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spring基础.md

File metadata and controls

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IOC

IOC(Inverse of Control:控制反转)是一种设计思想,就是 将原本在程序中手动创建对象的控制权,交由Spring框架来管理。 IOC 在其他语言中也有应用,并非 Spring 特有。 IOC 容器是 Spring 用来实现 IOC 的载体, IOC 容器实际上就是个Map(key,value),Map 中存放的是各种对象。

将对象之间的相互依赖关系交给 IOC 容器来管理,并由 IOC 容器完成对象的注入。这样可以很大程度上简化应用的开发,把应用从复杂的依赖关系中解放出来。 IOC 容器就像是一个工厂一样,当我们需要创建一个对象的时候,只需要配置好配置文件/注解即可,完全不用考虑对象是如何被创建出来的。 在实际项目中一个 Service 类可能有几百甚至上千个类作为它的底层,假如我们需要实例化这个 Service,你可能要每次都要搞清这个 Service 所有底层类的构造函数,这可能会把人逼疯。如果利用 IOC 的话,你只需要配置好,然后在需要的地方引用就行了,这大大增加了项目的可维护性且降低了开发难度。

控制翻转怎么理解呢? 举个例子:"对象a 依赖了对象 b,当对象 a 需要使用 对象 b的时候必须自己去创建。但是当系统引入了 IOC 容器后, 对象a 和对象 b 之前就失去了直接的联系。这个时候,当对象 a 需要使用 对象 b的时候, 我们可以指定 IOC 容器去创建一个对象b注入到对象 a 中"。 对象 a 获得依赖对象 b 的过程,由主动行为变为了被动行为,控制权翻转,这就是控制反转名字的由来。

DI(Dependecy Inject,依赖注入)是实现控制反转的一种设计模式,依赖注入就是将实例变量传入到一个对象中去。

AOP

AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码降低模块间的耦合度,并有利于未来的可拓展性和可维护性

Spring AOP就是基于动态代理的,如果要代理的对象,实现了某个接口,那么Spring AOP会使用JDK Proxy,去创建代理对象,而对于没有实现接口的对象,就无法使用 JDK Proxy 去进行代理了,这时候Spring AOP会使用Cglib ,这时候Spring AOP会使用 Cglib 生成一个被代理对象的子类来作为代理,如下图所示:

当然你也可以使用 AspectJ ,Spring AOP 已经集成了AspectJ ,AspectJ 应该算的上是 Java 生态系统中最完整的 AOP 框架了。

使用 AOP 之后我们可以把一些通用功能抽象出来,在需要用到的地方直接使用即可,这样大大简化了代码量。我们需要增加新功能时也方便,这样也提高了系统扩展性。日志功能、事务管理等等场景都用到了 AOP 。

Spring AOP 和 AspectJ AOP 有什么区别?

Spring AOP 属于运行时增强,而 AspectJ 是编译时增强。 Spring AOP 基于代理(Proxying),而 AspectJ 基于字节码操作(Bytecode Manipulation)。

Spring AOP 已经集成了 AspectJ ,AspectJ 应该算的上是 Java 生态系统中最完整的 AOP 框架了。AspectJ 相比于 Spring AOP 功能更加强大,但是 Spring AOP 相对来说更简单,

如果我们的切面比较少,那么两者性能差异不大。但是,当切面太多的话,最好选择 AspectJ ,它比Spring AOP 快很多。

Spring bean

Spring 中的 bean 的作用域有哪些?

  • singleton : 唯一 bean 实例,Spring 中的 bean 默认都是单例的。
  • prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。每次通过 Spring 容器获取 prototype 定义的 Bean 时,容器都将创建一个新的 Bean 实例。
  • request : 每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP request内有效。
  • session : 每一次HTTP请求都会产生一个新的 bean,该bean仅在当前 HTTP session 内有效。
  • global-session: 全局session作用域,仅仅在基于portlet的web应用中才有意义,Spring5已经没有了。Portlet是能够生成语义代码(例如:HTML)片段的小型Java Web插件。它们基于portlet容器,可以像servlet一样处理HTTP请求。但是,与 servlet 不同,每个 portlet 都有不同的会话

Spring 中的单例 bean 的线程安全问题了解吗?

