会话（Session）跟踪是Web程序中经常使用的技术，用来跟踪用户的整个会话。经常使用的会话跟踪技术是Cookie与Session。Cookie通过在client记录信息确定用户身份，Session通过在server端记录信息确定用户身份。

本章将系统地讲述Cookie与Session机制，并比較说明什么时候不能用Cookie，什么时候不能用Session。

1.1  Cookie机制

在程序中，会话跟踪是非常重要的事情。理论上，一个用户的全部请求操作都应该属于同一个会话，而还有一个用户的全部请求操作则应该属于还有一个会话，二者不能混淆。比如，用户A在超市购买的不论什么商品都应该放在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协议数据传输的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完成，client与server端的连接就会关闭，再次交换数据须要建立新的连接。这就意味着server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server已经无法推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就是这种一种机制。它能够弥补HTTP协议无状态的不足。在Session出现之前，基本上全部的站点都採用Cookie来跟踪会话。

1.1.1  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。眼下Cookie已经成为标准，全部的主流浏览器如IE、Netscape、Firefox、Opera等都支持Cookie。

因为HTTP是一种无状态的协议，server单从网络连接上无从知道客户身份。怎么办呢？就给client们颁发一个通行证吧，每人一个，不管谁訪问都必须携带自己通行证。这样server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。client请求server，假设server须要记录该用户状态，就使用response向client浏览器颁发一个Cookie。client浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该站点时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给server。server检查该Cookie，以此来辨认用户状态。server还能够依据须要改动Cookie的内容。

查看某个站点颁发的Cookie非常easy。在浏览器地址栏输入javascript:alert (document. cookie)就能够了（须要有网才干查看）。JavaScript脚本会弹出一个对话框显示本站点颁发的全部Cookie的内容，如图1.1所看到的。

图1.1  Baidu站点颁发的Cookie

图1.1中弹出的对话框中显示的为Baidu站点的Cookie。当中第一行BAIDUID记录的就是笔者的身份helloweenvsfei，仅仅是Baidu使用特殊的方法将Cookie信息加密了。

注意：Cookie功能须要浏览器的支持。

假设浏览器不支持Cookie（如大部分手机中的浏览器）或者把Cookie禁用了，Cookie功能就会失效。

不同的浏览器採用不同的方式保存Cookie。

IE浏览器会在“C:\Documents and Settings\你的username\Cookies”目录下以文本文件形式保存，一个文本文件保存一个Cookie。

1.1.2  记录用户訪问次数

Java中把Cookie封装成了javax.servlet.http.Cookie类。每一个Cookie都是该Cookie类的对象。server通过操作Cookie类对象对clientCookie进行操作。通过request.getCookie()获取client提交的全部Cookie（以Cookie[]数组形式返回），通过response.addCookie(Cookiecookie)向client设置Cookie。

Cookie对象使用key-value属性对的形式保存用户状态，一个Cookie对象保存一个属性对，一个request或者response同一时候使用多个Cookie。由于Cookie类位于包javax.servlet.http._*以下，所以JSP中不须要import该类。

1.1.3  Cookie的不可跨域名性

非常多站点都会使用Cookie。比如，Google会向client颁发Cookie，Baidu也会向client颁发Cookie。那浏览器訪问Google会不会也携带上Baidu颁发的Cookie呢？或者Google能不能改动Baidu颁发的Cookie呢？

答案是否定的。Cookie具有不可跨域名性。依据Cookie规范，浏览器訪问Google仅仅会携带Google的Cookie，而不会携带Baidu的Cookie。Google也仅仅能操作Google的Cookie，而不能操作Baidu的Cookie。

Cookie在client是由浏览器来管理的。浏览器可以保证Google仅仅会操作Google的Cookie而不会操作Baidu的Cookie，从而保证用户的隐私安全。浏览器推断一个站点能否操作还有一个站点Cookie的根据是域名。Google与Baidu的域名不一样，因此Google不能操作Baidu的Cookie。

须要注意的是，尽管站点images.google.com与站点www.google.com同属于Google，可是域名不一样，二者相同不能互相操作彼此的Cookie。

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

1.1.4  Unicode编码：保存中文

中文与英文字符不同，中文属于Unicode字符，在内存中占4个字符，而英文属于ASCII字符，内存中仅仅占2个字节。Cookie中使用Unicode字符时须要对Unicode字符进行编码，否则会乱码。

提示：Cookie中保存中文仅仅能编码。一般使用UTF-8编码就可以。不推荐使用GBK等中文编码，由于浏览器不一定支持，并且JavaScript也不支持GBK编码。

1.1.5  BASE64编码：保存二进制图片

Cookie不仅能够使用ASCII字符与Unicode字符，还能够使用二进制数据。比如在Cookie中使用数字证书，提供安全度。使用二进制数据时也须要进行编码。

%注意：本程序仅用于展示Cookie中能够存储二进制内容，并不有用。因为浏览器每次请求server都会携带Cookie，因此Cookie内容不宜过多，否则影响速度。Cookie的内容应该少而精。

