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一、 HTTP协议
1.1 为什么HTTP协议是无状态的?
1.2 在HTTP协议中流式传输和分块传输编码的区别
二、Cookie和Session
2.1 Cookie
2.2 Session
2.3 Cookie和Session的区别
2.4 浏览器端禁用了cookie,session能否正常使用呢?
三、servlet中与Cookie和Session相关的API
3.1 HttpServletRequest 类中的相关方法:
3.2 HttpServletResponse 类中的相关方法
3.3 HttpSession 类中的相关方法
3.4 Cookie 类中的相关方法
四、实现模拟登录流程
一、 HTTP协议
我们知道,HTTP协议是一种无状态协议,这意味着每个HTTP请求都是独立的,服务器不会记住之前的任何请求,也不会记录当前请求与之前请求的关系。每个请求都是独立的、不相关的,服务器不会保留任何有关请求或响应的信息,也不会保存客户端的状态。
1.1 为什么HTTP协议是无状态的?
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简化服务器设计: 无状态性使得服务器不需要为每个客户端维护状态信息。这降低了服务器的复杂性,减少了服务器端的资源消耗。服务器可以独立处理每个请求,而不需要关心之前或之后的请求。
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提高可伸缩性: 无状态性有助于提高服务器的可伸缩性。由于服务器不需要维护客户端的状态信息,它可以轻松地处理大量并发请求,而无需担心与之前请求的状态冲突或耦合。
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容错性: 无状态性使得系统更加容错,因为即使某个请求或会话失败,整个系统仍然可以继续工作。客户端可以重新发起一个新的请求,而不必担心服务器的状态。
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缓存支持: 无状态性有助于缓存服务器的实现。由于每个请求都是独立的,可以轻松地缓存和重用响应,从而提高性能和减少网络流量。
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简化客户端: 无状态性也简化了客户端的设计。客户端不需要在请求之间维护服务器的状态信息,因此客户端可以更加简单和通用化。
虽然HTTP本身是无状态的,但为了支持某些应用程序的需要,通常会使用会话管理机制(如Cookie或会话标识符)来在一系列请求之间维护客户端状态。这种会话管理机制允许在HTTP请求之间传递和维护状态信息,以便实现用户身份验证、购物车管理等功能。但这些机制通常是基于无状态的HTTP协议之上构建的,以平衡简化性和功能需求。
需要注意的是。虽然HTTP协议为无状态协议,但是与HTTP支持长连接不冲突。
长连接(也称为持久连接)是一种HTTP/1.1协议引入的技术,它允许客户端和服务器在一个TCP连接上发送多个HTTP请求和响应,而不需要为每个请求/响应都建立一个新的TCP连接。这种技术可以显著减少网络连接的建立和关闭开销,提高网络传输效率,同时也能够更好地支持HTTP协议的特性,如流式传输和分块传输编码等。
在长连接中,客户端和服务器之间的TCP连接在一个HTTP请求/响应完成后不会立即关闭,而是继续保持连接状态,等待下一个HTTP请求/响应。这样,当客户端发送下一个HTTP请求时,可以直接利用之前的TCP连接,不需要再进行TCP握手和挥手等操作,从而节省了网络资源和时间。
因此,虽然HTTP协议是无状态的,但是通过使用长连接技术,可以在保持无状态的前提下提高HTTP协议的效率和性能。需要注意的是,长连接需要服务器和客户端都支持,否则无法建立长连接。同时,长连接也可能会导致资源占用问题,因此需要合理使用和配置。
以下为浏览器请求BIng主页的抓包信息(Connection:keep-alive就为长连接的意思):
在HTTP/1.1中,如果客户端请求头中没有明确指定Connection头字段,那么服务器会默认使用长连接,即保持TCP连接处于打开状态,直到客户端或服务器明确要求关闭连接为止。这种方式可以减少每次请求和响应时建立和关闭TCP连接的开销,提高网络传输效率和性能。但需要注意的是,长连接并不是在所有情况下都适用,有时候也需要根据实际情况关闭连接。
1.2 在HTTP协议中流式传输和分块传输编码的区别
流式传输和分块传输编码都是HTTP协议中用于数据传输的技术,它们的区别如下:
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数据分割方式不同:流式传输是将响应数据(如HTML,JSON等)按照一定的块大小进行分割,逐步发送到客户端;而分块传输编码是将数据分成若干个块(Chunk),每个块有独立的长度信息和数据内容,使用分块传输编码方式将数据分成多个块进行传输,每个块之间用一个CRLF(回车换行)分隔符分开。
