概述

在上一篇文章Nginx+Tomcat关于Session的管理的实现（推荐）值得收藏！中简单介绍了如何使用redis来集中管理session，本文首先将介绍默认的管理器是如何管理Session的生命周期的，然后在此基础上对Redis集中式管理Session进行分析。

Tomcat Manager介绍

上文中在Tomcat的context.xml中配置了Session管理器RedisSessionManager，实现了通过redis来存储session的功能；Tomcat本身提供了多种Session管理器，如下类图：

1.Manager接口类

定义了用来管理session的基本接口，包括：createSession，findSession，add，remove等对session操作的方法；还有getMaxActive，setMaxActive，getActiveSessions活跃会话的管理；还有Session有效期的接口；以及与Container相关联的接口；

2.ManagerBase抽象类

实现了Manager接口，提供了基本的功能，使用ConcurrentHashMap存放session，提供了对session的create，find，add，remove功能，并且在createSession中了使用类SessionIdGenerator来生成会话id，作为session的唯一标识；

3.ClusterManager接口类

实现了Manager接口，集群session的管理器，Tomcat内置的集群服务器之间的session复制功能；

4.ClusterManagerBase抽象类

继承了ManagerBase抽象类，实现ClusterManager接口类，实现session复制基本功能；

5.PersistentManagerBase抽象类

继承了ManagerBase抽象类，实现了session管理器持久化的基本功能；内部有一个Store存储类，具体实现有：FileStore和JDBCStore；

6.StandardManager类

继承ManagerBase抽象类，Tomcat默认的Session管理器（单机版）；对session提供了持久化功能，tomcat关闭的时候会将session保存到javax.servlet.context.tempdir路径下的SESSIONS.ser文件中，启动的时候会从此文件中加载session；

7.PersistentManager类

继承PersistentManagerBase抽象类，如果session空闲时间过长，将空闲session转换为存储，所以在findsession时会首先从内存中获取session，获取不到会多一步到store中获取，这也是PersistentManager类和StandardManager类的区别；

8.DeltaManager类

继承ClusterManagerBase，每一个节点session发生变更(增删改)，都会通知其他所有节点，其他所有节点进行更新操作，任何一个session在每个节点都有备份；

9.BackupManager类

继承ClusterManagerBase，会话数据只有一个备份节点，这个备份节点的位置集群中所有节点都可见；相比较DeltaManager数据传输量较小，当集群规模比较大时DeltaManager的数据传输量会非常大；

10.RedisSessionManager类

继承ManagerBase抽象类，非Tomcat内置的管理器，使用redis集中存储session，省去了节点之间的session复制，依赖redis的可靠性，比起sessin复制扩展性更好；

Session的生命周期

1.解析获取requestedSessionId

当我们在类中通过request.getSession()时，tomcat是如何处理的，可以查看Request中的doGetSession方法：

如果session已经存在，则直接返回；如果不存在则判定requestedSessionId是否为空，如果不为空则通过requestedSessionId到Session manager中获取session，如果为空，并且不是创建session操作，直接返回null；否则会调用Session manager创建一个新的session；

关于requestedSessionId是如何获取的，Tomcat内部可以支持从cookie和url中获取，具体可以查看CoyoteAdapter类的postParseRequest方法部分代码：

可以发现首先去url解析sessionId，如果获取不到则去cookie中获取，此处的SessionUriParamName=jsessionid；在cookie被浏览器禁用的情况下，我们可以看到url后面跟着参数jsessionid=xxxxxx；下面看一下parseSessionCookiesId方法：

sessionCookieName也是jsessionid，然后遍历cookie，从里面找出name=jsessionid的值赋值给request的requestedSessionId属性；

2.findSession查询session

获取到requestedSessionId之后，会通过此id去session Manager中获取session，不同的管理器获取的方式不一样，已默认的StandardManager为例：

3.createSession创建session

没有获取到session，指定了create=true，则创建session，已默认的StandardManager为例：

如果传的sessionId为空，tomcat会生成一个唯一的sessionId，具体可以参考类StandardSessionIdGenerator的generateSessionId方法；这里发现创建完session之后并没有把session放入ConcurrentHashMap中，其实在session.setId(id)中处理了，具体代码如下：

