Java常用包系列--SpringSession(原理)

阿新 • • 發佈：2021-02-09

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簡介

Spring-Session原理：設計一個Filter，利用HttpServletRequestWrapper，實現自己的 getSession()方法，接管建立和管理Session資料的工作。

Redis儲存Session不僅僅可以用Spring-Session，還可以用Shiro引入。Shiro+Redis用法見：Shiro應用系列--快取_feiying0canglang的部落格-CSDN部落格

請求攔截

Spring Session 是通過SessionRepositoryFilter過濾器進行攔截，然後通過SessionRepositoryRequestWrapper繼承HttpServletRequestWrapper進行管理Session。

存放策略

Spring Session 為我們提供了3中存放的策略而每種策略提供對應的註解啟動。分別為：

(1)NoSql形式的MongoDb：@EnableMongoHttpSession

(2)持久化形式的JDBC：@EnableJdbcHttpSession
(3)快取形式的Redis：@EnableRedisHttpSession

Spring Session：共享Session過程

1.過濾請求

Spring-Session自動注入springSessionRepositoryFilter過濾器，每次請求都過濾。其本質是：對每個請求的request進行一次封裝。request.getSession()的時候，實際上拿到是Spring封裝後的session，這個session儲存在Redis中。

2.應用獲取session

應用通過 getSession(boolean create) 方法來獲取 session 資料，引數 create 表示 session 不存在時是否建立新的 session 。 getSession 方法首先從請求的 “.CURRENT_SESSION” 屬性來獲取 currentSession 。

3.若session不存在

沒有 currentSession ，則從 request 取出 sessionId ，然後讀取 spring:session:sessions:[sessionId] 的值，同時根據 lastAccessedTime 和 MaxInactiveIntervalInSeconds 來判斷這個 session 是否過期。如果 request 中沒有 sessionId ，說明該使用者是第一次訪問，會根據不同的實現，如 RedisSession ，MongoExpiringSession ，GemFireSession 等來建立一個新的 session ，新增到請求中。

從 request 取 sessionId 依賴具體的 HttpSessionStrategy 的實現，Spring Session 給了兩個預設的實現 CookieHttpSessionStrategy 和 HeaderHttpSessionStrategy ，即從 cookie 和 header 中取出 sessionId 。

整體流程

Spring-Session會自動注入springSessionRepositoryFilter過濾器，每一次的請求都由他來過濾，其本質是：對每一個請求的request進行了一次封裝。request.getSession()的時候，實際上拿到是Spring封裝後的session，這個session儲存在Redis資料庫中。

應用通過 getSession(boolean create) 方法來獲取 session 資料，引數 create 表示 session 不存在時是否建立新的 session 。 getSession 方法首先從請求的 “.CURRENT_SESSION” 屬性來獲取 currentSession ，沒有 currentSession ，則從 request 取出 sessionId ，然後讀取 spring:session:sessions:[sessionId] 的值，同時根據 lastAccessedTime 和 MaxInactiveIntervalInSeconds 來判斷這個 session 是否過期。

如果 request 中沒有 sessionId ，說明該使用者是第一次訪問，會根據不同的實現，如 RedisSession ，MongoExpiringSession ，GemFireSession 等來建立一個新的 session，新增到請求中。

從 request 取 sessionId 依賴具體的 HttpSessionStrategy 的實現，Spring Session 給了兩個預設的實現 CookieHttpSessionStrategy 和 HeaderHttpSessionStrategy ，即從 cookie 和 header 中取出 sessionId 。

Spring-Session在Redis中的儲存結構

spring:session是預設的Redis HttpSession字首（Redis中，常用’:’分割）。如上圖，每個session都建立3組資料：

(1）session本身的一些屬性(spring:session:sessions:9ab7456f-4882-40c1-b2c5-929f98395234)

hash結構，儲存：creationTime、maxInactiveInterval、、lastAccessedTime、session資訊（實體類的序列化資料）。

(2）會過期的key（spring:session:sessions:expires:9ab7456f-4882-40c1-b2c5-929f98395234）

string結構，value為空。

（3）以時間為key儲存在該時間點過期的sessionId列表（spring:session:expirations:1599909240000：）

set結構，儲存在這個時間過期的sessionId

session儲存結構總結

session在儲存時分為三個結構:

session本身的一些屬性儲存
會過期的key
以時間為key儲存在該時間點需要過期的sessionId列表

為什麼需要三個儲存結構?

先說明第2個結構是用來幹嘛的，第二儲存一般設定成session的過期時間如30分鐘或者15分鐘，同時session的客戶端會註冊一個redis的key過期事件的監聽，一旦有key過期客戶端有會事件響應和處理。

在處理事件時可能會需要該session的資訊，這時候第1個結構就有用了，因此第1個結構的過期時間會比第二儲存過期時間多1-3min，這就是為什麼需要把屬性儲存和過期分開的原因。

那第3個結構的用處呢？對`Redis`比較熟悉的同學一定會知道其中的奧祕，因為`Redis`的key過期方式是定期隨機測試是否過期和獲取時測試是否過期（也稱懶刪除），由於定期隨機測試Task的優先順序是比較低的，所以即便這個key已經過期但是沒有測試到所以不會觸發key過期的事件。所以，第3個結構的用處的意義在於，儲存了什麼時間點會過期的session，這樣可以去主動請求來觸發懶刪除，以此觸發過期事件。

原始碼分析

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Spring-Session的Key

Spring-Session是使用預設的UUID來作為Key值來將Session儲存到Redis容器中的。

相關程式碼

// ---------- RedisSession的建構函式
RedisSession() {
    // 關鍵就是下面這句了, RedisSession以一個MapSession作為backup.
    // 另外JdbcSession也是以一個MapSession作為backup.
    this(new MapSession());
    this.delta.put(CREATION_TIME_ATTR, getCreationTime());
    this.delta.put(MAX_INACTIVE_ATTR, getMaxInactiveIntervalInSeconds());
    this.delta.put(LAST_ACCESSED_ATTR, getLastAccessedTime());
    this.isNew = true;
    flushImmediateIfNecessary();
}

// ---------- MapSession的建構函式
public MapSession() {
    // 這裡的UUID.randomUUID().toString()就是預設的Redis中的鍵值; 
    // 當然其實Spring-Session將Session存入Redis時會給這個值附加一些前後綴. 不過與我們本次關注的重點關係不大. 就不再深入講解了.
    this(UUID.randomUUID().toString());
}

public MapSession(String id) {
    // 所以上面生成的uuid最終是被儲存在mapSession的id欄位裡.
    this.id = id;
}