1. 引言

本文将从Web应用程序处理请求时需要用户信息，同时HTTP又是无状态协议这个矛盾点出发。从该问题出发，简单描述了解决该问题的Token 机制，进而引出Cookie的实现方案。

基于此我们将详细描述Cookie的规范，然后详细描述具体的实现方式，进一步描述Gin 框架对Cookie 操作提供的API，最终提供了一个详细的代码实现。

我们还将详细描述Gin 框架提供API 的实现原理，帮助用户更好得使用这两个API。

2. 问题引入

在 如何使用Gin搭建一个Go Web应用程序一文中，我们已经了解了如何使用Gin 搭建一个简单的Web应用程序。然而，在现实的Web应用程序中，大部分功能都是需要用户的身份信息才能处理。举例来说，在一个视频网站查看用户最近观看记录，如果缺少用户身份信息，此时将无法对请求进行处理。

但是HTTP协议的设计，是无状态的，也就是每次请求都是独立的。基于此，应该有一套机制，能够在用户身份认证成功后，给用户分配一个Token，后续用户在每次请求时，都携带上该Token，使得服务器能够从请求中获取用户信息，解决HTTP无状态问题。大概流程如下:

上面流程中，需要服务端按照某个协议，向客户端返回Token；客户端通过该协议，成功解析出服务端返回的Token，然后在每次请求中携带该Token。然后服务器端再根据协议，从中解析出Token 信息，获取请求用户信息。

当前常用的有Cookie ，Jwt，OAuth2.0 等标准，其各有优缺点。其中Cookie 是一种存储在客户端浏览器中的数据。服务端可以通过设置HTTP响应头将Token 存储在Cookie当中，并在后续请求中从Cookie 中读取Token。而JWT 则是一种基于JSON格式的安全令牌，可用于在客户端和服务端之间传递信息。

之前，我们在 一文读懂Cookie 中，已经了解Cookie的相关内容。基于此，我们这次使用Cookie 来实现上述所说的流程，按照Cookie的规范来实现Token的返回和请求中Token 的解析。

3. 实现

3.1 Cookie规范说明

这里我们对HTTP协议中的Cookie 规范再补充一下，这里分为两部分，第一部分是服务端如何向客户端发送 Cookie ，第二部分是客户端向服务端发送请求时如何携带Cookie 信息。

对于服务端向客户端发送Cookie的手段，HTTP协议存在一个Set-Cookie 的头部字段，服务器可以通过Set-Cookie 头部字段将Cookie发送给客户端。例如下面这个例子:

Set-Cookie: username=abc; expires=Wed, 09 Jun 2023 10:18:14 GMT; path=/

在这个例子中，服务器设置了一个名为username的Cookie，它的值是abc，过期时间是2023年6月9日，路径为/ 。浏览器在接收到该Cookie 时，便将其保存起来。

客户端请求时携带Cookie的方式，则是通过HTTP协议中的Cookie头部字段，客户端可以通过该头部字段携带信息给服务器端，比如下面这个例子:

Cookie: sessionid=1234

在这个例子中，HTTP请求中携带了一个name 为sessionid ，value 为 1234 的 Cookie。当服务器端接收到该HTTP 请求后，从中解析出Cookie的信息，然后基于此实现后续的流程。

3.2 实现说明

回看上述流程，主要分为两个大部分: 客户端和服务器端。在客户端部分，关键任务包括保存浏览器返回的Cookie信息以及在请求时携带Cookie 信息给服务器。对于服务器端，则是在通过身份校验之后，能够按照规范客户端返回Cookie，并在接收到请求时，能够正确解析出请求中的 Cookie 信息，识别出用户信息。

对于客户端部分，在浏览器接收到HTTP响应时，如果响应体中有Set-Cookie 头部字段，浏览器会自动保存Cookie信息；客户端发起请求时，需要将 Cookie 信息传递给服务器。此时浏览器会自动携带通过校验的Cookie。如果通过校验，此时会在HTTP请求头中携带Cookie信息给服务端，下面是一个大概的校验流程:

在整个流程中，客户端保存Token信息和在请求时携带Token信息这两部分工作，浏览器已经帮我们实现了。剩下的工作集中在服务端的，主要涉及按照Cookie的规范给客户端返回用户标识，并在接收到客户端请求时从HTTP请求中读取Cookie以获取到用户的信息。与Cookie相关的详细内容可以参考文章一文读懂Cookie
因此下面我们需要做的两件事情，其一，服务器需要按照Cookie的规范往客户端发送Cookie的内容；其次，服务器在处理请求时，需要从HTTP请求头中读取出Cookie的信息，成功识别用户身份。

Gin 框架中提供了一些API，能够帮助我们在服务端，按照Cookie规范给客户端发送Cookie 信息，同时也有API 能够帮助我们解析Cookie 的信息。下面我们先来了解相关的API，然后再基于这些API ，搭建一个能够自动识别用户信息的 Web 应用程序。