4.销毁Session

Tomcat会定期检测出不活跃的session，然后将其删除，一方面session占用内存，另一方面是安全性的考虑；启动tomcat的同时会启动一个后台线程用来检测过期的session，具体可以查看ContainerBase的内部类ContainerBackgroundProcessor：

backgroundProcessorDelay默认值是10，也就是每10秒检测一次，然后调用Container的backgroundProcess方法，此方法又调用Manager里面的backgroundProcess：

public void backgroundProcess() { count = (count + 1) % processExpiresFrequency; if (count == 0) processExpires();} /** * Invalidate all sessions that have expired. */public void processExpires() {  long timeNow = System.currentTimeMillis(); Session sessions[] = findSessions(); int expireHere = 0 ;  if(log.isDebugEnabled()) log.debug("Start expire sessions " + getName() + " at " + timeNow + " sessioncount " + sessions.length); for (int i = 0; i < sessions.length; i++) { if (sessions[i]!=null && !sessions[i].isValid()) { expireHere++; } } long timeEnd = System.currentTimeMillis(); if(log.isDebugEnabled()) log.debug("End expire sessions " + getName() + " processingTime " + (timeEnd - timeNow) + " expired sessions: " + expireHere); processingTime += ( timeEnd - timeNow ); }

processExpiresFrequency默认值是6，那其实最后就是6*10=60秒执行一次processExpires，具体如何检测过期在session的isValid方法中：

主要是通过对比当前时间到上次活跃的时间是否超过了maxInactiveInterval，如果超过了就做expire处理；

Redis集中式管理Session分析

下面来分析一下是如果通过redis来集中式管理Session的；围绕session如何获取，如何创建，何时更新到redis，以及何时被移除；

1.如何获取

RedisSessionManager重写了findSession方法

sessionId不为空的情况下，会先比较sessionId是否等于currentSessionId中的sessionId，如果等于则从currentSession中取出session，currentSessionId和currentSession都是ThreadLocal变量，这里并没有直接从redis里面取数据，如果同一线程没有去处理其他用户信息，是可以直接从内存中取出的，提高了性能；最后才从redis里面获取数据，从redis里面获取的是一段二进制数据，需要进行反序列化操作，相关序列化和反序列化都在JavaSerializer类中：

public void deserializeInto(byte[] data, RedisSession session, SessionSerializationMetadata metadata) throws IOException, ClassNotFoundException { BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new ByteArrayInputStream(data)); Throwable arg4 = null;  try { CustomObjectInputStream x2 = new CustomObjectInputStream(bis, this.loader); Throwable arg6 = null;  try { SessionSerializationMetadata x21 = (SessionSerializationMetadata) x2.readObject(); metadata.copyFieldsFrom(x21); session.readObjectData(x2); } catch (Throwable arg29) { ......}

二进制数据中保存了2个对象，分别是SessionSerializationMetadata和RedisSession，SessionSerializationMetadata里面保存的是Session中的attributes信息，RedisSession其实也有attributes数据，相当于这份数据保存了2份；

2.如何创建

同样RedisSessionManager重写了createSession方法，2个重要的点分别：sessionId的唯一性问题和session保存到redis中;

// Ensure generation of a unique session identifier.if (null != requestedSessionId) { sessionId = sessionIdWithJvmRoute(requestedSessionId, jvmRoute); if (jedis.setnx(sessionId.getBytes(), NULL_SESSION) == 0L) { sessionId = null; }} else { do { sessionId = sessionIdWithJvmRoute(generateSessionId(), jvmRoute); } while (jedis.setnx(sessionId.getBytes(), NULL_SESSION) == 0L); // 1 = key set; 0 = key already existed}

分布式环境下有可能出现生成的sessionId相同的情况，所以需要确保唯一性；保存session到redis中是最核心的一个方法，何时更新，何时过期都在此方法中处理；