大部分时候我们并没有在系统中使用多线程,所以很少有人会关注这个问题。单例 bean 存在线程问题,主要是因为当多个线程操作同一个对象的时候,对这个对象的非静态成员变量的写操作会存在线程安全问题。

常见的有两种解决办法:

  1. 在Bean对象中尽量避免定义可变的成员变量(不太现实)。
  2. 在类中定义一个ThreadLocal成员变量,将需要的可变成员变量保存在 ThreadLocal 中(推荐的一种方式)。

@Component 和 @Bean 的区别是什么?

  1. 作用对象不同: @Component 注解作用于类,而@Bean注解作用于方法。
  2. @Component通常是通过类路径扫描来自动侦测以及自动装配到Spring容器中(我们可以使用 @ComponentScan 注解定义要扫描的路径从中找出标识了需要装配的类自动装配到 Spring 的 bean 容器中)。@Bean 注解通常是我们在标有该注解的方法中定义产生这个 bean,@Bean告诉了Spring这是某个类的示例,当我需要用它的时候还给我。
  3. @Bean 注解比 Component 注解的自定义性更强,而且很多地方我们只能通过 @Bean 注解来注册bean。比如当我们引用第三方库中的类需要装配到 Spring容器时,则只能通过 @Bean来实现。

@Bean注解使用示例:

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public TransferService transferService() {
        return new TransferServiceImpl();
    }
}

上面的代码相当于下面的 xml 配置

<beans>
    <bean id="transferService" class="com.acme.TransferServiceImpl"/>
</beans>

下面这个例子是通过 @Component 无法实现的。

@Bean
public OneService getService(status) {
    case (status)  {
        when 1:
                return new serviceImpl1();
        when 2:
                return new serviceImpl2();
        when 3:
                return new serviceImpl3();
    }
}

将一个类声明为Spring的 bean 的注解有哪些?

我们一般使用 @Autowired 注解自动装配 bean,要想把类标识成可用于 @Autowired 注解自动装配的 bean 的类,采用以下注解可实现:

  • @Component :通用的注解,可标注任意类为 Spring 组件。如果一个Bean不知道属于哪个层,可以使用@Component 注解标注。
  • @Repository : 对应持久层即 Dao 层,主要用于数据库相关操作。
  • @Service : 对应服务层,主要涉及一些复杂的逻辑,需要用到 Dao层。
  • @Controller : 对应 Spring MVC 控制层,主要用于接受用户请求并调用 Service 层返回数据给前端页面。

Spring 中的 bean 生命周期?

  • Bean 容器找到配置文件中 Spring Bean 的定义。
  • Bean 容器利用 Java Reflection API 创建一个Bean的实例。
  • 如果涉及到一些属性值 利用 set()方法设置一些属性值。
  • 如果 Bean 实现了 BeanNameAware 接口,调用 setBeanName()方法,传入Bean的名字。
  • 如果 Bean 实现了 BeanClassLoaderAware 接口,调用 setBeanClassLoader()方法,传入 ClassLoader对象的实例。
  • 与上面的类似,如果实现了其他 *.Aware接口,就调用相应的方法。
  • 如果有和加载这个 Bean 的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessBeforeInitialization() 方法
  • 如果Bean实现了InitializingBean接口,执行afterPropertiesSet()方法。
  • 如果 Bean 在配置文件中的定义包含 init-method 属性,执行指定的方法。
  • 如果有和加载这个 Bean的 Spring 容器相关的 BeanPostProcessor 对象,执行postProcessAfterInitialization() 方法
  • 当要销毁 Bean 的时候,如果 Bean 实现了 DisposableBean 接口,执行 destroy() 方法。
  • 当要销毁 Bean 的时候,如果 Bean 在配置文件中的定义包含 destroy-method 属性,执行指定的方法。

