深入理解 Spring Session：实现分布式会话管理（含详细步骤）

Spring Session 是 Spring 框架的一个扩展，它提供了一种强大的方式来管理应用程序的会话，尤其适用于分布式系统。在这篇博客中，我们将深入探讨 Spring Session 的工作流程、核心原理、使用场景以及如何在您的应用程序中实现分布式会话管理。

什么是 Spring Session？

Spring Session 是 Spring 框架的一个项目，旨在提供会话管理的解决方案。它可以与各种后端存储（如内存、数据库、Redis 等）集成，以便将会话数据存储在可扩展的分布式环境中。Spring Session 不仅可以用于传统的 Web 应用程序，还可以用于微服务架构中的分布式系统。

Spring Session 的核心概念

在深入研究 Spring Session 之前，让我们了解一些核心概念：

1. 会话（Session）：会话是一个用户与应用程序之间的交互周期。在 Web 应用程序中，会话通常涉及用户登录、浏览网页、提交表单等操作。会话数据可以包括用户身份验证状态、购物车内容、用户首选项等。
2. Spring Session Repository：这是 Spring Session 存储会话数据的地方。它可以与多种后端存储集成，包括内存、数据库、Redis 等。
3. Session ID（会话标识符）：Session ID 是用于标识特定会话的唯一标识符。它通常存储在客户端的 Cookie 中，并用于将客户端请求与服务器端会话关联起来。

Spring Session 的工作流程

Spring Session 的工作原理相对简单，主要涉及以下步骤：

1. 客户端请求：当客户端（通常是浏览器）发送请求到服务器时，会将包含 Session ID 的 Cookie 信息一并发送给服务器。
2. Session Repository 查询：Spring Session 会根据请求中的 Session ID 查询相应的会话数据。这个查询可以通过内存、数据库（redis）或分布式存储来完成，具体取决于您的配置。
3. 会话创建或恢复：如果找到与 Session ID 相关联的会话数据，Spring Session 会将其加载到内存中，以供后续请求使用。如果没有找到会话数据，将创建一个新的会话。
4. 处理请求：服务器会使用加载或创建的会话数据来处理客户端的请求。这可以包括读取和修改会话属性。
5. 响应发送：服务器将响应发送给客户端，并在响应中包含更新后的 Session ID（如果会话数据有变化）。
6. 客户端 Cookie 更新：客户端接收到服务器响应后，可能会更新 Cookie 中的 Session ID，以便将来的请求能够正确关联到会话。

Spring Session 的核心原理

以redis作为会话存储为例，我们从源代码的层面上去分析SpringSession的核心原理，其关键在于理解@EnableRedisHttpSession做了哪些事情。

1.SessionRepository

@EnableRedisHttpSession除了指定 Spring Session 使用 Redis 作为会话存储之外，还做了一些“隐秘”的操作。既然都用redis存储会话数据了，那很显然我们需要一套类似于MyBatis操作数据库增删改查的repository类来操作相关数据，而在SpringSession里面，SessionRepository就充当了这个角色。具体的，在本例子中是RedisOperationsSessionRepository,

通过查看EnableRedisHttpSession注解的源码，我们发现其导入了一个RedisHttpSessionConfiguration类,在这个类的源码中，向Spring容器提供了RedisOperationsSessionRepository，代码如下：

2.SessionRepositoryFilter

EnableRedisHttpSession注解导入的RedisHttpSessionConfiguration继承了SpringHttpSessionConfiguration，而这个配置类配置了一个SessionRepositoryFilter，通过源码发现其就是一个Filter，他重写了doFilterInternal方法，源码如下：

我们可以发现，对于每一个请求，它将HttpServletRequest和HttpServletResponse都“包装”了一下，包装成了和SessionRepository有关了的“加强”类，在“加强”类中，重写了getSession方法，这里获取到的session就不是原生的session，部分源码如下：

