什么是Cookie与Session？（一文搞懂）

在Web开发中，用户状态管理是一个重要的概念。由于HTTP协议的无状态性，每次请求都是独立的，这意味着服务器无法识别连续的请求是否来自同一用户。为了克服这一限制，Cookie和Session应运而生。本文将详细讲解Cookie和Session的概念、工作原理、优缺点以及它们的使用场景，并通过示例帮助理解。

一、Cookie

1.1 什么是Cookie

如果把一次网站访问比作一次旅程，那么Cookie就是旅途中你随身携带的一张身份卡片。这张卡片上记录了你的一些信息，每次你进入某个站点时，都会向站点展示这张卡片，站点就能“记住”你。

Cookie是存储在用户浏览器中的小数据片段，由服务器发送并由浏览器在后续请求中携带，帮助服务器识别用户。每个Cookie都是一个键值对，通常包含以下属性：

• 名称：Cookie的名称
• 值：Cookie的值
• 域：Cookie适用的域
• 路径：Cookie适用的路径
• 过期时间：Cookie的有效期
• 安全标志：指示Cookie是否仅通过HTTPS传输

1.2 Cookie的工作原理

1. 服务器发送Cookie：用户首次访问网站时，服务器生成一个Cookie并通过HTTP响应头Set-Cookie发送给浏览器。
2. 浏览器存储Cookie：浏览器接收到Cookie后将其存储。
3. 浏览器发送Cookie：用户再次访问该网站时，浏览器会在HTTP请求头中携带相应的Cookie。
4. 服务器读取Cookie：服务器读取Cookie并根据其内容识别用户。

1.3 Cookie示例

假设我们在一个电商网站上有一个用户偏好设置功能，可以通过Cookie来存储用户的语言偏好。

设置Cookie的响应头示例

Set-Cookie: language=en; Path=/; HttpOnly; Secure

浏览器请求时携带Cookie的请求头示例

Cookie: language=en

1.4 代码示例

设置Cookie的JavaScript代码

document.cookie = "language=en; path=/; Secure; HttpOnly";

读取Cookie的JavaScript代码

function getCookie(name) {
    let cookieArr = document.cookie.split(";");
    for (let i = 0; i < cookieArr.length; i++) {
        let cookiePair = cookieArr[i].split("=");
        if (name === cookiePair[0].trim()) {
            return decodeURIComponent(cookiePair[1]);
        }
    }
    return null;
}

// 获取语言偏好设置
let language = getCookie("language");
console.log("Preferred language: " + language);

1.5 Cookie的优缺点

优点

• 轻量级：适用于存储少量数据。
• 跨请求共享：可以在不同请求之间传递数据。

缺点

• 安全性低：敏感信息易被窃取。
• 容量限制：每个域名下的Cookie数量和大小有限。
• 性能影响：请求中携带过多Cookie会影响性能。

二、Session

2.1 什么是Session

如果把访问网站比作住酒店，那么Session就像是你在前台登记入住后，得到的一张房卡。这张房卡是唯一的，你可以用它进出房间，前台也能通过这张卡片知道你住在哪个房间，并提供相应的服务。Session存储在服务器端，通过唯一的Session ID标识用户。Session ID通常存储在Cookie中，并在每次请求时发送给服务器，以便服务器识别用户并从Session中读取用户状态信息。

2.2 Session的工作原理

1. 创建Session：用户首次访问网站时，服务器创建一个Session，并生成一个唯一的Session ID。
2. 发送Session ID：服务器通过Set-Cookie响应头将Session ID发送给浏览器。
3. 存储Session：服务器在内存或持久化存储中保存Session数据。
4. 浏览器发送Session ID：用户再次访问网站时，浏览器在请求中携带Session ID。
5. 服务器读取Session：服务器根据Session ID读取相应的Session数据。

2.3 Session示例

假设我们在一个电商网站上有一个购物车功能，可以通过Session来存储用户的购物车信息。

设置Session ID的响应头示例

Set-Cookie: JSESSIONID=xyz789; Path=/; HttpOnly; Secure

浏览器请求时携带Session ID的请求头示例

Cookie: JSESSIONID=xyz789

2.4 代码示例

创建和使用Session的Java代码（Spring Boot示例）

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;

@RestController
public class ShoppingCartController {

    @GetMapping("/add-to-cart")
    public String addToCart(HttpSession session) {
        List<String> cart = (List<String>) session.getAttribute("cart");
        if (cart == null) {
            cart = new ArrayList<>();
            session.setAttribute("cart", cart);
        }
        cart.add("Item1");
        return "Item added to cart!";
    }

    @GetMapping("/view-cart")
    public List<String> viewCart(HttpSession session) {
        List<String> cart = (List<String>) session.getAttribute("cart");
        if (cart == null) {
            cart = new ArrayList<>();
        }
        return cart;
    }
}

2.5 Session的优缺点

优点

• 安全性高：Session数据存储在服务器端，安全性较高。
• 存储容量大：可以存储更多的数据，不受浏览器限制。

缺点

• 占用服务器资源：大量用户会占用服务器内存或存储空间。
• 依赖Cookie：需要通过Cookie或URL传递Session ID。

三、Cookie与Session的对比

四、使用场景

4.1 Cookie的使用场景

• 用户偏好设置：存储用户的语言、主题等偏好设置。
• 跟踪用户行为：用于广告、分析用户行为等。

4.2 Session的使用场景

• 用户认证：存储用户登录状态、权限等信息。
• 购物车：在电商网站中存储用户的购物车信息。