3.何时更新到redis

具体看saveInternal方法

protected boolean saveInternal(Jedis jedis, Session session, boolean forceSave) throws IOException { Boolean error = true;  try { log.trace("Saving session " + session + " into Redis");  RedisSession redisSession = (RedisSession)session;  if (log.isTraceEnabled()) { log.trace("Session Contents [" + redisSession.getId() + "]:"); Enumeration en = redisSession.getAttributeNames(); while(en.hasMoreElements()) { log.trace(" " + en.nextElement()); } }  byte[] binaryId = redisSession.getId().getBytes();  Boolean isCurrentSessionPersisted; SessionSerializationMetadata sessionSerializationMetadata = currentSessionSerializationMetadata.get(); byte[] originalSessionAttributesHash = sessionSerializationMetadata.getSessionAttributesHash(); byte[] sessionAttributesHash = null; if ( forceSave || redisSession.isDirty() || null == (isCurrentSessionPersisted = this.currentSessionIsPersisted.get()) || !isCurrentSessionPersisted || !Arrays.equals(originalSessionAttributesHash, (sessionAttributesHash = serializer.attributesHashFrom(redisSession))) ) {  log.trace("Save was determined to be necessary");  if (null == sessionAttributesHash) { sessionAttributesHash = serializer.attributesHashFrom(redisSession); }  SessionSerializationMetadata updatedSerializationMetadata = new SessionSerializationMetadata(); updatedSerializationMetadata.setSessionAttributesHash(sessionAttributesHash);  jedis.set(binaryId, serializer.serializeFrom(redisSession, updatedSerializationMetadata));  redisSession.resetDirtyTracking(); currentSessionSerializationMetadata.set(updatedSerializationMetadata); currentSessionIsPersisted.set(true); } else { log.trace("Save was determined to be unnecessary"); }  log.trace("Setting expire timeout on session [" + redisSession.getId() + "] to " + getMaxInactiveInterval()); jedis.expire(binaryId, getMaxInactiveInterval());  error = false;  return error; } catch (IOException e) { log.error(e.getMessage());  throw e; } finally { return error; } }

以上方法中大致有5中情况下需要保存数据到redis中，分别是：forceSave，redisSession.isDirty()，null == (isCurrentSessionPersisted = this.currentSessionIsPersisted.get())，!isCurrentSessionPersisted以及!Arrays.equals(originalSessionAttributesHash, (sessionAttributesHash = serializer.attributesHashFrom(redisSession)))其中一个为true的情况下保存数据到reids中；

3.1重点看一下forceSave，可以理解forceSave就是内置保存策略的一个标识，提供了三种内置保存策略：DEFAULT,SAVE_ON_CHANGE,ALWAYS_SAVE_AFTER_REQUEST

DEFAULT：默认保存策略，依赖其他四种情况保存session，SAVE_ON_CHANGE：每次session.setAttribute()、session.removeAttribute()触发都会保存，ALWAYS_SAVE_AFTER_REQUEST：每一个request请求后都强制保存，无论是否检测到变化；

3.2redisSession.isDirty()检测session内部是否有脏数据

public Boolean isDirty() { return Boolean.valueOf(this.dirty.booleanValue() || !this.changedAttributes.isEmpty());}

每一个request请求后检测是否有脏数据，有脏数据才保存，实时性没有SAVE_ON_CHANGE高，但是也没有ALWAYS_SAVE_AFTER_REQUEST来的粗暴；

3.3后面三种情况都是用来检测三个ThreadLocal变量；

4.何时被移除

上一节中介绍了Tomcat内置看定期检测session是否过期，ManagerBase中提供了processExpires方法来处理session过去的问题，但是在RedisSessionManager重写了此方法

直接不做处理了，具体是利用了redis的设置生存时间功能，具体在saveInternal方法中：

总结

本文大致分析了Tomcat Session管理器，以及tomcat-redis-session-manager是如何进行session集中式管理的，但是此工具完全依赖tomcat容器，如果想完全独立于应用服务器的方案，Spring session是一个不错的选择。

以上就是本文的全部内容希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。后面小编会分享更多运维方面的干货，感兴趣的朋友走一波关注哩~