Spring MVC

MVC 是一种设计模式,Spring MVC 是一款很优秀的 MVC 框架。Spring MVC 可以帮助我们进行更简洁的Web层的开发,并且它天生与 Spring 框架集成。Spring MVC 下我们一般把后端项目分为 Service层(处理业务)、Dao层(数据库操作)、Entity层(实体类)、Controller层(控制层,返回数据给前台页面)。

流程说明(重要):

  1. 客户端(浏览器)发送请求,直接请求到 DispatcherServlet
  2. DispatcherServlet 根据请求信息调用 HandlerMapping,解析请求对应的 Handler
  3. 解析到对应的 Handler(也就是我们平常说的 Controller 控制器)后,开始由 HandlerAdapter 适配器处理。
  4. HandlerAdapter 会根据 Handler 来调用真正的处理器来处理请求,并处理相应的业务逻辑。
  5. 处理器处理完业务后,会返回一个 ModelAndView 对象,Model 是返回的数据对象,View 是个逻辑上的 View
  6. ViewResolver 会根据逻辑 View 查找实际的 View
  7. DispaterServlet 把返回的 Model 传给 View(视图渲染)。
  8. View 返回给请求者(浏览器)

SpringMVC通过DispatcherServlet拦截所有的请求, 并通过HandlerMapping与指定的请求找出匹配的handler, handler实际是HandlerMethod对象。 再通过与handler适配的HandlerAdapter执行目标方法, 执行完目标方法后会返回ModelAndView对象, 最后通过ViewResolver解析ModelAndView的View视图。

更详细教程:

Spring 框架中用到了哪些设计模式?

Spring 事务

Spring 管理事务的方式有几种?

  1. 编程式事务,在代码中硬编码。(不推荐使用)
  2. 声明式事务,在配置文件中配置(推荐使用)

声明式事务又分为两种:

  1. 基于XML的声明式事务
  2. 基于注解的声明式事务

Spring 事务中的隔离级别有哪几种?

TransactionDefinition 接口中定义了五个表示隔离级别的常量:

  • TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT: 使用后端数据库默认的隔离级别,Mysql 默认采用的 REPEATABLE_READ隔离级别 Oracle 默认采用的 READ_COMMITTED隔离级别.
  • TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED: 最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读
  • TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED: 允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生
  • TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ: 对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。
  • TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE: 最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

Spring 事务中有哪几种事务传播行为?

支持当前事务的情况:

  • TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则创建一个新的事务。
  • TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。
  • TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY: 如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则抛出异常。(mandatory:强制性)

不支持当前事务的情况:

  • TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW: 创建一个新的事务,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。
  • TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。
  • TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER: 以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)注解了解吗?

我们知道:Exception分为运行时异常RuntimeException和非运行时异常。事务管理对于企业应用来说是至关重要的,即使出现异常情况,它也可以保证数据的一致性。

@Transactional注解作用于类上时,该类的所有 public 方法将都具有该类型的事务属性,同时,我们也可以在方法级别使用该标注来覆盖类级别的定义。如果类或者方法加了这个注解,那么这个类里面的方法抛出异常,就会回滚,数据库里面的数据也会回滚。

@Transactional注解中如果不配置rollbackFor属性,那么事务只会在遇到RuntimeException的时候才会回滚,加上rollbackFor=Exception.class,可以让事务在遇到非运行时异常时也回滚。

谈谈Spring中都用到了那些设计模式?

