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Spring-Session实现Session共享实现原理以及源码解析

标签：

Java

知其然，还要知其所以然！

本篇介绍Spring-Session的整个实现的原理。以及对核心的源码进行简单的介绍！

实现原理介绍

实现原理这里简单说明描述：

就是当Web服务器接收到http请求后，当请求进入对应的Filter进行过滤，将原本需要由web服务器创建会话的过程转交给Spring-Session进行创建，本来创建的会话保存在Web服务器内存中，通过Spring-Session创建的会话信息可以保存第三方的服务中，如：redis,mysql等。Web服务器之间通过连接第三方服务来共享数据，实现Session共享！

整个实现流程和源码详细介绍

本次源码介绍基于上一篇内容，并且在保存Session的时候只会分析使用JedisConnectionFactory实现的RedisConnectionFactory ！

1.SessionRepositoryFilter和JedisConnectionFactory注册过程

流程：

说明：

1.、启动WEB项目的时候，会读取web.xml，读取顺序content-param --> listener --> filter --> servlet2.、ContextLoaderListener监听器的作用就是启动Web容器时，自动装配ApplicationContext的配置信息3、初始化根web应用程序上下文。4、SpringHttpSessionConfiguration注册 springSessionRepositoryFilter :bean，RedisHttpSessionConfiguration 注册 sessionRedisTemplate : bean  和 sessionRepository : bean45、配置文件配置JedisConnectionFactory implements RedisConnectionFactory ，创建 jedisConnectionFactory bean

代码分析如下：

web.xml ,加载了xml配置文件，并初始化web应用上下文

  <context-param>
    <param-name>contextConfigLocation</param-name>
    <param-value>classpath*:spring/*xml</param-value>
  </context-param>


  <listener>
    <listener-class>org.springframework.web.context.ContextLoaderListener</listener-class>
  </listener>

2.application-session.xml中，配置 RedisHttpSessionConfiguration的bean和JedisConnectionFactory的bean，web应用初始化加载bean！

<!--创建一个Spring Bean的名称springSessionRepositoryFilter实现过滤器。
    筛选器负责将HttpSession实现替换为Spring会话支持。在这个实例中，Spring会话得到了Redis的支持。-->
    <bean class="org.springframework.session.data.redis.config.annotation.web.http.RedisHttpSessionConfiguration"/>

    <!--创建了一个RedisConnectionFactory，它将Spring会话连接到Redis服务器。我们配置连接到默认端口(6379)上的本地主机！-->
    <!--集群Redis-->
    <bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
        <!--Redis-CLuster-->
        <constructor-arg index="0" ref="redisClusterConfig"/>

        <!--配置Redis连接池 ，可以不配置，使用默认就行！-->
        <constructor-arg index="1" ref="jedisPoolConfig"/>
    </bean>

    /**
     * 初始化根web应用程序上下文。
     */
    @Override    public void contextInitialized(ServletContextEvent event) {
        initWebApplicationContext(event.getServletContext());
    }

4.RedisHttpSessionConfiguration类图

RedisHttpSessionConfiguration继承了SpringHttpSessionConfiguration

public class RedisHttpSessionConfiguration extends SpringHttpSessionConfiguration
        implements EmbeddedValueResolverAware, ImportAware {

4.1 SpringHttpSessionConfiguration 创建一个名称为springSessionRepositoryFilter的bean

@Bean
    public <S extends ExpiringSession> SessionRepositoryFilter<? extends ExpiringSession> springSessionRepositoryFilter(            SessionRepository<S> sessionRepository) {        SessionRepositoryFilter<S> sessionRepositoryFilter = new SessionRepositoryFilter<S>(
                sessionRepository);
        sessionRepositoryFilter.setServletContext(this.servletContext);        if (this.httpSessionStrategy instanceof MultiHttpSessionStrategy) {
            sessionRepositoryFilter.setHttpSessionStrategy(
                    (MultiHttpSessionStrategy) this.httpSessionStrategy);
        }        else {
            sessionRepositoryFilter.setHttpSessionStrategy(this.httpSessionStrategy);
        }        return sessionRepositoryFilter;
    }

4.2 创建RedisHttpSessionConfiguration#RedisTemplate bean的名称为sessionRedisTemplate

@Bean    public RedisTemplate<Object, Object> sessionRedisTemplate(
            RedisConnectionFactory connectionFactory) {            //实例化 RedisTemplate 
        RedisTemplate<Object, Object> template = new RedisTemplate<Object, Object>();        //设置key序列化 StringRedisSerializer
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());        //设置Hash key  StringRedisSerializer
        template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());        if (this.defaultRedisSerializer != null) {
            template.setDefaultSerializer(this.defaultRedisSerializer);
        }        //设置 connectionFactory。第五步创建的（实际connectionFactory加载过程和讲解过程顺序不一样）
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);        return template;
    }