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响应方式不同:流式传输是一次性发送响应数据,客户端在接收到第一个数据块时就可以开始处理;而分块传输编码则是将响应数据分成多个块逐个发送,客户端需要在接收完所有块后再进行处理。
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大小控制不同:流式传输中每个数据块的大小是固定的,由服务器决定;而分块传输编码中每个块的大小是不固定的,客户端需要通过读取长度信息来确定每个块的大小。
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读取速度,应用场景不同:流式传输是在客户端接收到第一个数据块时就可以开始处理,而不必等待整个响应数据全部接收完毕。这种方式可以减少客户端等待时间,提高响应速度。流式传输常用于需要实时更新的数据场景,如股票行情、新闻快讯等。而分块传输编码客户端接收到每个块后,会先读取块的长度信息,再读取对应长度的数据内容。这种方式可以避免一次性传输大量数据造成的网络拥塞和连接中断,并且可以让客户端在接收到部分数据时就开始处理,从而提高传输效率和响应速度。
总之,流式传输和分块传输编码都可以提高HTTP数据传输的效率和响应速度,但应根据具体的场景和需求进行选择和使用。流式传输适用于需要实时更新的数据场景,如股票行情、新闻快讯等;而分块传输编码适用于需要传输大文件的场景,能够避免一次性传输造成的网络拥塞和连接中断。
二、Cookie和Session
2.1 Cookie
上面我们说到,由于HTTP是无状态的,所以需要引入Cookie来解决这一问题。
Cookie允许服务器在客户端上存储少量的数据,例如:用户的身份,偏好,购物车信息以及与客服对话等。以便在之后的HTTP请求中将该数据发送回服务器,通过Cookie,服务器可以识别和跟踪用户的身份和状态,从而提供更加个性化和定制化的服务。
举个例子:就比如在我们使用淘宝的时候,与客服进行对话,有的时候我们并不是一直在对话界面等待对方回复,而是需要切到其他APP中,过了一会再回来的时候询问客服的时候,客服就会通过客户请求时候所发送的Cookie来查看上下文,进而实现后续的对话。
回顾以下,Cookie是什么,从哪里来,发送到哪去,存储在哪?
- 是什么:Cookie是一种由服务器发送到客户端的小型数据文件,它包含了有关用户和网站之间的交互信息,以及有关用户的偏好和状态信息,
- 从哪里来:当服务器想要在客户端上创建或者添加一个新的Cookie时候,会将Set-Cookie字段添加到HTTP响应头中,告诉客户端应该如何创建或跟新Cookie(Set-Cookie中是由开发者自己定义的键值对)。
- 发送到哪去:客户端在接收到带有Set-Cookie字段的HTTP响应时,会解析该字段,并根据其中的信息在本地创建或更新对应的Cookie。之后,在该客户端向同一服务器发出HTTP请求时,该Cookie信息会被自动添加到HTTP请求头中,从而让服务器能够识别并跟踪用户的身份和状态。
- 存储在哪:在客户端,Cookie通常存储在Web浏览器所在的硬盘中,浏览器会根据域名来分别存储。
对于第四点,可以在浏览器的URL处,点击查看:
Cookies中的内容通常是纯文本,而且通常是以ASCII字符集编码的,因此在大多数情况下,Cookies中的值是由英文字符和数字组成的:
2.2 Session
Session(会话)是Web应用程序中的一个概念,它指的是一系列相关的HTTP请求和响应,通常用于在客户端和服务器之间维护一些状态信息。在一个会话中,服务器会创建一个唯一的Session ID(会话标识符),并将该Session ID发送给客户端浏览器。客户端在之后的每个HTTP请求中都会携带该Session ID,以便服务器能够识别并跟踪该客户端的身份和状态。
为了加深理解,我们来看一组登录流程:
Session通常是基于Cookie实现的。具体来说,当服务器创建一个新的Session时,它会在响应头中添加一个Set-Cookie字段,其中包含了一个名为SESSIONID的Cookie值,该值就是新创建的Session ID。客户端在收到该响应时会将该Cookie值保存在浏览器中,并在之后的每个HTTP请求中发送回服务器。服务器在接收到每个HTTP请求时都会检查该请求中是否包含了有效的Session ID,如果存在则说明该请求属于某个已经创建的Session,服务器就可以根据该Session ID来识别和跟踪客户端的身份和状态。
需要注意的是:Cookie是有存储期限的,越敏感的网站存储期限越短。
2.3 Cookie和Session的区别
Cookie和Session是Web开发中常用的两种技术,用于在服务器和客户端之间保持状态信息。它们的区别如下:
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存储位置不同:Cookie是存储在客户端的浏览器中的文本文件,而Session是存储在服务器端的内存中或者数据库中的键值对。
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安全性不同:由于Cookie是存储在客户端中的,所以存在被窃取或者篡改的风险。而Session存储在服务器端,相对来说更加安全。