工厂模式

Spring使用工厂模式可以通过 BeanFactoryApplicationContext 创建 bean 对象。

两者对比:

  • BeanFactory :延迟注入(使用到某个 bean 的时候才会注入),相比于BeanFactory来说会占用更少的内存,程序启动速度更快。
  • ApplicationContext :容器启动的时候,不管你用没用到,一次性创建所有 bean 。BeanFactory 仅提供了最基本的依赖注入支持,ApplicationContext 扩展了 BeanFactory ,除了有BeanFactory的功能还有额外更多功能,所以一般开发人员使用ApplicationContext会更多。

ApplicationContext的三个实现类:

  1. ClassPathXmlApplication:把上下文文件当成类路径资源。
  2. FileSystemXmlApplication:从文件系统中的 XML 文件载入上下文定义信息。
  3. XmlWebApplicationContext:从Web系统中的XML文件载入上下文定义信息。

Example:

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext;

public class App {
    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext(
                "C:/work/IOC Containers/springframework.applicationcontext/src/main/resources/bean-factory-config.xml");

        HelloApplicationContext obj = (HelloApplicationContext) context.getBean("helloApplicationContext");
        obj.getMsg();
    }
}

单例模式

在我们的系统中,有一些对象其实我们只需要一个,比如说:线程池、缓存、对话框、注册表、日志对象、充当打印机、显卡等设备驱动程序的对象。事实上,这一类对象只能有一个实例,如果制造出多个实例就可能会导致一些问题的产生,比如:程序的行为异常、资源使用过量、或者不一致性的结果。

使用单例模式的好处:

  • 对于频繁使用的对象,可以省略创建对象所花费的时间,这对于那些重量级对象而言,是非常可观的一笔系统开销;
  • 由于 new 操作的次数减少,因而对系统内存的使用频率也会降低,这将减轻 GC 压力,缩短 GC 停顿时间。

Spring 中 bean 的默认作用域就是 singleton(单例)的。 除了 singleton 作用域,Spring 中 bean 还有下面几种作用域:

  • prototype : 每次请求都会创建一个新的 bean 实例。
  • request : 每一次HTTP请求都会产生一个新的bean,该bean仅在当前HTTP request内有效。
  • session : 每一次HTTP请求都会产生一个新的 bean,该bean仅在当前 HTTP session 内有效。

Spring 实现单例的方式:

  • xml:

    <bean id="userService" class="top.snailclimb.UserService" scope="singleton"/>
  • 注解:@Scope(value = "singleton")

代理模式

AOP(Aspect-Oriented Programming:面向切面编程)能够将那些与业务无关,却为业务模块所共同调用的逻辑或责任(例如事务处理、日志管理、权限控制等)封装起来,便于减少系统的重复代码,降低模块间的耦合度,并有利于未来的可拓展性和可维护性。

Spring AOP 就是基于动态代理的,如果要代理的对象,实现了某个接口,那么Spring AOP会使用JDK Proxy,去创建代理对象,而对于没有实现接口的对象,就无法使用 JDK Proxy 去进行代理了,这时候Spring AOP会使用Cglib ,这时候Spring AOP会使用 Cglib 生成一个被代理对象的子类来作为代理。

模板方法

模板方法模式是一种行为设计模式,它定义一个操作中的算法的骨架,而将一些步骤延迟到子类中。 模板方法使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤的实现方式。

Spring 中 jdbcTemplatehibernateTemplate 等以 Template 结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。一般情况下,我们都是使用继承的方式来实现模板模式,但是 Spring 并没有使用这种方式,而是使用Callback 模式与模板方法模式配合,既达到了代码复用的效果,同时增加了灵活性。

观察者模式

观察者模式是一种对象行为型模式。它表示的是一种对象与对象之间具有依赖关系,当一个对象发生改变的时候,这个对象所依赖的对象也会做出反应。Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。Spring 事件驱动模型非常有用,在很多场景都可以解耦我们的代码。比如我们每次添加商品的时候都需要重新更新商品索引,这个时候就可以利用观察者模式来解决这个问题。

Spring 事件驱动模型中的三种角色

事件角色

ApplicationEvent (org.springframework.context包下)充当事件的角色,这是一个抽象类,它继承了java.util.EventObject并实现了 java.io.Serializable接口。

Spring 中默认存在以下事件,他们都是对 ApplicationContextEvent 的实现(继承自ApplicationContextEvent):

  • ContextStartedEventApplicationContext 启动后触发的事件;
  • ContextStoppedEventApplicationContext 停止后触发的事件;
  • ContextRefreshedEventApplicationContext 初始化或刷新完成后触发的事件;
  • ContextClosedEventApplicationContext 关闭后触发的事件。