4.3 创建RedisHttpSessionConfiguration#RedisOperationsSessionRepository bean的名称为sessionRepository

    @Bean    public RedisOperationsSessionRepository sessionRepository(    //使用sessionRedisTemplate bean
            @Qualifier("sessionRedisTemplate") RedisOperations<Object, Object> sessionRedisTemplate,
            ApplicationEventPublisher applicationEventPublisher) {            
            //實例化RedisOperationsSessionRepository
        RedisOperationsSessionRepository sessionRepository = new RedisOperationsSessionRepository(
                sessionRedisTemplate);                //設置applicationEventPublisher
        sessionRepository.setApplicationEventPublisher(applicationEventPublisher);        //設置最大的失效時間 maxInactiveIntervalInSeconds = 1800
        sessionRepository
                .setDefaultMaxInactiveInterval(this.maxInactiveIntervalInSeconds);        if (this.defaultRedisSerializer != null) {
            sessionRepository.setDefaultSerializer(this.defaultRedisSerializer);
        }        String redisNamespace = getRedisNamespace();        if (StringUtils.hasText(redisNamespace)) {
            sessionRepository.setRedisKeyNamespace(redisNamespace);
        }

        sessionRepository.setRedisFlushMode(this.redisFlushMode);        return sessionRepository;
    }

创建 RedisConnectionFactory bean为 jedisConnectionFactory

<bean id="jedisConnectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">

2.SessionRepositoryFilter添加到FilterChain

流程：

说明：

1 2、在Servlet3.0规范中，Servlet容器启动时会自动扫描javax.servlet.ServletContainerInitializer的实现类，在实现类中我们可以定制需要加载的类。 通过注解@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)，让Servlet容器在启动该类时，会自动寻找所有的WebApplicationInitializer实现类。2.1、insertSessionRepositoryFilter 方法通过filterName获取 SessionRepositoryFilter ，并创建了 new DelegatingFilterProxy(filterName);3 4、然后将filter添加到FilterChain中

1.ServletContainerInitializer的实现类加载和通过注解@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)实现类的加载

//加载实现类@HandlesTypes(WebApplicationInitializer.class)//SpringServletContainerInitializer实现ServletContainerInitializerpublic class SpringServletContainerInitializer implements ServletContainerInitializer {//------------

2.AbstractHttpSessionApplicationInitializer实现WebApplicationInitializer进行加载

@Order(100)public abstract class AbstractHttpSessionApplicationInitializer
        implements WebApplicationInitializer {

2.1 onStartup

public void onStartup(ServletContext servletContext) throws ServletException {
        beforeSessionRepositoryFilter(servletContext);        if (this.configurationClasses != null) {
            AnnotationConfigWebApplicationContext rootAppContext = new AnnotationConfigWebApplicationContext();
            rootAppContext.register(this.configurationClasses);
            servletContext.addListener(new ContextLoaderListener(rootAppContext));
        }        //添加Filter
        insertSessionRepositoryFilter(servletContext);
        afterSessionRepositoryFilter(servletContext);
    }

2.1.1.insertSessionRepositoryFilter

    /**
     * 注册springSessionRepositoryFilter
     * @param servletContext the {@link ServletContext}
     */
    private void insertSessionRepositoryFilter(ServletContext servletContext) {// DEFAULT_FILTER_NAME = "springSessionRepositoryFilter"
        String filterName = DEFAULT_FILTER_NAME;//通过filterName创建 DelegatingFilterProxy
        DelegatingFilterProxy springSessionRepositoryFilter = new DelegatingFilterProxy(
                filterName);        String contextAttribute = getWebApplicationContextAttribute();        if (contextAttribute != null) {
            springSessionRepositoryFilter.setContextAttribute(contextAttribute);
        }//根据filterName和上下文添加Filter到FilterChain
        registerFilter(servletContext, true, filterName, springSessionRepositoryFilter);
    }

registerFilter

    private void registerFilter(ServletContext servletContext,            boolean insertBeforeOtherFilters, String filterName, Filter filter) {
        Dynamic registration = servletContext.addFilter(filterName, filter);        if (registration == null) {            throw new IllegalStateException(                    "Duplicate Filter registration for '" + filterName
                            + "'. Check to ensure the Filter is only configured once.");
        }        //是否支持异步，默认 true
        registration.setAsyncSupported(isAsyncSessionSupported());        //得到DispatcherType springSessionRepositoryFilter
        EnumSet<DispatcherType> dispatcherTypes = getSessionDispatcherTypes();        //添加一个带有给定url模式的筛选器映射和由这个FilterRegistration表示的过滤器的分派器类型。 过滤器映射按照添加它们的顺序进行匹配。
        registration.addMappingForUrlPatterns(dispatcherTypes, !insertBeforeOtherFilters,                "/*");
    }

addFilter将Filter添加到ServletContext中

    public FilterRegistration.Dynamic addFilter(
        String filterName, Filter filter);

