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Spring系列.@EnableRedisHttpSession原理简析

由 自闭症网瘾萝莉.ら 提交于 2020-11-10 01:54:04

在集群系统中，经常会需要将Session进行共享。不然会出现这样一个问题：用户在系统A上登陆以后，假如后续的一些操作被负载均衡到系统B上面，系统B发现本机上没有这个用户的Session，会强制让用户重新登陆。此时用户会很疑惑，自己明明登陆过了，为什么还要自己重新登陆。

什么是Session

这边再普及下Session的概念：Session是服务器端的一个key-value的数据结构，经常被用户和cookie配合，保持用户的登陆回话。客户端在第一次访问服务端的时候，服务端会响应一个sessionId并且将它存入到本地cookie中，在之后的访问会将cookie中的sessionId放入到请求头中去访问服务器，如果通过这个sessionid没有找到对应的数据那么服务器会创建一个新的sessionid并且响应给客户端。

分布式Session的解决方案

  • 使用cookie来完成（很明显这种不安全的操作并不可靠）
  • 使用Nginx中的ip绑定策略，同一个ip只能在指定的同一个机器访问（不支持负载均衡）
  • 利用数据库同步session（效率不高）
  • 使用tomcat内置的session同步（同步可能会产生延迟）
  • 使用token代替session
  • 我们使用spring-session以及集成好的解决方案，存放在Redis中

最后一种方案是本文要介绍的重点。

Spring Session使用方式

添加依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session</artifactId>
</dependency>

添加注解@EnableRedisHttpSession

@Configuration
@EnableRedisHttpSession(maxInactiveIntervalInSeconds = 86400*30)
public class RedisSessionConfig {
}

maxInactiveIntervalInSeconds: 设置 Session 失效时间，使用 Redis Session 之后，原 Spring Boot 的 server.session.timeout 属性不再生效。

经过上面的配置后，Session调用就会自动去Redis存取。另外，想要达到Session共享的目的，只需要在其他的系统上做同样的配置即可。

4. Spring Session Redis的原理简析

看了上面的配置，我们知道开启Redis Session的“秘密”在@EnableRedisHttpSession这个注解上。打开@EnableRedisHttpSession的源码：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(RedisHttpSessionConfiguration.class)
@Configuration
public @interface EnableRedisHttpSession {
    //Session默认过期时间,秒为单位，默认30分钟
	int maxInactiveIntervalInSeconds() default MapSession.DEFAULT_MAX_INACTIVE_INTERVAL_SECONDS;
    //配置key的namespace，默认的是spring:session，如果不同的应用共用一个redis，应该为应用配置不同的namespace，这样才能区分这个Session是来自哪个应用的
	String redisNamespace() default RedisOperationsSessionRepository.DEFAULT_NAMESPACE;
    //配置刷新Redis中Session的方式，默认是ON_SAVE模式，只有当Response提交后才会将Session提交到Redis
    //这个模式也可以配置成IMMEDIATE模式，这样的话所有对Session的更改会立即更新到Redis
	RedisFlushMode redisFlushMode() default RedisFlushMode.ON_SAVE;
    //清理过期Session的定时任务默认一分钟一次。
	String cleanupCron() default RedisHttpSessionConfiguration.DEFAULT_CLEANUP_CRON;
}

这个注解的主要作用是注册一个SessionRepositoryFilter，这个Filter会拦截到所有的请求，对Session进行操作，具体的操作细节会在后面讲解，这边主要了解这个注解的作用是注册SessionRepositoryFilter就行了。注入SessionRepositoryFilter的代码在RedisHttpSessionConfiguration这个类中。

@Configuration
@EnableScheduling
public class RedisHttpSessionConfiguration extends SpringHttpSessionConfiguration
		implements BeanClassLoaderAware, EmbeddedValueResolverAware, ImportAware,
		SchedulingConfigurer {
            ...
        }

RedisHttpSessionConfiguration继承了SpringHttpSessionConfiguration，SpringHttpSessionConfiguration中注册了SessionRepositoryFilter。见下面代码。

@Configuration
public class SpringHttpSessionConfiguration implements ApplicationContextAware {
	...
     @Bean
	public <S extends Session> SessionRepositoryFilter<? extends Session> springSessionRepositoryFilter(
			SessionRepository<S> sessionRepository) {
		SessionRepositoryFilter<S> sessionRepositoryFilter = new SessionRepositoryFilter<>(
				sessionRepository);
		sessionRepositoryFilter.setServletContext(this.servletContext);
		sessionRepositoryFilter.setHttpSessionIdResolver(this.httpSessionIdResolver);
		return sessionRepositoryFilter;
	}
     ...
}

我们发现注册SessionRepositoryFilter时需要一个SessionRepository参数，这个参数是在RedisHttpSessionConfiguration中被注入进入的。

@Configuration
@EnableScheduling
public class RedisHttpSessionConfiguration extends SpringHttpSessionConfiguration
		implements BeanClassLoaderAware, EmbeddedValueResolverAware, ImportAware,
		SchedulingConfigurer {
            ...
            @Bean
	public RedisOperationsSessionRepository sessionRepository() {
		RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate = createRedisTemplate();
		RedisOperationsSessionRepository sessionRepository = new RedisOperationsSessionRepository(
				redisTemplate);
		sessionRepository.setApplicationEventPublisher(this.applicationEventPublisher);
		if (this.defaultRedisSerializer != null) {
			sessionRepository.setDefaultSerializer(this.defaultRedisSerializer);
		}
		sessionRepository
				.setDefaultMaxInactiveInterval(this.maxInactiveIntervalInSeconds);
		if (StringUtils.hasText(this.redisNamespace)) {
			sessionRepository.setRedisKeyNamespace(this.redisNamespace);
		}
		sessionRepository.setRedisFlushMode(this.redisFlushMode);
		int database = resolveDatabase();
		sessionRepository.setDatabase(database);
		return sessionRepository;
	}    
          ...
        }