事件监听者角色

ApplicationListener 充当了事件监听者角色,它是一个接口,里面只定义了一个 onApplicationEvent()方法来处理ApplicationEventApplicationListener接口类源码如下,可以看出接口定义看出接口中的事件只要实现了 ApplicationEvent就可以了。所以,在 Spring中我们只要实现 ApplicationListener 接口实现 onApplicationEvent() 方法即可完成监听事件

package org.springframework.context;
import java.util.EventListener;
@FunctionalInterface
public interface ApplicationListener<E extends ApplicationEvent> extends EventListener {
    void onApplicationEvent(E var1);
}

事件发布者角色

ApplicationEventPublisher 充当了事件的发布者,它也是一个接口。

@FunctionalInterface
public interface ApplicationEventPublisher {
    default void publishEvent(ApplicationEvent event) {
        this.publishEvent((Object)event);
    }

    void publishEvent(Object var1);
}

ApplicationEventPublisher 接口的publishEvent()这个方法在AbstractApplicationContext类中被实现,阅读这个方法的实现,你会发现实际上事件真正是通过ApplicationEventMulticaster来广播出去的。具体内容过多,就不在这里分析了,后面可能会单独写一篇文章提到。

Spring 的事件流程总结

  1. 定义一个事件: 实现一个继承自 ApplicationEvent,并且写相应的构造函数;
  2. 定义一个事件监听者:实现 ApplicationListener 接口,重写 onApplicationEvent() 方法;
  3. 使用事件发布者发布消息: 可以通过 ApplicationEventPublisherpublishEvent() 方法发布消息。

Example:

// 定义一个事件,继承自ApplicationEvent并且写相应的构造函数
public class DemoEvent extends ApplicationEvent{
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String message;

    public DemoEvent(Object source,String message){
        super(source);
        this.message = message;
    }

    public String getMessage() {
         return message;
          }


// 定义一个事件监听者,实现ApplicationListener接口,重写 onApplicationEvent() 方法;
@Component
public class DemoListener implements ApplicationListener<DemoEvent>{

    //使用onApplicationEvent接收消息
    @Override
    public void onApplicationEvent(DemoEvent event) {
        String msg = event.getMessage();
        System.out.println("接收到的信息是:"+msg);
    }

}
// 发布事件,可以通过ApplicationEventPublisher  的 publishEvent() 方法发布消息。
@Component
public class DemoPublisher {

    @Autowired
    ApplicationContext applicationContext;

    public void publish(String message){
        //发布事件
        applicationContext.publishEvent(new DemoEvent(this, message));
    }
}

当调用 DemoPublisherpublish() 方法的时候,比如 demoPublisher.publish("你好") ,控制台就会打印出:接收到的信息是:你好

适配器模式

适配器模式(Adapter Pattern) 将一个接口转换成客户希望的另一个接口,适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作,其别名为包装器(Wrapper)。

spring AOP中的适配器模式

我们知道 Spring AOP 的实现是基于代理模式,但是 Spring AOP 的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式,与之相关的接口是AdvisorAdapter 。Advice 常用的类型有:BeforeAdvice(目标方法调用前,前置通知)、AfterAdvice(目标方法调用后,后置通知)、AfterReturningAdvice(目标方法执行结束后,return之前)等等。每个类型Advice(通知)都有对应的拦截器:MethodBeforeAdviceInterceptorAfterReturningAdviceAdapterAfterReturningAdviceInterceptor。Spring预定义的通知要通过对应的适配器,适配成 MethodInterceptor接口(方法拦截器)类型的对象(如:MethodBeforeAdviceInterceptor 负责适配 MethodBeforeAdvice)。

spring MVC中的适配器模式

在Spring MVC中,DispatcherServlet 根据请求信息调用 HandlerMapping,解析请求对应的 Handler。解析到对应的 Handler(也就是我们平常说的 Controller 控制器)后,开始由HandlerAdapter 适配器处理。HandlerAdapter 作为期望接口,具体的适配器实现类用于对目标类进行适配,Controller 作为需要适配的类。