3.SessionRepositoryFilter拦截过程

流程：

说明：

1、请求被DelegatingFilterProxy : 拦截到，然后执行doFilter方法，在doFilter中找到执行的代理类。
2、OncePerRequestFilter : 代理Filter执行doFilter方法，然后调用抽象方法doFilterInternal
3、SessionRepositoryFilter 继承了OncePerRequestFilter，实现了doFilterInternal，这个方法一个封装一个wrappedRequest，通过执行commitSession保存session信息到redis

1请求进来，被DelegatingFilterProxy 拦截到,在web.xml中进行了配置
1.1 执行doFilter

如果没有指定目标bean名称，请使用筛选器名称。
@Override    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain)
            throws ServletException, IOException {        // 如果需要，延迟初始化委托。 necessary.
        Filter delegateToUse = this.delegate;        if (delegateToUse == null) {
            synchronized (this.delegateMonitor) {                if (this.delegate == null) {
                    WebApplicationContext wac = findWebApplicationContext();                    if (wac == null) {                        throw new IllegalStateException("No WebApplicationContext found: " +                                "no ContextLoaderListener or DispatcherServlet registered?");
                    }                    this.delegate = initDelegate(wac);
                }
                delegateToUse = this.delegate;
            }
        }        // 让委托执行实际的doFilter操作
        invokeDelegate(delegateToUse, request, response, filterChain);
    }

1.2 initDelegate

protected Filter initDelegate(WebApplicationContext wac) throws ServletException {//可以获取到SessionRepositoryFilter [备注1]
        Filter delegate = wac.getBean(getTargetBeanName(), Filter.class);        if (isTargetFilterLifecycle()) {            delegate.init(getFilterConfig());
        }        return delegate;
    }//[备注1] 因为 ：SessionRepositoryFilter是一个优先级最高的javax.servlet.Filter/*
@Order(SessionRepositoryFilter.DEFAULT_ORDER)
public class SessionRepositoryFilter<S extends ExpiringSession>
        extends OncePerRequestFilter {

*/

delegate.doFilter();

    protected void invokeDelegate(
            Filter delegate, ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain filterChain)
            throws ServletException, IOException {        //代理去执行doFilter，代理为SessionRepositoryFilter
        delegate.doFilter(request, response, filterChain);
    }

2.1 OncePerRequestFilter#doFilter

public final void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response,
            FilterChain filterChain) throws ServletException, IOException {        if (!(request instanceof HttpServletRequest)
                || !(response instanceof HttpServletResponse)) {            throw new ServletException(                    "OncePerRequestFilter just supports HTTP requests");
        }
        HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request;
        HttpServletResponse httpResponse = (HttpServletResponse) response;        boolean hasAlreadyFilteredAttribute = request
                .getAttribute(this.alreadyFilteredAttributeName) != null;        if (hasAlreadyFilteredAttribute) {            //在不调用此过滤器的情况下进行…
            filterChain.doFilter(request, response);
        }        else {            // 调用这个过滤器…
            request.setAttribute(this.alreadyFilteredAttributeName, Boolean.TRUE);            try {            //doFilterInternal是个抽象方法
                doFilterInternal(httpRequest, httpResponse, filterChain);
            }            finally {                // 删除此请求的“已过滤”请求属性。
                request.removeAttribute(this.alreadyFilteredAttributeName);
            }
        }
    }

执行SessionRepositoryFilter#doFilterInternal

@Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response, FilterChain filterChain)
            throws ServletException, IOException {
        request.setAttribute(SESSION_REPOSITORY_ATTR, this.sessionRepository);        //使用HttpServletRequest 、HttpServletResponse和servletContext创建一个SessionRepositoryRequestWrapper

