理解Cookie和Session机制 —— Cookie

文章目录

• 一、Cookie机制
• 二、什么是Cookie
• 三、Cookie的不可跨域名性
• 四、设置Cookie的所有属性
• • 1、Cookie的有效期
  • 2、Cookie的域名
  • 3、Cookie的路径
  • 4、Cookie的安全属性
• 五、Cookie的修改、删除

会话（Session）跟踪是Web程序中常用的技术，用来跟踪用户的整个会话。常用的会话跟踪技术是Cookie与Session。Cookie通过在客户端记录信息确定用户身份，Session通过在服务器端记录信息确定用户身份

一、Cookie机制

Cookie技术是客户端的解决方案，Cookie就是由服务器发给客户端的特殊信息，而这些信息以文本文件的方式存放在客户端，然后客户端每次向服务器发送请求的时候都会带上这些特殊的信息。让我们说得更具体一些：当用户使用浏览器访问一个支持Cookie的网站的时候，用户会提供包括用户名在内的个人信息并且提交至服务器；接着，服务器在向客户端回传相应的超文本的同时也会发回这些个人信息，当然这些信息并不是存放在HTTP响应体（Response Body）中的，而是存放于HTTP响应头（Response Header）；自此，客户端再向服务器发送请求的时候，都会把相应的Cookie再次发回至服务器。而这次，Cookie信息则存放在HTTP请求头（Request Header）了。有了Cookie这样的技术实现，服务器在接收到来自客户端浏览器的请求之后，就能够通过分析存放于请求头的Cookie得到客户端特有的信息，从而动态生成与该客户端相对应的内容。通常，我们可以从很多网站的登录界面中看到“请记住我”这样的选项，如果你勾选了它之后再登录，那么在下一次访问该网站的时候就不需要进行重复而繁琐的登录动作了，而这个功能就是通过Cookie实现的。

在程序中，会话跟踪是很重要的事情。理论上，一个用户的所有请求操作都应该属于同一个会话，而另一个用户的所有请求操作则应该属于另一个会话，二者不能混淆。例如，用户A在超市购买的任何商品都应该放在A的购物车内，不论是用户A什么时间购买的，这都是属于同一个会话的，不能放入用户B或用户C的购物车内，这不属于同一个会话。

而Web应用程序是使用HTTP协议传输数据的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完毕，客户端与服务器端的连接就会关闭，再次交换数据需要建立新的连接。这就意味着服务器无法从连接上跟踪会话。即用户A购买了一件商品放入购物车内，当再次购买商品时服务器已经无法判断该购买行为是属于用户A的会话还是用户B的会话了。要跟踪该会话，必须引入一种机制。

Cookie就是这样的一种机制。它可以弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前，基本上所有的网站都采用Cookie来跟踪会话。

如果你把Cookies看成为http协议的一个扩展的话，理解起来就容易的多了，其实本质上cookies就是http的一个扩展。有两个http头部是专门负责设置以及发送cookie的,它们分别是Set-Cookie以及Cookie。当服务器返回给客户端一个http响应信息时，其中如果包含Set-Cookie这个头部时，意思就是指示客户端建立一个cookie，并且在后续的http请求中自动发送这个cookie到服务器端，直到这个cookie过期。如果cookie的生存时间是整个会话期间的话，那么浏览器会将cookie保存在内存中，浏览器关闭时就会自动清除这个cookie。另外一种情况就是保存在客户端的硬盘中，浏览器关闭的话，该cookie也不会被清除，下次打开浏览器访问对应网站时，这个cookie就会自动再次发送到服务器端。一个cookie的设置以及发送过程分为以下四步：

1. 客户端发送一个http请求到服务器端
2. 服务器端发送一个http响应到客户端，其中包含Set-Cookie头部
3. 客户端发送一个http请求到服务器端，其中包含Cookie头部
4. 服务器端发送一个http响应到客户

这个通讯过程也可以用以下下示意图来描述：

另外，这里还要说一个特殊的Cookie，Cookie的name是JSESSIONID。这是客户端像服务端发送请求时，如果服务端在响应过程中创建了新的session，就会默认在响应客户端时，自动在响应头的set-Cookie上添加，cookie的value值就是新建的session的ID，如下图所示：

该Cookie没有设置超时时间，即它的maxAge值默认为-1，为临时Cookie，一般存在浏览器的内存中，关闭浏览器后该Cookie就会消失。

拓展：

后台何时会新建session呢，一般说来要同时满足以下条件：

1. 后台调用了类似request.getSession()获取session的代码
2. 如果请求的的请求头上附带有名为JSESSIONID的Cookie信息，则该cookie所附带的ID对应的session已经在服务端中被回收了，则服务端会在调用getSession的时候再创建新的session