请求进来的时候拦截器会先将request和response拦截住，然后将这两个对象转换成Spring内部的包装类SessionRepositoryRequestWrapper和SessionRepositoryResponseWrapper对象。SessionRepositoryRequestWrapper类重写了原生的getSession方法。代码如下：

	@Override
		public HttpSessionWrapper getSession(boolean create) {
             //通过request的getAttribue方法查找CURRENT_SESSION属性，有直接返回
			HttpSessionWrapper currentSession = getCurrentSession();
			if (currentSession != null) {
				return currentSession;
			}
             //查找客户端中一个叫SESSION的cookie，通过sessionRepository对象根据SESSIONID去Redis中查找Session
			S requestedSession = getRequestedSession();
			if (requestedSession != null) {
				if (getAttribute(INVALID_SESSION_ID_ATTR) == null) {
					requestedSession.setLastAccessedTime(Instant.now());
					this.requestedSessionIdValid = true;
					currentSession = new HttpSessionWrapper(requestedSession, getServletContext());
					currentSession.setNew(false);
                      //将Session设置到request属性中
					setCurrentSession(currentSession);
                      //返回Session
					return currentSession;
				}
			}
			else {
				// This is an invalid session id. No need to ask again if
				// request.getSession is invoked for the duration of this request
				if (SESSION_LOGGER.isDebugEnabled()) {
					SESSION_LOGGER.debug(
							"No session found by id: Caching result for getSession(false) for this HttpServletRequest.");
				}
				setAttribute(INVALID_SESSION_ID_ATTR, "true");
			}
             //不创建Session就直接返回null
			if (!create) {
				return null;
			}
			if (SESSION_LOGGER.isDebugEnabled()) {
				SESSION_LOGGER.debug(
						"A new session was created. To help you troubleshoot where the session was created we provided a StackTrace (this is not an error). You can prevent this from appearing by disabling DEBUG logging for "
								+ SESSION_LOGGER_NAME,
						new RuntimeException(
								"For debugging purposes only (not an error)"));
			}
             //通过sessionRepository创建RedisSession这个对象，可以看下这个类的源代码，如果
             //@EnableRedisHttpSession这个注解中的redisFlushMode模式配置为IMMEDIATE模式，会立即
             //将创建的RedisSession同步到Redis中去。默认是不会立即同步的。
			S session = SessionRepositoryFilter.this.sessionRepository.createSession();
			session.setLastAccessedTime(Instant.now());
			currentSession = new HttpSessionWrapper(session, getServletContext());
			setCurrentSession(currentSession);
			return currentSession;
		}

当调用SessionRepositoryRequestWrapper对象的getSession方法拿Session的时候，会先从当前请求的属性中查找.CURRENT_SESSION属性，如果能拿到直接返回，这样操作能减少Redis操作，提升性能。

到现在为止我们发现如果redisFlushMode配置为ON_SAVE模式的话，Session信息还没被保存到Redis中,那么这个同步操作到底是在哪里执行的呢？我们发现SessionRepositoryFilter的doFilterInternal方法最后有一个finally代码块，这个代码块的功能就是将Session同步到Redis。

	@Override
	protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
			HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
			throws ServletException, IOException {
		request.setAttribute(SESSION_REPOSITORY_ATTR, this.sessionRepository);

		SessionRepositoryRequestWrapper wrappedRequest = new SessionRepositoryRequestWrapper(
				request, response, this.servletContext);
		SessionRepositoryResponseWrapper wrappedResponse = new SessionRepositoryResponseWrapper(
				wrappedRequest, response);

		try {
			filterChain.doFilter(wrappedRequest, wrappedResponse);
		}
		finally {
             //将Session同步到Redis，同时这个方法还会将当前的SESSIONID写到cookie中去，同时还会发布一
             //SESSION创建事件到队列里面去
			wrappedRequest.commitSession();
		}
	}

总结

主要的核心类有：

  • @EnableRedisHttpSession：开启Session共享功能
  • RedisHttpSessionConfiguration：配置类，一般不需要我们自己配置。主要功能是配置SessionRepositoryFilter和RedisOperationsSessionRepository这两个Bean
  • SessionRepositoryFilter：拦截器
  • RedisOperationsSessionRepository：可以认为是一个Redis操作的客户端，有在Redis中增删改查Session的功能
  • SessionRepositoryRequestWrapper：Request的包装类，主要是重写了getSession方法
  • SessionRepositoryResponseWrapper：Response的包装类。

原理简要总结：

当请求进来的时候，SessionRepositoryFilter会先拦截到请求，将request和Response对象转换成SessionRepositoryRequestWrapper和SessionRepositoryResponseWrapper。后续当第一次调用request的getSession方法时，会调用到SessionRepositoryRequestWrapper的getSession方法。这个方法的逻辑是先从request的属性中查找，如果找不到；再查找一个key值是"SESSION"的cookie，通过这个cookie拿到sessionId去redis中查找，如果查不到，就直接创建一个RedisSession对象，同步到Redis中（同步的时机根据配置来）。

遗留问题

  • 什么时候写的cookie
  • 清理过期Session的功能怎么实现的
  • 自定义HttpSessionStrategy

参考

原文出处：https://www.cnblogs.com/54chensongxia/p/12096493.html

标签
Redis
Redis-Session
Spring Session
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