为什么要在 Spring MVC 中使用适配器模式? Spring MVC 中的 Controller 种类众多,不同类型的 Controller 通过不同的方法来对请求进行处理。如果不利用适配器模式的话,DispatcherServlet 直接获取对应类型的 Controller,需要的自行来判断,像下面这段代码一样:

if(mappedHandler.getHandler() instanceof MultiActionController){  
   ((MultiActionController)mappedHandler.getHandler()).xxx  
}else if(mappedHandler.getHandler() instanceof XXX){  
    ...  
}else if(...){  
   ...  
}  

假如我们再增加一个 Controller类型就要在上面代码中再加入一行 判断语句,这种形式就使得程序难以维护,也违反了设计模式中的开闭原则 – 对扩展开放,对修改关闭。

装饰者模式

装饰者模式可以动态地给对象添加一些额外的属性或行为。相比于使用继承,装饰者模式更加灵活。简单点儿说就是当我们需要修改原有的功能,但我们又不愿直接去修改原有的代码时,设计一个Decorator套在原有代码外面。其实在 JDK 中就有很多地方用到了装饰者模式,比如 InputStream家族,InputStream 类下有 FileInputStream (读取文件)、BufferedInputStream (增加缓存,使读取文件速度大大提升)等子类都在不修改InputStream 代码的情况下扩展了它的功能。

Spring 中配置 DataSource 的时候,DataSource 可能是不同的数据库和数据源。我们能否根据客户的需求在少修改原有类的代码下动态切换不同的数据源?这个时候就要用到装饰者模式(这一点我自己还没太理解具体原理)。Spring 中用到的包装器模式在类名上含有 Wrapper或者 Decorator。这些类基本上都是动态地给一个对象添加一些额外的职责。

总结

Spring 框架中用到了哪些设计模式:

  • 工厂设计模式 : Spring使用工厂模式通过 BeanFactoryApplicationContext 创建 bean 对象。
  • 代理设计模式 : Spring AOP 功能的实现。
  • 单例设计模式 : Spring 中的 Bean 默认都是单例的。
  • 模板方法模式 : Spring 中 jdbcTemplatehibernateTemplate 等以 Template 结尾的对数据库操作的类,它们就使用到了模板模式。
  • 装饰器设计模式 : 我们的项目需要连接多个数据库,而且不同的客户在每次访问中根据需要会去访问不同的数据库。这种模式让我们可以根据客户的需求能够动态切换不同的数据源。
  • 观察者模式: Spring 事件驱动模型就是观察者模式很经典的一个应用。
  • 适配器模式 :Spring AOP 的增强或通知(Advice)使用到了适配器模式、spring MVC 中也是用到了适配器模式适配Controller

Cookie

什么是Cookie ? Cookie的作用是什么?

Cookie 和 Session都是用来跟踪浏览器用户身份的会话方式,但是两者的应用场景不太一样。

维基百科是这样定义 Cookie 的:Cookies是某些网站为了辨别用户身份而储存在用户本地终端上的数据(通常经过加密)。简单来说: Cookie 存放在客户端,一般用来保存用户信息

下面是 Cookie 的一些应用案例:

  1. 我们在 Cookie 中保存已经登录过的用户信息,下次访问网站的时候页面可以自动帮你登录的一些基本信息给填了。除此之外,Cookie 还能保存用户首选项,主题和其他设置信息。
  2. 使用Cookie 保存 session 或者 token ,向后端发送请求的时候带上 Cookie,这样后端就能取到session或者token了。这样就能记录用户当前的状态了,因为 HTTP 协议是无状态的。
  3. Cookie 还可以用来记录和分析用户行为。举个简单的例子你在网上购物的时候,因为HTTP协议是没有状态的,如果服务器想要获取你在某个页面的停留状态或者看了哪些商品,一种常用的实现方式就是将这些信息存放在Cookie

Cookie 和 Session 有什么区别?如何使用Session进行身份验证?

