【在Linux天下中追寻伟大的One Piece】HTTP Session

耶耶耶耶耶 · 2024-12-10 17:21:16

目次
1 -> 引入HTTP Session
1.1 -> 界说
1.2 -> 工作原理
1.3 -> 安全性
1.4 -> 超时和失效
1.5 -> 用途
2 -> 模仿session行为
3 -> 实行测试session

1 -> 引入HTTP Session

1.1 -> 界说

HTTP Session是服务器用来跟踪用户与服务器交互期间用户状态的机制。由于HTTP协议是无状态的(每个请求都是独立的)，因此服务器必要通过Session来记着用户的信息。
1.2 -> 工作原理

当用户初次访问网站时，服务器会为用户创建一个唯一的Session ID，并通过Cookie将其发送到客户端。
客户端在之后的请求中会携带这个Session ID，服务器通过Session ID来辨认用户，从而获取用户的会话信息。
服务器通常会将Session信息存储在内存、数据库或缓存中。
1.3 -> 安全性

与Cookie相似，由于Session ID是在客户端和服务器之间传递的，因此也存在被窃取的风险。
但是一样平常虽然Cookie被盗取了，但是用户只走漏了一个Session ID，私密信息暂时没有被走漏的风险。
Session ID便于服务端进行客户端有用性的管理，比如异地登录。
可以通过HTTPS和设置符合的Cookie属性(如HttpOnly和Secure)来增强安全性。
1.4 -> 超时和失效

Session可以设置超时时间，当凌驾这个时间后，Session会自动失效。
服务器也可以主动使Session失效，例如当用户登出时。
1.5 -> 用途

用户认证和会话管理
存储用户的暂时数据(如购物车内容)
实现分布式系统的会话共享(通过将会话数据存储在共享数据库或缓存中)

2 -> 模仿session行为

代码文件结构
Comm.hpp HttpProtocol.hpp InetAddr.hpp LockGuard.hpp Log.hpp Main.cc Makefile Session.hpp Socket.hpp TcpServer.hpp Thread.hpp ThreadPool.hpp 部门焦点代码：
Session.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
#include <ctime>
#include <unistd.h>
#include <unordered_map>
// 用来进行测试说明
class Session
{
public:
Session(const std::string& username, const std::string
& status)
:_username(username), _status(status)
{
_create_time = time(nullptr); // 获取时间戳就行了，后面实际需要，就转化就转换一下
}
~Session()
{}
public:
std::string _username;
std::string _status;
uint64_t _create_time;
//当然还可以再加任何其他信息，看你的需求
};
using session_ptr = std::shared_ptr<Session>;
class SessionManager
{
public:
SessionManager()
{
srand(time(nullptr) ^ getpid());
}
std::string AddSession(session_ptr s)
{
uint32_t randomid = rand() + time(nullptr); // 随机数+时间戳，实际有形成 sessionid 的库，比如 boost uuid 库，或者其他第三方库等
std::string sessionid = std::to_string(randomid);
_sessions.insert(std::make_pair(sessionid, s));
return sessionid;
}
session_ptr GetSession(const std::string sessionid)
{
if (_sessions.find(sessionid) == _sessions.end())
return nullptr;
return _sessions[sessionid];
}
~SessionManager()
{}
private:
std::unordered_map<std::string, session_ptr> _sessions;
};

