分布式cookie-session的实现(spring-session)

分布式cookie-session的实现(spring-session)

本文使用的spring-session版本为 1.0.0，地址为: https://github.com/spring-projects/spring-session

1     session存储策略

存储，即在后台使用session的setAttribute,getAttribute等方法时，这些内部存放的数据最终存储至什么位置。比如在默认的tomcat实现中，相应的数据即存储在内存中，并在停止之后会序列化至磁盘中。
可以使用内存存储和第三方存储，如redis。对于集群式的session存储，那么肯定会使用第三方存储的实现。

在spring-session中，对session存储单独作了一个定义，但定义上基本保证与http session一致，主要的目的在于它可以支持在非http的环境中模拟使用。因此不直接使用http session接口。
先看定义：

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public interface Session {      /** 获取惟一的id,可以理解为即将每个session当作一个实体对象 */     String getId();    <T> T getAttribute(String attributeName);     Set<String> getAttributeNames();     void setAttribute(String attributeName, Object attributeValue);     void removeAttribute(String attributeName); }

从这个定义来看，如果要使用httpSession，如果实现了这个session接口，那么实现上就可以全部实现httpSession对于存储的要求。对于非httpSession场景，使用这个也可以达到session存储的目的。
当然，为了保证在会话场景中会使用到失效，最后访问时间，最大不活跃时间的目的，spring-session也有一个继承于session接口的expiringSession接口。

1.0    id主键的生成

对于id，即理解为session实体对象惟一键，可以采用任意的一种惟一key生成策略。比如，使用uuid来生成惟一键。同时，也可以将这个id认为就是在http中sessionCookie的值

1.1     map存储

如果是map来存储，那么 set,get,remove就可以直接使用map的相应实现即可。在spring-session实现中MapSession,即采用内部的一个hashmap来进行存储。

1.2     redis存储

在sprng-session中，将属性的存储和整体的存储分开，使用专门的仓库来处理session实体的处理。对于从领域模型的概念来说，set,get,removeAttribute只是对属性的处理，处理的是一个内部状态的变化，对于整体的实体来说，并没有整体上的处理。具体到实现，在redis的存储实现中，spring-session内部使用了一个 mapSession来存储相应的属性信息。
在一个实体被创建之后，相应的属性信息被全部设置至mapSession中，然后接下来的属性访问均通过mapSession来处理。为了最终存储相应的数据值，redis实现使用了一个额外的deltaMap来存放变化了的数据，并在重新保存时，一次性地将所有属性put至redis中。
从这个实现来看，spring-session的实现并不是实时地与redis进行交互，这种实现方式在解决同一session设置冲突属性时可能存在问题。因此存在这种场景的，需要重新实现相应的逻辑。

2     session仓库策略

之所以将存储策略和仓库策略分开，也是spring-session的一个设计思想。spring将session设计为一个实体，因此将实体对象的操作和属性的操作进行拆分。在前面的存储策略已经描述了属性的操作，因此这里的仓库策略主要处理实体的创建，获取，更新，删除等，即CRUD。如下的定义所示:

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public interface SessionRepository<S extends Session> {        /** 新建 */     S createSession();        /** 保存或更新 */     void save(S session);        /** 获取 */     S getSession(String id);        /** 删除 */     void delete(String id); }

2.1     本地仓库
如果是本地仓库，那么可以使用一个本地全局的globalMap,然后使用sessionId作为key,mapSession作为value来实现即可。

2.2     redis仓库

如果是resi仓库，那么在新建时，只是在本地创建一个redisSession对象，然后在redis存储中使用一个 hash结构来进行存储。即<I,<K,V>>的结构。其中I即表示sessionId,<k,V>表示具体的redisSession对象。其中getSession,delete都是针对I的操作，而save则在在指定I的情况下，直接保持<K,V>即可。

为了在一定程度上进行优化，以及解决在一定程序上的覆盖问题，在redis实现时。spring-session只对修改过的属性作存储，即当使用setAttribute处理属性时，spring-session使用额外的delta来保存修改过的属性，最后进行save时，只操作这部分数据即可。并且redis也支持调用hSet来保存或更新修改过的数据。

3     session传输策略

3.1     cookie传输

常规的实现也是使用cookie传输，比如tomcat,jetty等。在这种情况下，后端在创建session时，如果这是新的session，会自动调用原生response.addCookie以创建一个新的cookie信息。为保证安全，采用httpOnly进行创建。在发送给客户端之后的每次交互，浏览器会自动将这些信息传输至服务器端。然后服务器端直接从cookie中获取到sessionId,再进一步操作即可。
对于这种实现，应用程序开发不需要作任何的调整，浏览器会自动处理cookie的传输。

3.2     header传输

header传输，即在创建新session时，往response header中使用addHeader添加一个新的响应头，如session头，headerValue中存放相应的sessionId值。
在客户端实现中，客户端代码需要手动地将响应值进行记录，并在请求时加入到请求头当中。并且需要监听响应头值的变化，比如sessionId值的变化处理。相比cookie传输来说，这种实现对于开发更复杂一点。

4     http协议兼容

4.1     为保证http协议兼容，在session信息准备好之后，其必须在响应头之后进行处理

不管是使用cookie传输还是header传输，在响应时都需要保证在响应body输出时，相应的头信息都应该先被处理。(cookie也是一种特殊的header)。如果像以下的代码，就不能保证session响应被正确地处理

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X implements Filter {      filterChain.doFilter(request,response)      // do session logic }

在这种实现中，如果在应用代码中直接使用response的outputStream进行输出时，这里的过滤器实现中的do Session操作就不能实现相应的逻辑。因为http协议中的消息机制已经不再允许再输出body之后输出header信息了。

在spring-session的实现中，我们只需要保证在调用response处理响应body时，能够处理session逻辑即可。那么可以使用一种hack的技术，针对在response输出时，判定是否在处理body或应该结束响应时，加入特定的hack以处理我们的do session操作。因此提供了 OnCommittedResponseWrapper 以便在特定的时机进行处理，在具体的 onResponseCommitted中，处理session的delete响应和save等即可。

4.2     为支持多浏览器访问，因此在特定的路径信息处理时，应当自动地处理相应的browser参数

关于多browser支持，可以先看看此篇文章。
http://docs.spring.io/spring-session/docs/current/reference/html5/#httpsession-multi

在多browser支持时，主要即在请求参数中增加相应的浏览器识别参数_s，那么在需要进行界面跳转或其它地址处理时，后台应该能够自动地处理相应的参数信息。在spring-session中，为了对应用程序透明，通过重写response的encodeURL和encodeRedirectURL时，增加对相应_s的处理即达到相应的处理透明即可。

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