3.3 API说明

3.3.1 SetCookie

gin.Context 对象中的 SetCookie 方法用于向客户端返回响应的同时，在Set-Cookie头部携带Cookie 信息。下面是该方法的详细说明：

func (c *Context) SetCookie(name, value string, maxAge int, path, domain string, secure, httpOnly bool)

• name：cookie 的名称（必须）。
• value：cookie 的值（必须）。
• maxAge：cookie 的过期时间，以秒为单位。如果为负数，则表示会话 cookie（在浏览器关闭之后删除），如果为零，则表示立即删除 cookie（可选，默认值为-1）。
• path：cookie 的路径。如果为空字符串，则使用当前请求的 URI 路径作为默认值（可选，默认值为空字符串）。
• domain：cookie 的域名。如果为空字符串，则不设置域名（可选，默认值为空字符串）。
• secure：指定是否仅通过 HTTPS 连接发送 cookie。如果为 true，则仅通过 HTTPS 连接发送 cookie；否则，使用 HTTP 或 HTTPS 连接都可以发送 cookie（可选，默认值为 false）。
• httpOnly：指定 cookie 是否可通过 JavaScript 访问。如果为 true，则无法通过 JavaScript 访问 cookie；否则，可以通过 JavaScript 访问 cookie（可选，默认值为 true）。

在处理函数中，通过调用SetCookie 方法，便可以向客户端发送一个HTTP cookie。这里举一个代码示例，来帮助读者更好得理解该API，下面举一个代码示例，如下:

func main() {
  router := gin.Default()
  
  router.GET("/set-cookie", func(c *gin.Context) {
    c.SetCookie("user", "john", 3600, "/", "", false, true)
    c.String(http.StatusOK, "cookie set successfully")
  })
  
  router.Run(":8080")
}

在这个示例中，使用 SetCookie 方法设置一个名为user的 cookie。这个 cookie 的值是john，在 1 小时后过期。该代码还设置了路径为“/”以及HttpOnly属性为true。

下面启动该服务器，客户端向服务端发送请求，请求路径为/set-cookie，上面的处理函数将会被执行，然后我们来看其响应内容:

# 1. 发送请求
curl -i http://localhost:8080/set-cookie
# 2. 返回响应
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/plain; charset=utf-8
Set-Cookie: user=john; Path=/; Max-Age=3600; HttpOnly
Date: Sun, 20 Aug 2023 07:39:15 GMT
Content-Length: 23

cookie set successfully

查看上面第6行，可以看到，我们通过SetCookie方法，成功设置了一个Cookie，然后以在HTTP头部的形式返回。

3.1.2 Cookie方法

往客户端返回Cookie后，浏览器会将Cookie保存起来，然后在下次请求时将Cookie跟随请求一起发送给服务器端。

在HTTP无状态协议的情况下，我们使用Cookie 来识别用户信息，此时服务器端需要正确解析出HTTP 头部中Cookie的信息，Gin 框架中的gin.Context 提供了Cookie方法，方便我们获取到Cookie的信息。下面是该方法的定义说明:

func (c *Context) Cookie(name string) (string, error) 

使用Cookie方法可以获取指定名称的Cookie值，如果不存在指定名字的Cookie，此时将会返回错误。下面给一个简单示例代码的说明:

func main() {
    router := gin.Default()

    // 定义路由
    router.GET("/cookie", func(c *gin.Context) {
        // 获取名为 "username" 的 cookie
        cookie, err := c.Cookie("username")
        if err != nil {
            // 如果 cookie 不存在，则返回错误信息
            c.JSON(http.StatusBadRequest, gin.H{"error": "Bad request"})
            return
        }

        // 在响应中返回 cookie 值
        c.JSON(http.StatusOK, gin.H{"username": cookie})
    })

    router.Run(":8080")
}

在上述示例中，我们定义了一个 /cookie 路由，使用 c.Cookie("username") 方法来获取名为 username 的 Cookie 值。如果 Cookie 不存在，则返回一个错误响应。否则，我们将在响应中返回 Cookie 的值。

下面我们通过curl 命令来对/cookie 请求，通过 -b 标识来携带cookie 值:

# -v, --verbose 这个参数会打开curl的详细模式，输出一些额外的信息，包括HTTP请求和响应头信息。
curl -b -v -b "username=hello cookie;" http://localhost:8080/cookie

下面我们来看具体的请求体和响应体的内容:

GET /cookie HTTP/1.1
Host: localhost:8080
User-Agent: curl/7.79.1
Accept: */*
Cookie: username=hello cookie;

可以看到，我们请求体携带了Cookie 字段，Cookie 的名称为 username，我们前面服务器端便是尝试获取名为 username 的 Cookie，下面我们看请求的响应体，看是否成功解析了HTTP 请求 Cookie的内容:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Date: Sun, 20 Aug 2023 08:12:45 GMT
Content-Length: 27