1.1.6  设置Cookie的全部属性

除了name与value之外，Cookie还具有其它几个经常使用的属性。每一个属性相应一个getter方法与一个setter方法。Cookie类的全部属性如表1.1所看到的。

表1.1  Cookie经常使用属性

1.1.7  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。

假设maxAge属性为正数，则表示该Cookie会在maxAge秒之后自己主动失效。浏览器会将maxAge为正数的Cookie持久化，即写到相应的Cookie文件里。不管客户关闭了浏览器还是电脑，仅仅要还在maxAge秒之前，登录站点时该Cookie仍然有效。以下代码中的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client

假设maxAge为负数，则表示该Cookie仅在本浏览器窗体以及本窗体打开的子窗体内有效，关闭窗体后该Cookie即失效。maxAge为负数的Cookie，为暂时性Cookie，不会被持久化，不会被写到Cookie文件里。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。

假设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，

比如：

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);                    // 必须运行这一句

response对象提供的Cookie操作方法仅仅有一个加入操作add(Cookie cookie)。

要想改动Cookie仅仅能使用一个同名的Cookie来覆盖原来的Cookie，达到改动的目的。删除时仅仅须要把maxAge改动为0就可以。

注意：从client读取Cookie时，包含maxAge在内的其它属性都是不可读的，也不会被提交。浏览器提交Cookie时仅仅会提交name与value属性。maxAge属性仅仅被浏览器用来推断Cookie是否过期。

1.1.8  Cookie的改动、删除

Cookie并不提供改动、删除操作。假设要改动某个Cookie，仅仅须要新建一个同名的Cookie，加入到response中覆盖原来的Cookie。

假设要删除某个Cookie，仅仅须要新建一个同名的Cookie，并将maxAge设置为0，并加入到response中覆盖原来的Cookie。注意是0而不是负数。负数代表其它的意义。读者能够通过上例的程序进行验证，设置不同的属性。

注意：改动、删除Cookie时，新建的Cookie除value、maxAge之外的全部属性，比如name、path、domain等，都要与原Cookie全然一样。否则，浏览器将视为两个不同的Cookie不予覆盖，导致改动、删除失败。

1.1.9  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。隐私安全机制可以禁止站点非法获取其它站点的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，由于二者的域名并不严格同样。假设想全部helloweenvsfei.com名下的二级域名都能够使用该Cookie，须要设置Cookie的domain參数，比如：

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client

读者能够改动本机C:\WINDOWS\system32\drivers\etc下的hosts文件来配置多个暂时域名，然后使用setCookie.jsp程序来设置跨域名Cookie验证domain属性。

注意：domain參数必须以点(".")開始。另外，name同样但domain不同的两个Cookie是两个不同的Cookie。假设想要两个域名全然不同的站点共同拥有Cookie，能够生成两个Cookie，domain属性分别为两个域名，输出到client。

1.1.10  Cookie的路径

domain属性决定执行訪问Cookie的域名，而path属性决定同意訪问Cookie的路径（ContextPath）。比如，假设仅仅同意/sessionWeb/下的程序使用Cookie，能够这么写：

Cookie cookie = new Cookie("time","20080808");     // 新建Cookie

cookie.setPath("/session/");                          // 设置路径

response.addCookie(cookie);                           // 输出到client

设置为“/”时同意全部路径使用Cookie。path属性须要使用符号“/”结尾。name同样但domain同样的两个Cookie也是两个不同的Cookie。

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

1.1.11  Cookie的安全属性

HTTP协议不仅是无状态的，并且是不安全的。使用HTTP协议的数据不经过不论什么加密就直接在网络上传播，有被截获的可能。使用HTTP协议传输非常机密的内容是一种隐患。假设不希望Cookie在HTTP等非安全协议中传输，能够设置Cookie的secure属性为true。浏览器仅仅会在HTTPS和SSL等安全协议中传输此类Cookie。以下的代码设置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client

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。假设须要高安全性，须要在程序中对Cookie内容加密、解密，以防泄密。

1.1.12  JavaScript操作Cookie

Cookie是保存在浏览器端的，因此浏览器具有操作Cookie的先决条件。浏览器能够使用脚本程序如JavaScript或者VBScript等操作Cookie。这里以JavaScript为例介绍经常使用的Cookie操作。比如以下的代码会输出本页面全部的Cookie。

<script>document.write(document.cookie);</script>

因为JavaScript可以随意地读写Cookie，有些好事者便想使用JavaScript程序去窥探用户在其它站点的Cookie。只是这是徒劳的，W3C组织早就意识到JavaScript对Cookie的读写所带来的安全隐患并加以防备了，W3C标准的浏览器会阻止JavaScript读写不论什么不属于自己站点的Cookie。换句话说，A站点的JavaScript程序读写B站点的Cookie不会有不论什么结果。