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存储容量不同:Cookie的存储容量较小,通常为4KB左右,而Session的存储容量可以比较大,但会占用服务器的内存或者存储资源。
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生命周期不同:Cookie可以设置过期时间,可以长期保存在客户端的浏览器中;而Session在用户关闭浏览器或者超过一定时间后,会自动销毁。
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使用方式不同:Cookie是通过在服务器端发送HTTP响应头来设置的,客户端的浏览器会自动保存Cookie,下一次请求时会自动发送Cookie到服务器端。而Session需要在服务器端通过某种方式生成Session ID,并将Session ID存储在Cookie中或者URL参数中,客户端浏览器会将Session ID发送到服务器端,服务器根据Session ID来获取Session数据。
综上所述,Cookie和Session都可以用于在服务器和客户端之间保持状态信息,但它们的应用场景和特点有所不同,具体使用哪种技术要根据实际需求和安全要求来决定。
2.4 浏览器端禁用了cookie,session能否正常使用呢?
当浏览器禁用了Cookie时,会影响到传统的基于Cookie的Session管理,因为Session通常依赖于浏览器发送的Cookie来标识和维护会话状态。如果浏览器禁用了Cookie,会导致Session无法正常工作,因为无法在客户端存储Session标识信息。
但是,有一种替代方法可以在浏览器禁用Cookie时维护Session状态,那就是URL重写或称为URL重定向。这种方法将会话标识信息添加到URL中,而不是依赖于Cookie。
以下是如何使用URL重写来维护Session状态的一般步骤:
-
当用户访问网站时,服务器会为其创建一个唯一的会话标识,通常是一个长字符串,将其存储在服务器端。
-
对于每个后续的请求,服务器会将该会话标识信息附加到URL中,例如:http://example.com/page?sessionid=abcdef123456.
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服务器接收到请求后,会检查URL中的会话标识信息,并将其与服务器端存储的会话状态相关联。
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服务器根据会话标识提供相应的会话数据,如用户登录状态、购物车内容等。
-
当用户发出下一个请求时,会话标识信息将继续被传递,以维护会话状态。
使用URL重写来维护会话状态的方法,即使浏览器禁用了Cookie,也能正常工作。然而,需要注意的是,这会导致URL包含会话标识信息,可能会有一些安全和隐私问题。因此,在实现时,需要谨慎处理敏感信息,并采取适当的安全措施,如使用HTTPS来加密通信。
三、servlet中与Cookie和Session相关的API
3.1 HttpServletRequest 类中的相关方法:
方法 | 描述 |
HttpSession getSession() | 在服务器中获取会话. 参数如果为 true, 则当不存在会话时新建会话; 参数如果 为 false, 则当不存在会话时返回 null |
Cookie[] getCookies() | 返回一个数组, 包含客户端发送该请求的所有的 Cookie 对象. 会自动把 Cookie 中的格式解析成键值对. |
3.2 HttpServletResponse 类中的相关方法
方法 | 描述 |
void addCookie(Cookie cookie) | 把指定的 cookie 添加到响应中. |
3.3 HttpSession 类中的相关方法
方法 | 描述 |
Object getAttribute(String name) | 该方法返回在该 session 会话中具有指定名称的对象,如果没 有指定名称的对象,则返回 null. |
void setAttribute(String name, Object value) | 该方法使用指定的名称绑定一个对象到该 session 会话 |
boolean isNew() | 判定当前是否是新创建出的会话 |
3.4 Cookie 类中的相关方法
每个 Cookie 对象就是一个键值对
方法 | 描述 |
String getName() | 该方法返回 cookie 的名称。名称在创建后不能改变。(这个值是 Set Cooke 字段设置给浏览器的) |
String getValue() | 该方法获取与 cookie 关联的值 |
void setValue(String newValue) | 该方法设置与 cookie 关联的值。 |
- HTTP 的 Cooke 字段中存储的实际上是多组键值对. 每个键值对在 Servlet 中都对应了一个 Cookie对象.