二、什么是Cookie

Cookie意为“甜饼”，是由W3C组织提出，最早由Netscape社区发展的一种机制。目前Cookie已经成为标准，所有的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持Cookie。

由于HTTP是一种无状态的协议，服务器单从网络连接上无从知道客户身份。怎么办呢？就给客户端们颁发一个通行证吧，每人一个，无论谁访问都必须携带自己通行证。这样服务器就能从通行证上确认客户身份了。这就是Cookie的工作原理。

Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器。服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。

三、Cookie的不可跨域名性

很多网站都会使用Cookie。例如，Google会向客户端颁发Cookie，Baidu也会向客户端颁发Cookie。那浏览器访问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢？或者Google能不能修改Baidu颁发的Cookie呢？

答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。根据Cookie规范，浏览器访问Google只会携带Google的Cookie，而不会携带Baidu的Cookie。Google也只能操作Google的Cookie，而不能操作Baidu的Cookie。

Cookie在客户端是由浏览器来管理的。浏览器能够保证Google只会操作Google的Cookie而不会操作Baidu的Cookie，从而保证用户的隐私安全。浏览器判断一个网站是否能操作另一个网站Cookie的依据是域名。Google与Baidu的域名不一样，因此Google不能操作Baidu的Cookie。

需要注意的是，虽然网站images.google.com与网站www.google.com同属于Google，但是域名不一样，二者同样不能互相操作彼此的Cookie。

注意：用户登录网站www.google.com之后会发现访问images.google.com时登录信息仍然有效，而普通的Cookie是做不到的。这是因为Google做了特殊处理。本章后面也会对Cookie做类似的处理。

四、设置Cookie的所有属性

除了name与value之外，Cookie还具有其他几个常用的属性。每个属性对应一个getter方法与一个setter方法。Cookie类的所有属性如下所示。

• String

  name：该Cookie的名称。Cookie一旦创建，名称便不可更改。

• Object

  value：该Cookie的值。如果值为Unicode字符，需要为字符编码。如果值为二进制数据，则需要使用BASE64编码。

• int

  maxAge：该Cookie失效的时间，单位秒。如果为正数，则该Cookie在>maxAge秒之后失效。如果为负数，该Cookie为临时Cookie（即Cookie存在内存中），关闭浏览器即失效，浏览器也不会以任何形式保存该Cookie。如果为0，表示删除该Cookie。默认为–1。

• boolean

  secure：该Cookie是否仅被使用安全协议传输。安全协议。安全协议有HTTPS，SSL等，在网络>上传输数据之前先将数据加密。默认为false。

• String

  path：该Cookie的使用路径。如果设置为“/sessionWeb/”，则只有contextPath为“/sessionWeb”的程序可以访问该Cookie。如果设置为“/”，则本域名下contextPath都可以访问该Cookie。注意最后一个字符必须为“/”。

• String

  domain：可以访问该Cookie的域名。如果设置为“.google.com”，则所有以“google.com”结尾的域名都可以访问该Cookie。注意第一个字符必须为“.”。

• String

  comment：该Cookie的用处说明。浏览器显示Cookie信息的时候显示该说明。

• int

  version：该Cookie使>用的版本号。0表示遵循Netscape的Cookie规范，1表示遵循W3C的RFC 2109规范。

• String

  HttpOnly：如果Cookie中带了这个属性（这个属性不用设置值），那么通过js脚本将无法读取到Cookie信息，样能有效的防止XSS攻击，窃取cookie内容，这样就增加了cookie的安全性。

1、Cookie的有效期

Cookie的maxAge决定着Cookie的有效期，单位为秒（Second）。Cookie中通过getMaxAge()方法与setMaxAge(int maxAge)方法来读写maxAge属性。 如果maxAge属性为正数，则表示该Cookie会在maxAge秒之后自动失效。浏览器会将maxAge为正数的Cookie持久化，即写到对应的Cookie文件中。无论客户关闭了浏览器还是电脑，只要还在maxAge秒之前，登录网站时该Cookie仍然有效。下面代码中的Cookie信息将永远有效。

Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置生命周期为MAX_VALUE
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
           

如果maxAge为负数，则表示该Cookie仅在本浏览器窗口以及本窗口打开的子窗口内有效，关闭窗口后该Cookie即失效。maxAge为负数的Cookie，为临时性Cookie，不会被持久化，不会被写到Cookie文件中。Cookie信息保存在浏览器内存中，因此关闭浏览器该Cookie就消失了。Cookie默认的maxAge值为–1。

如果maxAge为0，则表示删除该Cookie。Cookie机制没有提供删除Cookie的方法，因此通过设置该Cookie即时失效实现删除Cookie的效果。失效的Cookie会被浏览器从Cookie文件或者内存中删除：

