session地址。

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