网络协议：Cookie与Session技术
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。 本篇内容包括：会话 Session 发展史（包括会话 Session 的产生、会话 Session 的问题 和 会话 Session 的问题解决），Cookie（Cookie 的概念、Cookie 的类型），Session（实现）（Session 的概念、Cookie 的类型）以及 其他相关知识点的内容！
文章目录
一、会话 Session 发展史
1、会话 Session 的产生
在开始的阶段，Web 的使用场景往往仅限于网页浏览，即 每次请求都是一个新的 HTTP 协议，也不需要记录谁在某一段时间里都浏览了什么文档。
在后面的阶段，随着类似于购物网站的交互式 Web 页面/应用的兴起，开始出现了需要用户登录的需要，即服务器需要记录登陆了哪些人，哪些人购买了哪些商品，也就是对客户端需要进行区分。
- 应对此种变化的方式就是：服务器端会给请求的客户端下发一个 SessionId，即 会话标识，齐通常由一串唯一字符构成，客户端携带着 SessionId，就可以被 服务端区分了。
2、会话 Session 的问题
接下来的阶段，随着交互式 Web 网站用户的增加，服务端开始发现一个问题，即「每个客户端只需保存自己的 SessionId，而服务端需要保存所有 SessionId，随着访问服务的增加，记录 SessionId 的开销饿越来越大，严重的限制了服务器扩展能力」
- 场景一：两个机器组成了一个集群保存 SessionId 信息，用户通过机器 A 登录了系统， 那 SessionId 会保存在机器 A 上，则当请求机器 B 时会找不到 SessionId；
- 场景二：将用户请求一直粘在机器 A 上，但假如机器 A 挂掉，依然会走到机器 B
- 场景三：做 Session 复制，SessionId 在两台机器来回复制…?
- 场景四：把 SessionId 集中存储到一个地方，所有的机器都来访问这个地方的数据，这样一来，就不用复制了，但是增加了单点失败的可能性！
3、会话 Session 的问题解决
再后来的阶段，开始有人思考， 为什么要保存 Session 信息在服务端呢，在客户端保存是否会有更好的效果？
可是如果不保存这些 SessionId，怎么验证客户端发给我的 SessionId 的确是我生成的呢？关键点就是验证 ！
比如说，用户小 A 已经登录了系统， 我给他发一个令牌（Token）， 里边包含了小 A 的 userId，下一次小 A 再次通过 Http 请求访问服务端的时候， 把这个 Token 通过 Http header 带过来就可以了。但为了避免被伪造，可以做个签名，比如说用 HMAC-SHA256 算法，加上一个只有服务端才知道的密钥，对数据做一个签名，把这个签名和数据一起作为Token，由于密钥别人不知道， 就无法伪造 Token 了。
这个 Token 服务端不保存， 当小 A 把这个 Token 给服务端发过来的时候，服务端再用同样的 HMAC-SHA256 算法和同样的密钥，对数据再计算一次签名，和 Token 中的签名做个比较， 如果相同， 我就知道小 A 已经登录过了，并且可以直接取到小 A 的 userId , 如果不相同， 数据部分肯定被人篡改过， 我就告诉发送者：“对不起，没有认证“。
这样一来，服务端就不保存 SessionId 了，服务端只是生成 Token ,然后验证 Token，服务端用服务端的 CPU 计算时间获取了服务端的 Session 存储空间 ！
Ps：当然如果一个人的 Token 被别人偷走了， 那谁也没办法
二、Cookie
1、Cookie 的概念
Cookie 是一个非常具体的东西，指的就是浏览器里面能永久存储的一种数据，仅仅是浏览器实现的一种数据存储功能。其本质是某些网站为了辨别用户身份，进行 Session 跟踪而储存在用户本地终端上的数据（通常经过加密），由用户客户端计算机暂时或永久保存的信息
Cookie 由服务器生成，发送给浏览器，浏览器把 Cookie 以 kv 形式保存到某个目录下的文本文件内，下一次请求同一网站时会把该 Cookie 发送给服务器。由于 Cookie 是存在客户端上的，所以浏览器加入了一些限制确保 Cookie 不会被恶意使用，同时不会占据太多磁盘空间，所以每个域的 Cookie 数量是有限的。
