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朱廣蔚 · 更新于 2020-12-23

Session 和 Cookie 的概念

網(wǎng)站通過(guò) Session 和 Cookie 的機(jī)制記錄訪問(wèn)者的一些基本信息，本小節(jié)依次講解 Cookie 和 Session 的概念，并講解了如何使用 Cookie 實(shí)現(xiàn) Session。

1. 需求的提出

網(wǎng)站常常需要記錄訪問(wèn)者的一些基本信息，例如：用戶是否登錄、用戶登錄名稱(chēng)、密碼、用戶在 Web 站點(diǎn)購(gòu)物的方式或用戶訪問(wèn)該站點(diǎn)的次數(shù)。

舉個(gè)例子，用戶在沒(méi)有登陸 baidu 時(shí)，此時(shí)用戶的身份是游客，baidu 首頁(yè)的界面如下圖所示：

圖片描述

當(dāng)用戶登陸 baidu 頁(yè)面后，此時(shí)用戶的身份是已登錄用戶，可以看到頁(yè)面的右上角顯示了用戶的名稱(chēng)，如下圖所示：

圖片描述

可以看出，baidu 服務(wù)端能夠辨別用戶的身份，根據(jù)用戶是否登錄顯示不同的內(nèi)容。如果用戶的身份是游客，則顯示文本登陸；如果用法的身份是已登錄用戶，則顯示用戶的名稱(chēng)。

網(wǎng)站為了辨別用戶身份、進(jìn)行會(huì)話跟蹤需要把一些數(shù)據(jù) (例如：登錄狀態(tài)、用戶名稱(chēng)) 儲(chǔ)存在用戶本地終端上，這些數(shù)據(jù)被稱(chēng)為 Cookie。

以登錄 baidu 為例子，用戶在沒(méi)有登陸 baidu 時(shí)，訪問(wèn)的網(wǎng)頁(yè) URL 是 https://www.baidu.com；在登陸 baidu 后，訪問(wèn)的網(wǎng)頁(yè) URL 仍然是 https://www.baidu.com。訪問(wèn)的頁(yè)面 URL 相同，但是這兩次訪問(wèn)呈現(xiàn)的結(jié)果不相同，登陸前沒(méi)有顯示用戶名，登陸后顯示了用戶名。

服務(wù)端是通過(guò) Cookie 的技術(shù)區(qū)分這兩次請(qǐng)求的，如下圖所示：

圖片描述

  1. 用戶登陸 baidu
  2. baidu 服務(wù)端會(huì)生成一個(gè)用戶 ID
  3. baidu 服務(wù)端將這個(gè)用戶 ID 發(fā)送給瀏覽器
  4. 瀏覽器收到這個(gè)用戶 ID 后，會(huì)將這個(gè)用戶 ID 保存在用戶本地終端
  5. 瀏覽器再次訪問(wèn) baidu 站點(diǎn)時(shí)，瀏覽器會(huì)將保存在本地的用戶 ID 發(fā)給 baidu 服務(wù)端

服務(wù)端收到瀏覽器發(fā)送的用戶 ID 后，就知道此次請(qǐng)求來(lái)自于一個(gè)已經(jīng)登陸的用戶。在以上的交互過(guò)程中，保存在客戶端的用戶 ID 就被稱(chēng)為 Cookie。

通過(guò)設(shè)置 HTTP 的 Set-Cookie 消息頭，Web 服務(wù)器將 Cookie 發(fā)送給瀏覽器。Set-Cookie 消息的格式如下面所示，括號(hào)中的部分都是可選的：

Set-Cookie:value [ ;expires=date][ ;domain=domain][ ;path=path][ ;secure]

消息頭的第一部分，value 部分，通常是一個(gè) name=value 格式的字符串。

服務(wù)端向客戶端發(fā)送的 HTTP 響應(yīng)中設(shè)置 HTTP 的 Set-Cookie 消息頭，一個(gè)具體的例子如下：

Connection:keep-alive
Content-Type:text/plain
Date:Fri, 14 Jul 2017 10:49:23 GMT
Set-Cookie:user=ZhangSan
Transfer-Encoding:chunked

在這個(gè)例子中，服務(wù)端向客戶端發(fā)送的 HTTP 消息頭中，設(shè)置了 ‘Set-Cookie:user=ZhangSan’，客戶端瀏覽器將接受到字符串 ‘user=ZhangSan’ 作為 Cookie，下次訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，瀏覽器會(huì)將該 Cookie 發(fā)送給服務(wù)端。

