node中Session持久化与Redis缓存

IC图片目前的管理系统(搜索质量评估、电销、云平台、性能监控、账号体系、图片爬虫)都是基于node前后端全栈开发,数据存储也用到mongodb、mysql、redis,本文简单描述一下HTTP协议、cookie、session、以及node项目中如何引入redis做session持久化。

HTTP协议和TCP/IP协议组中其它协议相同,用于客户端和服务器端之间的通信,HTTP是一种无状态协议,及协议本身不保存客户端和服务端的通信状态,也就是说在HTTP这个级别,协议不会对请求或响应做持久化处理,当然这也是为了更快的处理大量事务,确保协议的可伸缩性。

1.cookie

为了解决HTTP的无状态,引入了Cookie技术,Cookie技术通过在请求和响应报文中写入cookie信息来控制客户端的状态

2.session

为了跟踪客户端的状态,服务器端借助于客户端的cookie和后端存储实现的会话状态。所以说,Session机制决定了当前客户只会获取到自己的Session,而不会获取到别人的Session。

1.1 概述

在HTTP协议中,制定了Cookie机制,用于实现客户端和服务器之间的状态共享

  • Cookie是解决HTTP无状态性的有效手段,服务器可以设置(set-cookie)或读取cookie中所包含的信息。

  • Cookie是解决HTTP无状态性的有效手段,服务器可以设置(set-cookie)或读取cookie中所包含的信息。

  • Cookie是解决HTTP无状态性的有效手段,服务器可以设置(set-cookie)或读取cookie中所包含的信息。

1.2 实现原理

Cookie定义了HTTP请求头和HTTP响应头,客户端和服务器端通过这些头信息进行状态交互。

  • 客户端第一次请求:服务器端如果需要记录用户信息,才会在响应信息中返回 Set-cookie 响应头

  • 客户端会根据响应头存储Cookie信息

  • 客户端再次请求:会在请求头上带上存储的cookie信息,服务端通过cookie信息识别用户

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1.3 cookie 类别

cookie 总是存储在客户端(通常指浏览器),根据其存储位置可以分为:内存式cookie、硬盘式cookie。

内存式:存储在内存中,浏览器关闭后清除,也非持久存储(会话cookie)

  • cookie 不包含到期日期,则可视为会话 cookie。 会话 cookie 存储在内存中,决不会写入磁盘。 当浏览器关闭时,cookie 将从此永久丢失

硬盘式:保存在硬盘中,浏览器关闭后不会清除,除非手动清除或到了过期时间,也叫持久存储(持久cookie)。

  • cookie 包含到期日期,则可视为持久性 cookie。 在指定的到期日期,cookie 将从磁盘中删除

注:通常我们可以通过 expires 到期时间来做区分

1.4 HTTP 协议中为 cookie 服务的首部字段

Set-cookie: 响应首部字段,开始状态管理所使用的Cookie信息

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Cookie: 请求首部字段,服务端接收到的cookie信息

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1.5 cookie-parser

cookie-parser是 node 中用于操作 cookie 的中间件,用法也比较简单。

安装

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参数说明

response 设置的 cookie 信息会随HTTP响应头中的set-cookie,返回给客户端。

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  • name:cookie 名

  • value:cookie 值(可以是 json 对象或字符串)

  • options:set-cookie选项,[同上图]

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使用

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session

概述

Session需要借助Cookie实现,Session数据存储在服务端,而只在Cookie中存储一个SessionId,可以保证安全性和降低服务器负载。

express-session

express-session真正在服务端保存数据的中间件,它需要独立安装

安装

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引入

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几个常用的 options

[图片上传中...(image-6b0cf3-1525851935560-5)]

因为创建 session 的同时会创建 cookie 来保存 sessionId,所以 options 中的 cookie.maxAge 可看作是 session 的有效时长。

使用

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redis

session存在的问题:Session用于在服务端保存用户会话状态(如:用户登录信息等),Session在程序重启、多进程运行、负载均衡、跨域等情况时,会出现Session丢失或多进程、多个负载站点间状态不能共享的情况

要解决这些问题:我们需要将Session持久化存储,Redis存储是一个非常不错的Session持久化解决方案

Redis是一个高性能的key-value数据库

3.1 概述

特点

  • Redis支持数据的持久化,可以将内存中的数据保存在磁盘中,重启的时候可以再次加载进行使用。

  • Redis不仅仅支持简单的key-value类型的数据,同时还提供list,set,zset,hash等数据结构的存储

  • Redis支持数据的备份,即master-slave模式的数据备份

优势

  • 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s

  • 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作

  • 原子 – Redis的所有操作都是原子性的,同时Redis还支持对几个操作全并后的原子性执行

  • 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性

3.2 connect-redis

connect-redis是一个 Redis 版的 session 存储器,使用node_redis作为驱动。借助它即可在Express中启用Redis来持久化你的Session。

使用之前先搭建好redis环境和express应用,Mac下面非常简单,参考:redis搭建Hello world 示例

安装

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参数说明

client: 你可以复用现有的redis客户端对象, 由redis.createClient() 创建

host: Redis服务器名

port: Redis服务器端口

socket: Redis服务器的unix_socket

ttl: Redis session TTL 过期时间 (秒)

disableTTL: 禁用设置的 TTL

db: 使用第几个数据库

pass: Redis数据库的密码

prefix: 数据表前辍即schema, 默认为 "sess:"

使用

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此时:你的session信息就转移到redis数据库了,当应用重启后数据仍然可以通过cookie中的sessionid获取到,做到数据持久化,提高应用的健壮性。当然你可以尝试存到其它数据库里面,选择redis在于它极高的性能。

结语

不管是express-cookie、express-session、connect-redis 都只是node的中间件,使用都非常简单,关键点在于理解其中的原理,在不同场景都能很好的应用。

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