Session 的主要作用就是通过服务端记录用户的状态。 典型的场景是购物车,当你要添加商品到购物车的时候,系统不知道是哪个用户操作的,因为 HTTP 协议是无状态的。服务端给特定的用户创建特定的 Session 之后就可以标识这个用户并且跟踪这个用户了。

Cookie 数据保存在客户端(浏览器端),Session 数据保存在服务器端。相对来说 Session 安全性更高。如果使用 Cookie 的一些敏感信息不要写入 Cookie 中,最好能将 Cookie 信息加密然后使用到的时候再去服务器端解密。

那么,如何使用Session进行身份验证?

很多时候我们都是通过 SessionID 来实现特定的用户,SessionID 一般会选择存放在 Redis 中。举个例子:用户成功登陆系统,然后返回给客户端具有 SessionID 的 Cookie,当用户向后端发起请求的时候会把 SessionID 带上,这样后端就知道你的身份状态了。关于这种认证方式更详细的过程如下:

  1. 用户向服务器发送用户名和密码用于登陆系统。
  2. 服务器验证通过后,服务器为用户创建一个 Session,并将 Session信息存储 起来。
  3. 服务器向用户返回一个 SessionID,写入用户的 Cookie。
  4. 当用户保持登录状态时,Cookie 将与每个后续请求一起被发送出去。
  5. 服务器可以将存储在 Cookie 上的 Session ID 与存储在内存中或者数据库中的 Session 信息进行比较,以验证用户的身份,返回给用户客户端响应信息的时候会附带用户当前的状态。

使用 Session 的时候需要注意下面几个点:

  1. 依赖Session的关键业务一定要确保客户端开启了Cookie。
  2. 注意Session的过期时间

如果没有Cookie的话Session还能用吗?

一般是通过 Cookie 来保存 SessionID ,假如你使用了 Cookie 保存 SessionID的方案的话, 如果客户端禁用了Cookie,那么Seesion就无法正常工作。

但是,并不是没有 Cookie 之后就不能用 Session 了,比如你可以将SessionID放在请求的 url 里面https://javaguide.cn/?session_id=xxx 。这种方案的话可行,但是安全性和用户体验感降低。当然,为了你也可以对 SessionID 进行一次加密之后再传入后端。

为什么Cookie 无法防止CSRF攻击,而token可以?

**CSRF(Cross Site Request Forgery)**一般被翻译为 跨站请求伪造 。那么什么是 跨站请求伪造 呢?说简单用你的身份去发送一些对你不友好的请求。举个简单的例子:

小壮登录了某网上银行,他来到了网上银行的帖子区,看到一个帖子下面有一个链接写着“科学理财,年盈利率过万”,小壮好奇的点开了这个链接,结果发现自己的账户少了10000元。这是这么回事呢?原来黑客在链接中藏了一个请求,这个请求直接利用小壮的身份给银行发送了一个转账请求,也就是通过你的 Cookie 向银行发出请求。

<a src=http://www.mybank.com/Transfer?bankId=11&money=10000>科学理财,年盈利率过万</>

上面也提到过,进行Session 认证的时候,我们一般使用 Cookie 来存储 SessionId,当我们登陆后后端生成一个SessionId放在Cookie中返回给客户端,服务端通过Redis或者其他存储工具记录保存着这个Sessionid,客户端登录以后每次请求都会带上这个SessionId,服务端通过这个SessionId来标示你这个人。如果别人通过 cookie拿到了 SessionId 后就可以代替你的身份访问系统了。

Session 认证中 Cookie 中的 SessionId是由浏览器发送到服务端的,借助这个特性,攻击者就可以通过让用户误点攻击链接,达到攻击效果。

但是,我们使用 token 的话就不会存在这个问题,在我们登录成功获得 token 之后,一般会选择存放在 local storage 中。然后我们在前端通过某些方式会给每个发到后端的请求加上这个 token,这样就不会出现 CSRF 漏洞的问题。因为,即使有个你点击了非法链接发送了请求到服务端,这个非法请求是不会携带 token 的,所以这个请求将是非法的。