客戶端收到服務(wù)端的 Cookie 后，該 Cookie 會(huì)在接下來(lái)的每個(gè)請(qǐng)求中被發(fā)送至服務(wù)器。Cookie 的值被存儲(chǔ)在名為 Cookie 的 HTTP 消息頭中，并且只包含了 Cookie 的值，其它的選項(xiàng)全部被去除。

客戶端向服務(wù)端發(fā)送的 HTTP 請(qǐng)求中設(shè)置 Cookie 消息頭，一個(gè)具體的例子如下：

Connection:keep-alive
Cookie:user=ZhangSan
Host:localhost:8080
User-Agent:Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 Chrome Safari

在這個(gè)例子中，客戶端向服務(wù)端發(fā)送的 HTTP 消息頭中，設(shè)置了 ‘Cookie:user=ZhangSan’，服務(wù)端接受到字符串 ‘user=ZhangSan’ 作為 Cookie，從而確認(rèn)此次請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的用戶。

4. Session 簡(jiǎn)介

Session 是在服務(wù)端保存的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來(lái)存儲(chǔ)用戶的信息 (例如登錄狀態(tài)、用戶名稱(chēng))，Session 數(shù)據(jù)可以保存在內(nèi)存、文件或者數(shù)據(jù)庫(kù)中。Session 有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí) SID (Session ID)，對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶，在服務(wù)端使用 SID 可以查找到對(duì)應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)。

假設(shè)有 2 個(gè)用戶：用戶 A 和用戶 B；在服務(wù)端存在 2 個(gè) Session，用于存儲(chǔ)用戶 A 和用戶 B 的數(shù)據(jù)，如下圖所示：

圖片描述

在服務(wù)端使用 SID 查找 Session 的過(guò)程如下：

  • 每一個(gè) Session 有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí) SID，用戶 A 的 Sesion 的 SID 為 0，用戶 B 的 Sesion 的 SID 為 1；
  • 用戶訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，會(huì)把自己的 SID 作為 Cookie 發(fā)送給服務(wù)端；
  • 服務(wù)端則根據(jù)請(qǐng)求中的 SID 來(lái)尋找對(duì)應(yīng)的 Session。

通過(guò)一個(gè)具體的例子，解釋如何使用 Cookie 實(shí)現(xiàn) Session。使用 Cookie 實(shí)現(xiàn) Session 包含有兩個(gè)步驟：

1. 首次訪問(wèn)，服務(wù)端發(fā)送 Set-Cookie 消息頭

圖片描述

首先，客戶端首次訪問(wèn)網(wǎng)站時(shí)，服務(wù)端創(chuàng)建一個(gè) Session 用于記錄用戶的信息，使用一個(gè)唯一的會(huì)話 ID 標(biāo)識(shí)該 Session。

然后，服務(wù)端將會(huì)話 ID 通過(guò) Set-Cookie 消息頭 (例如，Set-Cookie: sid=0) 發(fā)給客戶端，客戶端保存這個(gè)會(huì)話 ID。

在上圖中，存在兩個(gè)用戶：用戶 A 和用戶 B，服務(wù)端為它們分別創(chuàng)建一個(gè) Session。每個(gè) Session 擁有一個(gè)唯一的 SID，用戶 A 的 SID 等于 0，用戶 B 的 SID 等于 1。

2. 后續(xù)訪問(wèn)，客戶端發(fā)送 Cookie 消息頭

圖片描述

客戶再次訪問(wèn)服務(wù)端時(shí)，會(huì)將會(huì)話 ID 通過(guò) Cookie 消息頭發(fā)給服務(wù)端，服務(wù)端根據(jù)請(qǐng)求中的 SID，尋找相應(yīng)的 Session，該 Session 中存儲(chǔ)相應(yīng)用的數(shù)據(jù)。最后，服務(wù)端將特定用戶的數(shù)據(jù)發(fā)給客戶端。

6. 小結(jié)

本小節(jié)講解了 Session 和 Cookie 的概念，使用思維導(dǎo)圖概括如下：

圖片描述

在下一個(gè)小節(jié)中，通過(guò)實(shí)例講解如何在 Flask 中使用 Cookie 和 Session。