        SessionRepositoryRequestWrapper wrappedRequest = new SessionRepositoryRequestWrapper(
                request, response, this.servletContext);
        SessionRepositoryResponseWrapper wrappedResponse = new SessionRepositoryResponseWrapper(
                wrappedRequest, response);//使用CookieHttpSessionStrategy重新包装了 HttpServletRequest
        HttpServletRequest strategyRequest = this.httpSessionStrategy
                .wrapRequest(wrappedRequest, wrappedResponse);
        HttpServletResponse strategyResponse = this.httpSessionStrategy
                .wrapResponse(wrappedRequest, wrappedResponse);        try {        //执行其他过滤器
            filterChain.doFilter(strategyRequest, strategyResponse);
        }        finally {        //保存session信息
            wrappedRequest.commitSession();
        }
    }

4 .wrappedRequest.commitSession() 看下第四大点分析

4.SessionRepository保存session数据

流程：

说明：

1、提交session保存
2、获取当前session，这一步比较重要，获取了一个HttpSessionWrapper，这个HttpSessionWrapper替换了HTTPSession
3、wrappedSession获取当前的Session
4、使用 RedisTemplate 保存Session内容，并通过调用RedisConnection 使用它的实现类JedisClusterConnection获取redis连接

1.commitSession

/**
*使用HttpSessionStrategy将会话id写入响应。 *保存会话。
*/private void commitSession() {
            HttpSessionWrapper wrappedSession = getCurrentSession();            if (wrappedSession == null) {                if (isInvalidateClientSession()) {
                    SessionRepositoryFilter.this.httpSessionStrategy
                            .onInvalidateSession(this, this.response);
                }
            }            else {
                S session = wrappedSession.getSession();
                SessionRepositoryFilter.this.sessionRepository.save(session);                if (!isRequestedSessionIdValid()
                        || !session.getId().equals(getRequestedSessionId())) {
                    SessionRepositoryFilter.this.httpSessionStrategy.onNewSession(session,                            this, this.response);
                }
            }
        }

2.getCurrentSession

会话存储库请求属性名。public static final String SESSION_REPOSITORY_ATTR = SessionRepository.class
            .getName();            
private static final String CURRENT_SESSION_ATTR = SESSION_REPOSITORY_ATTR
            + ".CURRENT_SESSION";private HttpSessionWrapper getCurrentSession() {            return (HttpSessionWrapper)            //获取session
            getAttribute(CURRENT_SESSION_ATTR);
        }        
   /**
     * 此方法的默认行为是在包装请求对象上调用getAttribute(字符串名称)。
     */
    public Object getAttribute(String name) {    //这里的request就是上面封装的
        return this.request.getAttribute(name);
    }

3 .wrappedSession.getSession

//返回 RedisSessionS session = wrappedSession.getSession();//-------------------------public S getSession() {        return this.session;
    }class ExpiringSessionHttpSession<S extends ExpiringSession> implements HttpSession {    private S session;final class RedisSession implements ExpiringSession {

4.save,实际是调用 RedisOperationsSessionRepository的 RedisOperations 操作

SessionRepositoryFilter.this.sessionRepository.save(session);//this.sessionRepository =  SessionRepository<S> sessionRepository;//--------------------------------//这个RedisOperationsSessionRepository是之前就创建好的public class RedisOperationsSessionRepository implements
        FindByIndexNameSessionRepository<RedisOperationsSessionRepository.RedisSession>,        MessageListener {        
        
public interface FindByIndexNameSessionRepository<S extends Session>        extends SessionRepository<S> {        
//---------------------------


    public void save(RedisSession session) {        //4.1saveDelta
        session.saveDelta();        if (session.isNew()) {            //4.2调用
            String sessionCreatedKey = getSessionCreatedChannel(session.getId());            //4.3convertAndSend
            //RedisOperations = this.sessionRedisOperations
            this.sessionRedisOperations.convertAndSend(sessionCreatedKey, session.delta);
            session.setNew(false);
        }
    }

其中RedisOperationsSessionRepository 里面介绍保存的详细过程，具体请看文档说明：

Class RedisOperationsSessionRepository

因为 RedisTemplate implements RedisOperations,实际进行操作的是RedisTemplate，RedisTemplate通过RedisConnection进行数据add和remove等

public class RedisTemplate<K, V>extends RedisAccessorimplements RedisOperations<K, V>, BeanClassLoaderAware

总结

本系列到这里也就结束了，本次话的整个流程图，会上传到github上，使用Jude打开就可以看！

如果有什么地方写的不对或者有想和我一起探讨一下的，欢迎加我的QQ或者QQ群！

记录一个小点：

Spring Session + Redis实现分布式Session共享有个非常大的缺陷, 无法实现跨域名共享session , 只能在单台服务器上共享session , 因为是依赖cookie做的 , cookie 无法跨域 pring Session一般是用于多台服务器负载均衡时共享Session的，都是同一个域名，不会跨域。你想要的跨域的登录，可能需要SSO单点登录。