复制代码

HttpProtocol.hpp

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <memory>
#include <ctime>
#include <functional>
#include "TcpServer.hpp"
#include "Session.hpp" // 引入 session
const std::string HttpSep = "\r\n";
// 可以配置的
const std::string homepage = "index.html";
const std::string wwwroot = "./wwwroot";
class HttpRequest
{
public:
HttpRequest() : _req_blank(HttpSep), _path(wwwroot)
{
}
bool GetLine(std::string& str, std::string* line)
{
auto pos = str.find(HttpSep);
if (pos == std::string::npos)
return false;
*line = str.substr(0, pos); // \r\n
str.erase(0, pos + HttpSep.size());
return true;
}
void Parse()
{
// 解析出来 url
std::stringstream ss(_req_line);
ss >> _method >> _url >> _http_version;
// 查找 cookie
std::string prefix = "Cookie: ";
for (auto& line : _req_header)
{
std::string cookie;
if (strncmp(line.c_str(), prefix.c_str(),
prefix.size()) == 0) // 找到了
{
cookie = line.substr(prefix.size()); // 截取"Cookie: "之后的就行了
_cookies.emplace_back(cookie);
break;
}
}
// 查找 sessionid
prefix = "sessionid=";
for (const auto& cookie : _cookies)
{
if (strncmp(cookie.c_str(), prefix.c_str(),
prefix.size()) == 0)
{
_sessionid = cookie.substr(prefix.size()); // 截取"sessionid="之后的就行了
// std::cout << "_sessionid: " << _sessionid << std::endl;
}
}
}
std::string Url()
{
return _url;
}
std::string SessionId()
{
return _sessionid;
}
bool Deserialize(std::string & request)
{
std::string line;
bool ok = GetLine(request, &line);
if (!ok)
return false;
_req_line = line;
while (true)
{
bool ok = GetLine(request, &line);
if (ok && line.empty())
{
_req_content = request;
break;
}
else if (ok && !line.empty())
{
_req_header.push_back(line);
}
else
{
break;
}
}
return true;
}
void DebugHttp()
{
std::cout << "_req_line: " << _req_line << std::endl;
for (auto& line : _req_header)
{
std::cout << "---> " << line << std::endl;
}
}
~HttpRequest()
{
}
private:
// http 报文自动
std::string _req_line; // method url http_version
std::vector<std::string> _req_header;
std::string _req_blank;
std::string _req_content;
// 解析之后的内容
std::string _method;
std::string _url; // / /dira/dirb/x.html / dira / dirb / XX ? usrname = 100 && password = 1234 / dira / dirb
std::string _http_version;
std::string _path; // "./wwwroot"
std::string _suffix; // 请求资源的后缀
std::vector<std::string> _cookies; // 其实 cookie 可以有多个，因为 Set - Cookie 可以被写多条，测试，一条够了。
std::string _sessionid; // 请求携带的 sessionid，仅仅用来测试
};
const std::string BlankSep = " ";
const std::string LineSep = "\r\n";
class HttpResponse
{
public:
HttpResponse() : _http_version("HTTP/1.0"), _status_code(200),
_status_code_desc("OK"), _resp_blank(LineSep)
{
}
void SetCode(int code)
{
_status_code = code;
}
void SetDesc(const std::string& desc)
{
_status_code_desc = desc;
}
void MakeStatusLine()
{
_status_line = _http_version + BlankSep +
std::to_string(_status_code) + BlankSep + _status_code_desc +
LineSep;
}
void AddHeader(const std::string& header)
{
_resp_header.push_back(header + LineSep);
}
void AddContent(const std::string & content)
{
_resp_content = content;
}
std::string Serialize()
{
MakeStatusLine();
std::string response_str = _status_line;
for (auto& header : _resp_header)
{
response_str += header;
}
response_str += _resp_blank;
response_str += _resp_content;
return response_str;
}
~HttpResponse() {}
private:
std::string _status_line;
std::vector<std::string> _resp_header;
std::string _resp_blank;
std::string _resp_content; // body
// httpversion StatusCode StatusCodeDesc
std::string _http_version;
int _status_code;
std::string _status_code_desc;
};
class Http
{
private:
std::string GetMonthName(int month)
{
std::vector<std::string> months = { "Jan", "Feb", "Mar",
"Apr", "May", "Jun", "Jul", "Aug", "Sep", "Oct", "Nov", "Dec" };
return months[month];
}
std::string GetWeekDayName(int day)
{
std::vector<std::string> weekdays = { "Sun", "Mon", "Tue",
"Wed", "Thu", "Fri", "Sat" };
return weekdays[day];
}
std::string ExpireTimeUseRfc1123(int t) // 秒级别的未来 UTC 时间
{
time_t timeout = time(nullptr) + t;
struct tm* tm = gmtime(&timeout); // 这里不能用 localtime，因为 localtime 是默认带了时区的.gmtime 获取的就是 UTC 统一时间
char timebuffer[1024];
// 时间格式如: expires=Thu, 18 Dec 2024 12:00:00 UTC
snprintf(timebuffer, sizeof(timebuffer),
"%s, %02d %s %d %02d:%02d:%02d UTC",
GetWeekDayName(tm->tm_wday).c_str(),
tm->tm_mday,
GetMonthName(tm->tm_mon).c_str(),
tm->tm_year + 1900,
tm->tm_hour,
tm->tm_min,
tm->tm_sec);
return timebuffer;
}
public:
Http(uint16_t port)
{
_tsvr = std::make_unique<TcpServer>(port,
std::bind(&Http::HandlerHttp, this, std::placeholders::_1));
_tsvr->Init();
_session_manager = std::make_unique<SessionManager>();
}
std::string ProveCookieWrite() // 证明 cookie 能被写入浏览器
{
return "Set-Cookie: username=zhangsan;";
}
std::string ProveCookieTimeOut()
{
return "Set-Cookie: username=zhangsan; expires=" +
ExpireTimeUseRfc1123(60) + ";"; // 让 cookie 1min 后过期
}
std::string ProvePath()
{
return "Set-Cookie: username=zhangsan; path=/a/b;";
}
std::string ProveSession(const std::string& session_id)
{
return "Set-Cookie: sessionid=" + session_id + ";";
}
std::string HandlerHttp(std::string request)
{
HttpRequest req;
HttpResponse resp;
req.Deserialize(request);
req.Parse();
// req.DebugHttp();
// std::cout << req.Url() << std::endl;
// // 下面的代码就用来测试，如果你想更优雅，可以回调出去处理
static int number = 0;
if (req.Url() == "/login") // 用/login path 向指定浏览器写入sessionid，并在服务器维护对应的 session 对象
{
std::string sessionid = req.SessionId();
if (sessionid.empty()) // 说明历史没有登陆过
{
std::string user = "user-" + std::to_string(number++);
session_ptr s = std::make_shared<Session>(user, "logined");
std::string sessionid = _session_manager->AddSession(s);
lg.LogMessage(Debug, "%s 被添加, sessionid是: % s\n", user.c_str(), sessionid.c_str());
resp.AddHeader(ProveSession(sessionid));
}
}
else
{
// 当浏览器在本站点任何路径中活跃，都会自动提交 sessionid, 我们就能知道谁活跃了.
std::string sessionid = req.SessionId();
if (!sessionid.empty())
{
session_ptr s = _session_manager->GetSession(sessionid);
// 这个地方有坑，一定要判断服务器端 session 对象是否存在，因为可能测试的时候
// 浏览器还有历史 sessionid，但是服务器重启之后，session 对象没有了.
if (s != nullptr)
lg.LogMessage(Debug, "%s 正在活跃.\n", s->_username.c_str());
else
lg.LogMessage(Debug, "cookie : %s 已经过期, 需要清理\n", sessionid.c_str());
}
}
resp.SetCode(200);
resp.SetDesc("OK");
resp.AddHeader("Content-Type: text/html");
// resp.AddHeader(ProveCookieWrite()); //测试 cookie 被写入与自动提交
// resp.AddHeader(ProveCookieTimeOut()); //测试过期时间的写入
// resp.AddHeader(ProvePath()); // 测试路径
resp.AddContent("<html><h1>helloworld</h1></html>");
return resp.Serialize();
}
void Run()
{
_tsvr->Start();
}
~Http()
{
}
private:
std::unique_ptr<TcpServer> _tsvr;
std::unique_ptr<SessionManager> _session_manager;
};

复制代码

3 -> 实行测试session

准备两个浏览器：Google Chrome和Microsoft Edge(windows自带的)

1. 删除浏览器中指定的服务器上的全部的cookie

如果汗青上没有做过测试，就不删了。
chrome的cookie有些特别，实行不出来，实行打印chrome浏览器发过来的http请求，观察cookie部门，你就能知道为什么要删除汗青cookie。

Microsoft Edge

Google Chrome

2. 访问/login, 模仿登录
Microsoft Edge

Google Chrome

3. 两个浏览器访问任意的站点资源

服务器端已经能辨认是哪一个浏览器了。
总结：
HTTP Cookie和Session都是用于在Web应用中跟踪用户状态的机制。Cookie是存储在客户端的，而Session是存储在服务器端的。它们各有优缺点，通常在现实应用中会结合利用，以达到最佳的用户体验和安全性。

感谢各位大佬支持！！！

互三啦！！！

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