1.1.13  案例：永久登录

假设用户是在自己家的电脑上上网，登录时就能够记住他的登录信息，下次訪问时不须要再次登录，直接訪问就可以。实现方法是把登录信息如账号、password等保存在Cookie中，并控制Cookie的有效期，下次訪问时再验证Cookie中的登录信息就可以。

保存登录信息有多种方案。最直接的是把username与password都保持到Cookie中，下次訪问时检查Cookie中的username与password，与数据库比較。这是一种比較危急的选择，一般不把password等重要信息保存到Cookie中。

还有一种方案是把password加密后保存到Cookie中，下次訪问时解密并与数据库比較。这样的方案稍微安全一些。假设不希望保存password，还能够把登录的时间戳保存到Cookie与数据库中，到时仅仅验证username与登录时间戳就能够了。

这几种方案验证账号时都要查询数据库。

本例将採用还有一种方案，仅仅在登录时查询一次数据库，以后訪问验证登录信息时不再查询数据库。实现方式是把账号依照一定的规则加密后，连同账号一块保存到Cookie中。下次訪问时仅仅须要推断账号的加密规则是否正确就可以。本例把账号保存到名为account的Cookie中，把账号连同密钥用MD1算法加密后保存到名为ssid的Cookie中。验证时验证Cookie中的账号与密钥加密后是否与Cookie中的ssid相等。相关代码例如以下：

代码1.8 loginCookie.jsp

<%@ page language="java"pageEncoding="UTF-8" isErrorPage="false" %>

<%!                                                  // JSP方法

    private static final String KEY =":cookie@helloweenvsfei.com";
                                                     // 密钥 

    public final static String calcMD1(Stringss) { // MD1 加密算法

       String s = ss==null ?"" : ss;                  // 若为null返回空

       char hexDigits[] = { ‘0‘,‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘1‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘,
       ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘, ‘e‘, ‘f‘ };                        // 字典

       try {

        byte[] strTemp =s.getBytes();                          // 获取字节

        MessageDigestmdTemp = MessageDigest.getInstance("MD1"); // 获取MD1

       mdTemp.update(strTemp);                                // 更新数据

        byte[] md =mdTemp.digest();                        // 加密

        int j =md.length;                                 // 加密后的长度

        char str[] = newchar[j _* 2];                       // 新字符串数组

        int k =0;                                         // 计数器k

        for (int i = 0; i< j; i++) {                       // 循环输出

         byte byte0 =md[i];

         str[k++] =hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];

         str[k++] =hexDigits[byte0 & 0xf];

        }

        return newString(str);                             // 加密后字符串

       } catch (Exception e){return null; }

    }

%>

<%

   request.setCharacterEncoding("UTF-8");             // 设置request编码

    response.setCharacterEncoding("UTF-8");        // 设置response编码

    String action =request.getParameter("action"); // 获取action參数

    if("login".equals(action)){                       // 假设为login动作

        String account =request.getParameter("account");
                                                     // 获取account參数

        String password =request.getParameter("password");
                                                     // 获取password參数

        int timeout = newInteger(request.getParameter("timeout"));
                                                     // 获取timeout參数

        String ssid =calcMD1(account + KEY); // 把账号、密钥使用MD1加密后保存

        CookieaccountCookie = new Cookie("account", account);
                                                     // 新建Cookie

       accountCookie.setMaxAge(timeout);              // 设置有效期

        Cookie ssidCookie =new Cookie("ssid", ssid);   // 新建Cookie

       ssidCookie.setMaxAge(timeout);                 // 设置有效期

       response.addCookie(accountCookie);             // 输出到client

       response.addCookie(ssidCookie);            // 输出到client

        // 又一次请求本页面，參数中带有时间戳，禁止浏览器缓存页面内容

       response.sendRedirect(request.getRequestURI() + "?" + System.
        currentTimeMillis());

        return;

    }

    elseif("logout".equals(action)){                  // 假设为logout动作

        CookieaccountCookie = new Cookie("account", "");
                                                 // 新建Cookie，内容为空

       accountCookie.setMaxAge(0);                // 设置有效期为0，删除

        Cookie ssidCookie =new Cookie("ssid", ""); // 新建Cookie，内容为空

       ssidCookie.setMaxAge(0);                   // 设置有效期为0，删除

       response.addCookie(accountCookie);         // 输出到client

       response.addCookie(ssidCookie);         // 输出到client

        //又一次请求本页面，參数中带有时间戳，禁止浏览器缓存页面内容

       response.sendRedirect(request.getRequestURI() + "?" + System.
        currentTimeMillis());

        return;