它会有很多基于SessionRepository的操作（可以查看上图完整的源码得知），这样，我们就可以在原来request.getSession().setAttribute(key,value)的用法上，实现基于SpringSession的操作，因为这里的request并不是原始的HttpServletRequest，而是被包装过的SessionRepositoryRequestWrapper,这也就是上文提到的“加强类”，得到的session也是HttpSessionWrapper“加强session”,所以调用的操作就是SpringSession操作redis等等。

3.总结

SpringSession源码的核心就是利用装饰者模式，通过过滤器Filter将Request、Response、Session类包装成“加强”之后的类，这个加强就提供了众多操作外部存储redis的方法。

Spring Session 的使用场景

Spring Session 可以在许多场景下发挥重要作用：

1. 分布式系统：在微服务架构中，多个服务可能需要共享用户的会话数据。Spring Session 可以将会话数据存储在分布式存储中，确保各个服务之间共享相同的会话状态。
2. 云原生应用：对于云原生应用，Spring Session 可以使应用程序更易于扩展和部署。它提供了无状态的会话管理，允许应用程序实例之间共享用户的会话数据。
3. 高可用性和负载均衡：Spring Session 可以与负载均衡和高可用性部署一起使用，以确保在系统故障或应用程序部署期间不会丢失会话数据。

如何在 Spring Boot 中使用 Spring Session

在 Spring Boot 中使用 Spring Session 非常简单，以redis作为存储session数据为例，主要包括以下步骤：

1. 依赖引入

首先，您需要在项目中引入 Spring Session 和 Redis 的相关依赖。通常，您可以在

pom.xml

文件中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.session</groupId>
    <artifactId>spring-session-core</artifactId>
    <version>2.5.0</version> <!-- 版本号可能会有变化 -->
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

这些依赖包括 Spring Session 核心库和 Spring Boot 的 Redis 支持。

2. 配置 Redis 连接

接下来，您需要配置 Spring Boot 应用程序以连接到 Redis。通常，在

application.properties

或

application.yml

中添加 Redis 配置，如下所示：

spring:
  redis:
    host: localhost
    port: 6379

这将告诉 Spring Boot 应用程序连接到本地的 Redis 服务器。

3. Spring Session 配置

接下来配置 Spring Session，以使用 Redis 作为外部会话存储。可以创建一个配置类，如下所示：

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.EnableRedisHttpSession;

@Configuration
@EnableRedisHttpSession
public class RedisSessionConfig {
    @Bean
    public CookieSerializer cookieSerializer(){
        DefaultCookieSerializer cookieSerializer = new DefaultCookieSerializer();
        cookieSerializer.setDomainName("lcc.com");//这样就可以实现lcc.com以及lcc.com子域（如：a.lcc.com、b.lcc.com）下的服务之间session共享
        return cookieSerializer;
    }

    // 可以添加其他配置
}

@EnableRedisHttpSession

注解告诉 Spring Session 使用 Redis 作为会话存储。

在使用

@EnableRedisHttpSession

启用 Spring Session 集成 Redis 作为会话存储时，通常无需再显式配置

spring.session.store-type=redis

。这是因为

@EnableRedisHttpSession

已经隐式指示 Spring Session 使用 Redis 作为会话存储。

4. 会话操作

到这里即可在应用程序中正常操作会话，就像操作本地会话一样。Spring Session 提供了一些接口和工具，如HttpSession，用于处理会话数据。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.session.Session;
import org.springframework.session.SessionRepository;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class SessionService {
    @Autowired
    private SessionRepository sessionRepository;

    public void storeDataInSession(String key, String value) {
        Session session = sessionRepository.findById(key);
        session.setAttribute(key, value);
        sessionRepository.save(session);
    }

    public String getDataFromSession(String key) {
        Session session = sessionRepository.findById(key);
        return session.getAttribute(key);
    }
}

在这个示例中，

SessionService

使用

SessionRepository

来存储和检索会话数据。