Cookie cookie = new Cookie("username","helloweenvsfei"); // 新建Cookie
cookie.setMaxAge(0); // 设置生命周期为0，不能为负数
response.addCookie(cookie); // 必须执行这一句
           

response对象提供的Cookie操作方法只有一个添加操作add(Cookie cookie)。要想修改Cookie只能使用一个同名的Cookie来覆盖原来的Cookie，达到修改的目的。删除时只需要把maxAge修改为0即可。

注意：从客户端读取Cookie时，包括maxAge在内的其他属性都是不可读的，也不会被提交。浏览器提交Cookie时只会提交name与value属性。maxAge属性只被浏览器用来判断Cookie是否过期。

2、Cookie的域名

Cookie是不可跨域名的。域名www.google.com颁发的Cookie不会被提交到域名www.baidu.com去。这是由Cookie的隐私安全机制决定的。隐私安全机制能够禁止网站非法获取其他网站的Cookie。

正常情况下，同一个一级域名下的两个二级域名如www.helloweenvsfei.com和images.helloweenvsfei.com也不能交互使用Cookie，因为二者的域名并不严格相同。如果想所有helloweenvsfei.com名下的二级域名都可以使用该Cookie，需要设置Cookie的domain参数，例如：

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setDomain(".helloweenvsfei.com"); // 设置域名
cookie.setPath("/"); // 设置路径
cookie.setMaxAge(Integer.MAX_VALUE); // 设置有效期
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
           

读者可以修改本机C:\WINDOWS\system32\drivers\etc下的hosts文件来配置多个临时域名，然后使用setCookie.jsp程序来设置跨域名Cookie验证domain属性。

注意：domain参数必须以点(".")开始。另外，name相同但domain不同的两个Cookie是两个不同的Cookie。如果想要两个域名完全不同的网站共有Cookie，可以生成两个Cookie，domain属性分别为两个域名，输出到客户端。

3、Cookie的路径

domain属性决定运行访问Cookie的域名，而path属性决定允许访问Cookie的路径（ContextPath）。例如，如果只允许/sessionWeb/下的程序使用Cookie，可以这么写：

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808"); // 新建Cookie
cookie.setPath("/session/"); // 设置路径
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
           

设置为“/”时允许所有路径使用Cookie。path属性需要使用符号“/”结尾。name相同但domain不同的两个Cookie也是两个不同的Cookie。

注意：页面只能获取它属于的Path的Cookie。例如/session/test/a.jsp不能获取到路径为/session/abc/的Cookie。使用时一定要注意。

1. domain表示的是cookie所在的域，默认为请求的地址，如网址为www.test.com/test/test.aspx，那么domain默认为www.test.com。而跨域访问，如域A为t1.test.com，域B为t2.test.com，那么在域A生产一个令域A和域B都能访问的cookie就要将该cookie的domain设置为.test.com；如果要在域A生产一个令域A不能访问而域B能访问的cookie就要将该cookie的domain设置为t2.test.com。
2. path表示cookie所在的目录，默认为/，就是根目录。在同一个服务器上有目录如下：/test/,/test/cd/,/test/dd/，现设一个cookie1的path为/test/，cookie2的path为/test/cd/，那么test下的所有页面都可以访问到cookie1，而/test/和/test/dd/的子页面不能访问cookie2。这是因为cookie能让其path路径下的页面访问。
3. 浏览器会将domain和path都相同的cookie保存在一个文件里，cookie间用*隔开。

4、Cookie的安全属性

HTTP协议不仅是无状态的，而且是不安全的。使用HTTP协议的数据不经过任何加密就直接在网络上传播，有被截获的可能。使用HTTP协议传输很机密的内容是一种隐患。如果不希望Cookie在HTTP等非安全协议中传输，可以设置Cookie的secure属性为true。浏览器只会在HTTPS和SSL等安全协议中传输此类Cookie。下面的代码设置secure属性为true：

Cookie cookie = new Cookie("time", "20080808"); // 新建Cookie
cookie.setSecure(true); // 设置安全属性
response.addCookie(cookie); // 输出到客户端
           

提示：secure属性并不能对Cookie内容加密，因而不能保证绝对的安全性。如果需要高安全性，需要在程序中对Cookie内容加密、解密，以防泄密。

五、Cookie的修改、删除

Cookie并不提供修改、删除操作。如果要修改某个Cookie，只需要新建一个同名的Cookie，添加到response中覆盖原来的Cookie。如果要删除某个Cookie，只需要新建一个同名的Cookie，并将maxAge设置为0，并添加到response中覆盖原来的Cookie。注意是0而不是负数。负数代表其他的意义。读者可以通过上例的程序进行验证，设置不同的属性。

注意：修改、删除Cookie时，新建的Cookie除value、maxAge之外的所有属性，例如name、path、domain等，都要与原Cookie完全一样。否则，浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖，导致修改、删除失败。