2、Cookie 的类型
Cookie 总时由用户客户端进行保存的（一般是浏览器），按其存储位置可分为：内存式 Cookie 和硬盘式 Cookie。
内存式 Cookie 存储在内存中，浏览器关闭后就会消失，由于其存储时间较短，因此也被称为非持久 Cookie 或会话 Cookie。
硬盘式 Cookie 保存在硬盘中，其不会随浏览器的关闭而消失，除非用户手工清理或到了过期时间。由于硬盘式 Cookie 存储时间是长期的，因此也被称为持久 Cookie。
三、Session（实现）
Ps：不要混淆 Session 和 Session 实现。
1、Session 的概念
Session 是另一种记录客户状态的机制，不同的是 Cookie 保存在客户端浏览器中，而 Session 保存在服务器上。客户端浏览器访问服务器的时候，服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上。这就是 Session。客户端浏览器再次访问时只需要从该 Session 中查找该客户的状态就可以了。
服务器使用 Session 把用户的信息临时保存在了服务器上，用户离开网站后 Session 会被销毁。这种用户信息存储方式相对 Cookie 来说更安全，可是 Session 有一个缺陷：如果 web 服务器做了负载均衡，那么下一个操作请求到了另一台服务器的时候 Session 会丢失。
2、Session 的原理
当程序需要为某个客户端的请求创建一个 Session 的时候，服务器首先检查这个客户端的请求里是否已包含了一个 Session 标识，称为 SessionId，
- 如果客户端已包含一个 SessionId 则说明以前已经为此客户端创建过Session，服务器就按照 SessionId 把这个Session检索出来使用（如果检索不到，可能会新建一个）;
- 如果客户端请求不包含 SessionId ，则为此客户端创建一个Session并且生成一个与此Session相关联的 SessionId ， SessionId 的值应该是一个既不会重复，又不容易被找到规律以仿造的字符串，这个 SessionId 将被在本次响应中返回给客户端保存。
四、相关知识点
1、Cookie 与 Session 的区别与联系
两者的区别：
1、Cookie 数据存放在客户端，Session 数据放在服务器上。
2、Cookie 不是很安全，别人可以分析存放在本地的 Cookie 并进行 Cookie 欺骗，考虑到安全应当使用 Session。
3、Session 会在一定时间内保存在服务器上，当访问增多，会比较占用你服务器的性能，考虑性能应当使用 Cookie。
4、不同浏览器对 Cookie 的数据大小限制不同，个数限制也不相同。单个 Cookie 保存的数据不能超过 4K，很多浏览器都限制一个站点最多保存 20 个 Cookie。
5、可以考虑将登陆信息等重要信息存放为 Session，不重要的信息可以放在 Cookie 中。
两者的联系：
1、都是用来记录用户的信息，以便让服务器分辨不同的用户。
2、可以搭配使用，但都有自己的使用局限，要考虑到安全和性能的问题。
2、关于 Token
Token，即访问资源接口（API）时所需要的资源凭证
简单 Token 的组成： uid（用户唯一的身份标识） 、time (当前时间的时间戳) ,sign（签名，Token 的前几位以 hash 算法压缩成的一定长度的 16 进制字符串）
特点：服务端无状态变化、可扩展性好，支持移动端设备，安全，支持跨域程序调用，Token 的身份验证流程
基于 Token 的验证原理（过程）
- 客户端使用用户名和密码进行登录
- 服务端收到请求，去验证用户名与密码
- 验证成功后，服务端会签发一个 Token 并把这个 Token 发送给客户端
- 客户端收到 Token 后，会把它存储起来，比如放在 Cookie 里 或者 localStorage 里
- 客户端每次向服务端请求资源的时候需要带着服务端签发的 Token
- 服务端收到请求后，先验证客户端请求里带着的 Token ，如果验证成功，就向客户端返回请求的数据