{"username":"hello cookie"}

可以看到，服务端程序通过Cookie方法成功解析了HTTP请求头部中Cookie字段的值，然后将解析的结果正常返回客户端。

3.4 代码实现

下面我们来搭建一个基于Cookie 实现用户身份验证的Web 应用程序，首先需要一个登录页面，用于验证用户身份信息，验证通过后，我们将通过Cookie 给客户端返回一个 Token。

同时，我们还需要创建一个页面，需要验证用户身份信息，在验证过程中，我们会检查用户请求中是否携带Cookie，同时Cookie 中携带的数据是否正确，基于此实现用户身份的验证。下面是一个简单代码的示例:

func main() {
   route := gin.Default()
   
   route.GET("/login", func(c *gin.Context) {
      // HTTP 响应中携带 Cookie
      // Set cookie {"label": "ok" }, maxAge 30 seconds.
      c.SetCookie("label", "ok", 30, "/", "localhost", false, true)
      c.String(200, "Login success!")
   })

   route.GET("/home", func(c *gin.Context) {
      // 获取 name = label 的 Cookie 的 value
      if cookie, err := c.Cookie("label"); err == nil {
         // 判断 Cookie的value 是否满足预期
         if cookie == "ok" {
            c.JSON(200, gin.H{"data": "Your home page"})
         }
      } else {
         c.JSON(http.StatusForbidden, gin.H{"error": "Forbidden with no cookie"})
      }
   })

   route.Run(":8080")
}

首先是一个/login 请求路由，通过SetCookie 方法给客户端返回Cookie，基于此返回用户Token。

然后/home 路由的处理，则是通过gin.Context中Cookie 方法获取到HTTP请求头部中Cookie的信息 ，然后验证Cookie 中的value是否满足预期。

这个是一个简单的代码示例，比如用户身份认证机制等，则需要自行完善，这里不再完整展示。

4. 原理

下面将简单描述gin.Context 对象中SetCookie 方法和Cookie方法的实现原理，帮助读者更好使用这两个API。

4.1 SetCookie方法

SetCookie 方法的实现原理如下，首先，SetCookie 方法会创建一个http.Cookie对象，并设置其名称、值、路径、域名、过期时间等属性。例如，以下代码创建了一个名为sessionid的Cookie:

cookie := &http.Cookie{
    Name:    "sessionid",
    Value:   "1234",
    Expires: time.Now().Add(24 * time.Hour),
    Path:    "/",
    Domain:  "",
    Secure:  false,
    HttpOnly:true,
}

接下来，将上述Cookie对象转换为字符串格式，并设置到HTTP响应头的Set-Cookie字段中。代码实现如下：

func SetCookie(w ResponseWriter, cookie *Cookie) {
   if v := cookie.String(); v != "" {
      w.Header().Add("Set-Cookie", v)
   }
}

这里第三行将Cookie 存储到Header 对象当中，Header 是专门用于存储HTTP响应头部的信息。调用Add 方法时，会根据指定的Key，在 Header 对象中查找相应的值列表。如果这个键不存在，则会在 Header 对象中创建一个新的值列表；否则，会在已有的值列表末尾添加新的值，大概流程如下:

在返回HTTP响应时，会遍历Header 对象，填充HTTP响应头部信息，然后返回给客户端，比如上面Header 生成的HTTP响应头部如下:

Set-Cookie: v1
Set-Cookie: v2
Agent: Windows

SetCookie 方法便是通过上述所说流程，将Cookie 的信息设置到HTTP响应体头部当中去，然后返回给客户端。

4.2 Cookie方法

在调用 Cookie() 方法时，系统会首先检查请求头部中是否包含名为 Cookie的字段。如果该字段不存在，则返回空字符串。

如果请求头部中包含 Cookie 字段，同时Cookie 的name 为调用Cookie() 方法指定的值，则系统会解析该字段并将其转换为一个 http.Cookie 对象。这个对象包含了所有的 Cookie 属性，例如名称、值、路径、过期时间、域名等等。最后，返回转换后的http.Cookie 对象中值，大概流程如下:

总的来说，Cookie() 方法的实现原理比较简单，它只是通过查找 HTTP 请求头部中的 Cookie 信息，并将其转换为 http.Cookie 对象来获取请求中特定 Cookie 值。

5. 总结

在本文中，我们深入探讨了Web应用程序在处理用户信息时所面临的挑战，特别是在HTTP协议作为无状态协议的背景下。我们从这一矛盾出发，介绍了解决方案中的Token机制，并引出了基于Cookie的实现方案。

我们详细阐述了Cookie的规范，包括服务端如何发送Cookie以及客户端如何在请求中携带Cookie信息。

我们进一步深入探讨了具体的实现方式，并介绍了Gin框架提供的API，这些API使得在服务端按照Cookie规范发送和解析Cookie变得更加容易。通过一个实际的代码示例，我们演示了如何使用这些API来构建一个基于Cookie实现用户身份验证的Web应用程序。

在探讨API的使用之余，我们也深入剖析了Gin框架提供的API的实现原理，为读者提供了更深层次的理解。

基于此，完成了对Gin中Cookie支持的介绍，希望对你有所帮助。