需要注意的是不论是 Cookie 还是 token 都无法避免跨站脚本攻击(Cross Site Scripting)XSS。

跨站脚本攻击(Cross Site Scripting)缩写为 CSS 但这会与层叠样式表(Cascading Style Sheets,CSS)的缩写混淆。因此,有人将跨站脚本攻击缩写为XSS。

XSS中攻击者会用各种方式将恶意代码注入到其他用户的页面中。就可以通过脚本盗用信息比如cookie。

什么是 Token?什么是 JWT?如何基于Token进行身份验证?

我们在上一个问题中探讨了使用 Session 来鉴别用户的身份,并且给出了几个 Spring Session 的案例分享。 我们知道 Session 信息需要保存一份在服务器端。这种方式会带来一些麻烦,比如需要我们保证保存 Session 信息服务器的可用性、不适合移动端(依赖Cookie)等等。

有没有一种不需要自己存放 Session 信息就能实现身份验证的方式呢?使用 Token 即可!JWT (JSON Web Token) 就是这种方式的实现,通过这种方式服务器端就不需要保存 Session 数据了,只用在客户端保存服务端返回给客户的 Token 就可以了,扩展性得到提升。

JWT 本质上就一段签名的 JSON 格式的数据。由于它是带有签名的,因此接收者便可以验证它的真实性。

下面是 RFC 7519 对 JWT 做的较为正式的定义。

JSON Web Token (JWT) is a compact, URL-safe means of representing claims to be transferred between two parties. The claims in a JWT are encoded as a JSON object that is used as the payload of a JSON Web Signature (JWS) structure or as the plaintext of a JSON Web Encryption (JWE) structure, enabling the claims to be digitally signed or integrity protected with a Message Authentication Code (MAC) and/or encrypted. ——JSON Web Token (JWT)

JWT 由 3 部分构成:

  1. Header :描述 JWT 的元数据。定义了生成签名的算法以及 Token 的类型。
  2. Payload(负载):用来存放实际需要传递的数据
  3. Signature(签名):服务器通过PayloadHeader和一个密钥(secret)使用 Header 里面指定的签名算法(默认是 HMAC SHA256)生成。

在基于 Token 进行身份验证的的应用程序中,服务器通过PayloadHeader和一个密钥(secret)创建令牌(Token)并将 Token 发送给客户端,客户端将 Token 保存在 Cookie 或者 localStorage 里面,以后客户端发出的所有请求都会携带这个令牌。你可以把它放在 Cookie 里面自动发送,但是这样不能跨域,所以更好的做法是放在 HTTP Header 的 Authorization字段中: Authorization: Bearer Token

  1. 用户向服务器发送用户名和密码用于登陆系统。
  2. 身份验证服务响应并返回了签名的 JWT,上面包含了用户是谁的内容。
  3. 用户以后每次向后端发请求都在Header中带上 JWT。
  4. 服务端检查 JWT 并从中获取用户相关信息。

什么是OAuth 2.0?

OAuth 是一个行业的标准授权协议,主要用来授权第三方应用获取有限的权限。而 OAuth 2.0是对 OAuth 1.0 的完全重新设计,OAuth 2.0更快,更容易实现,OAuth 1.0 已经被废弃。详情请见:rfc6749

实际上它就是一种授权机制,它的最终目的是为第三方应用颁发一个有时效性的令牌 token,使得第三方应用能够通过该令牌获取相关的资源。

OAuth 2.0 比较常用的场景就是第三方登录,当你的网站接入了第三方登录的时候一般就是使用的 OAuth 2.0 协议。

什么是 SSO?

SSO(Single Sign On)即单点登录说的是用户登陆多个子系统的其中一个就有权访问与其相关的其他系统。举个例子我们在登陆了京东金融之后,我们同时也成功登陆京东的京东超市、京东家电等子系统。

spring事务