- 通过 HttpServletRequest.getCookies() 获取到请求中的一系列 Cookie 键值对.
- 通过 HttpServletResponse.addCookie() 可以向响应中添加新的 Cookie 键值对.
四、实现模拟登录流程
第一步,约定前后端接口。
我们需要实现两套交互逻辑,一是登录跳转,二是获取主页。
登录跳转约定:
约定使用POST请求,响应采用302重定向。
package login;
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;
/**
* Created with IntelliJ IDEA.
* Description:
* User: 86136
* Date: 2023-04-01
* Time: 18:53
*/
@WebServlet("/loginServlet")
public class LoginServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
String username = req.getParameter("username");
String password = req.getParameter("password");
//因为这里我们主要是演示Cookie和Session,所以为了简化流程,并不将用户名和密码
//存入到数据库中,而是直接定死。约定用户名合法为 Jay 和 Lin
//密码合法为123。
if(!username.equals("Jay") && !username.equals("Lin")) {
//登录失败
System.out.println("用户名错误");
resp.sendRedirect("login.html");
return;
}
if (!password.equals("123")) {
//登录失败
System.out.println("密码错误");
resp.sendRedirect("login.html");
return;
}
//登录成功
//1.创建一个会话
HttpSession session = req.getSession(true);
//2.把当前的用户名保存在会话中
//void setAttribute(String var1, Object var2);
session.setAttribute("username",username);
//初始情况下设置登录次数
session.setAttribute("count",0);
//3.重定向到主页
resp.sendRedirect("indexServlet");
}
}
分析:
其中的getSession(true):判定当前请求是否已经有对应的会话(拿着来自客户端的请求中Cookie里的sessionId查一下),如果sessionId不存在,或者没有被查到,那么就创建一个新的会话,并插入到哈希表中。如果查到了,就直接返回查到的结果。
创建新的会话的流程如下:构造一个HttpSession对象,构造唯一的sessionId,把这个键值对插入到哈希表中,最后把sessionId设置到响应报文的Set-Cookie字段中,有服务器发送给浏览器。
获取主页约定:
采用GET请求,响应返回一个页面:
package login;
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("/indexServlet")
public class IndexServlet extends HttpServlet {
//因为通过浏览器是通过重定向来发送请求的,所以以下为doGet
@Override
protected void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
//需要先判定用户的登录状态
//如果用户没有登录,要求先登录,如果登录了,则根据 会话 中的用户名,来显示到页面上
//这个操作不会触发会话的创建
HttpSession session = req.getSession(false);
if (session == null) {
//未登录状态
System.out.println("用户未登录");
}
//已经登录,取出会话信息
String username = (String) session.getAttribute("username");
Integer cnt = (Integer) session.getAttribute("count");
//访问次数加1
cnt++;
//写回到会话中
session.setAttribute("count",cnt);
//构造页面
resp.setContentType("text/html; charset=utf8");
resp.getWriter().write("<h3>欢迎" + username + "</h3> <h4>这个页面已经被访问了"+cnt+"次</h4>");
}
}
第二步,编写前端交互页面
我们的重点是来学习登录的逻辑,因此登录的界面不需要很好看很复杂,只要能够有两个输入框和一个提交按钮让我们输入账号密码就行。目标页面如下:
前面我们约定了登录的跳转采用post请求,由于场景很简单,我们直接使用form表单构造post请求就可以了:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Document</title>
</head>
<body>
<form action="loginServlet" method="post">
<input type="text" name="username">
<br>
<input type="password" name="password">
<br>
<input type="submit" name="提交">
</form>
</body>
</html>
其中input标签的name属性就对应键值对的key,输入的内容就对应键值对的value。
效果演示:
下面利用抓包结果来进一步加深理解:
第一次交互
请求部分:注意,第一次请求是没有Cookie的。
服务器返回给登录界面的响应部分:
第二次交互
在登录状态下,主页向服务器发起访问请求:
这个带有Cookie的get请求到达服务器的时候,Servlet会在getSession方法中根据sessionId来查询HttpSession对象:
由于sessionId查的到,于是就返回信息。
服务器返回给浏览器的响应部分:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-413726.html
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-413726.html
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