    }

    boolean login = false;                        // 是否登录

    String account = null;                        // 账号

    String ssid = null;                           // SSID标识

    if(request.getCookies() !=null){               // 假设Cookie不为空

        for(Cookie cookie :request.getCookies()){  // 遍历Cookie

           if(cookie.getName().equals("account"))  // 假设Cookie名为
                                                    account

               account = cookie.getValue();       // 保存account内容

           if(cookie.getName().equals("ssid")) // 假设为SSID

               ssid = cookie.getValue();          // 保存SSID内容

        }

    }

    if(account != null && ssid !=null){    // 假设account、SSID都不为空

        login =ssid.equals(calcMD1(account + KEY));
                                      // 假设加密规则正确, 则视为已经登录

    }

%>

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01Transitional//EN">

       <legend><%= login ? "欢迎您回来" : "请先登录"%></legend>

        <% if(login){%>

            欢迎您, ${ cookie.account.value }. &nbsp;&nbsp;

           <a href=http://www.mamicode.com/"${ pageContext.request.requestURI }?action=logout">
            注销</a>

        <% } else {%>

        <formaction="${ pageContext.request.requestURI }?action=login"
        method="post">

           <table>

               <tr><td>账号： </td>

                   <td><input type="text"name="account" style="width:
                   200px; "></td>

               </tr>

               <tr><td>password： </td>

                   <td><inputtype="password" name="password"></td>

               </tr>

               <tr>

                   <td>有效期： </td>

                   <td><inputtype="radio" name="timeout" value=http://www.mamicode.com/"-1"
                   checked> 关闭浏览器即失效 <br/> <input type="radio"
                   name="timeout" value=http://www.mamicode.com/"">
    Homepage</a>

</td>

该方法会自己主动推断client是否支持Cookie。假设client支持Cookie，会将URL原封不动地输出来。假设client不支持Cookie，则会将用户Session的id重写到URL中。重写后的输出可能是这种：

<td>

    <ahref=http://www.mamicode.com/"index.jsp;jsessionid=0CCD096E7F8D97B0BE608AFDC3E1931E?c=
    1&wd=Java">Homepage</a>

</td>

即在文件名称的后面，在URL參数的前面加入了字符串“;jsessionid=XXX”。当中XXX为Session的id。分析一下能够知道，增添的jsessionid字符串既不会影响请求的文件名称，也不会影响提交的地址栏參数。用户单击这个链接的时候会把Session的id通过URL提交到server上，server通过解析URL地址获得Session的id。

假设是页面重定向（Redirection），URL地址重写能够这样写：

<%

    if(“administrator”.equals(userName))

    {

       response.sendRedirect(response.encodeRedirectURL(“administrator.jsp”));

        return;

    }

%>

效果跟response.encodeURL(String url)是一样的：假设client支持Cookie，生成原URL地址，假设不支持Cookie，传回重写后的带有jsessionid字符串的地址。

对于WAP程序，因为大部分的手机浏览器都不支持Cookie，WAP程序都会採用URL地址重写来跟踪用户会话。比方用友集团的移动商街等。

注意：TOMCAT推断client浏览器是否支持Cookie的根据是请求中是否含有Cookie。虽然client可能会支持Cookie，可是由于第一次请求时不会携带不论什么Cookie（由于并无不论什么Cookie能够携带），URL地址重写后的地址中仍然会带有jsessionid。当第二次訪问时server已经在浏览器中写入Cookie了，因此URL地址重写后的地址中就不会带有jsessionid了。

1.2.8  Session中禁止使用Cookie

既然WAP上大部分的客户浏览器都不支持Cookie，索性禁止Session使用Cookie，统一使用URL地址重写会更好一些。Java Web规范支持通过配置的方式禁用Cookie。以下举例说一下如何通过配置禁止使用Cookie。

打开项目sessionWeb的WebRoot目录下的META-INF目录（跟WEB-INF目录同级，假设没有则创建），打开context.xml（假设没有则创建），编辑内容例如以下：

代码1.11 /META-INF/context.xml

<?xml version=‘1.0‘ encoding=‘UTF-8‘?>

<Context path="/sessionWeb"cookies="false">

</Context>

或者改动Tomcat全局的conf/context.xml，改动内容例如以下：

代码1.12  context.xml

<!-- The contents of this file will be loaded for eachweb application -->

<Context cookies="false">

    <!-- ... 中间代码略 -->

</Context>

部署后TOMCAT便不会自己主动生成名JSESSIONID的Cookie，Session也不会以Cookie为识别标志，而只以重写后的URL地址为识别标志了。

注意：该配置仅仅是禁止Session使用Cookie作为识别标志，并不能阻止其它的Cookie读写。也就是说server不会自己主动维护名为JSESSIONID的Cookie了，可是程序中仍然能够读写其它的Cookie。