在微服務架構中，往往由多個微服務共同⽀撐前端請求，如果涉及到⽤戶狀態就需要考慮分佈式 Session 管
理問題，⽐如⽤戶登錄請求分發在服務器 A，⽤戶購買請求分發到了服務器 B， 那麼服務器就必須可以獲取
到⽤戶的登錄信息，否則就會影響正常交易。因此，在分佈式架構或微服務架構下，必須保證⼀個應⽤服務
器上保存 Session 後，其他應⽤服務器可以同步或共享這個 Session。
⽬前主流的分佈式 Session 管理有兩種⽅案。
Session 複製
部分 Web 服務器能夠⽀持 Session 複製功能，如 Tomcat。⽤戶可以通過修改 Web 服務器的配置⽂件，讓
Web 服務器進⾏ Session 複製，保持每⼀個服務器節點的 Session 數據都能達到⼀致。
這種⽅案的實現依賴於 Web 服務器，需要 Web 服務器有 Session 複製功能。當 Web 應⽤中 Session 數量
較多的時候，每個服務器節點都需要有⼀部分內存⽤來存放 Session，將會佔⽤⼤量內存資源。同時⼤量的
Session 對象通過⽹絡傳輸進⾏複製，不但佔⽤了⽹絡資源，還會因爲複製同步出現延遲，導致程序運⾏錯
誤。
在微服務架構中，往往需要 N 個服務端來共同⽀持服務，不建議採⽤這種⽅案。
Session 集中存儲
在單獨的服務器或服務器集羣上使⽤緩存技術，如 Redis 存儲 Session 數據，集中管理所有的 Session，所
有的 Web 服務器都從這個存儲介質中存取對應的 Session，實現 Session 共享。將 Session 信息從應⽤中
剝離出來後，其實就達到了服務的⽆狀態化，這樣就⽅便在業務極速發展時⽔平擴充。
在微服務架構下，推薦採⽤此⽅案，接下來詳細介紹。
Session 共享
Session
什麼是 Session
由於 HTTP 協議是⽆狀態的協議，因⽽服務端需要記錄⽤戶的狀態時，就需要⽤某種機制來識具體的⽤戶。
Session 是另⼀種記錄客戶狀態的機制，不同的是 Cookie 保存在客戶端瀏覽器中，⽽ Session 保存在服務器
上。客戶端瀏覽器訪問服務器的時候，服務器把客戶端信息以某種形式記錄在服務器上，這就是 Session。
客戶端瀏覽器再次訪問時只需要從該 Session 中查找該客戶的狀態就可以了。
爲什麼需要 Session 共享
在互聯⽹⾏業中⽤戶量訪問巨⼤，往往需要多個節點共同對外提供某⼀種服務，如下圖：
⽤戶的請求⾸先會到達前置⽹關，前置⽹關根據路由策略將請求分發到後端的服務器，這就會出現第⼀次的
請求會交給服務器 A 處理，下次的請求可能會是服務 B 處理，如果不做 Session 共享的話，就有可能出現⽤
戶在服務 A 登錄了，下次請求的時候到達服務 B ⼜要求⽤戶重新登錄。
前置⽹關我們⼀般使⽤ lvs、Nginx 或者 F5 等軟硬件，有些軟件可以指定策略讓⽤戶每次請求都分發到同⼀
臺服務器中，這也有個弊端，如果當其中⼀臺服務 Down 掉之後，就會出現⼀批⽤戶交易失效。在實際⼯作
中我們建議使⽤外部的緩存設備來共享 Session，避免單個節點掛掉⽽影響服務，使⽤外部緩存 Session
後，我們的共享數據都會放到外部緩存容器中，服務本身就會變成⽆狀態的服務，可以隨意的根據流量的⼤
⼩增加或者減少負載的設備。
Spring 官⽅針對 Session 管理這個問題，提供了專⻔的組件 Spring Session，使⽤ Spring Session 在項⽬中
集成分佈式 Session ⾮常⽅便。
Spring Session
Spring Session 提供了⼀套創建和管理 Servlet HttpSession 的⽅案。Spring Session 提供了集羣
Session（Clustered Sessions）功能，默認採⽤外置的 Redis 來存儲 Session 數據，以此來解決 Session 共
享的問題。
Spring Session 爲企業級 Java 應⽤的 Session 管理帶來了⾰新，使得以下的功能更加容易實現：
- API 和⽤於管理⽤戶會話的實現；
- HttpSession，允許以應⽤程序容器（即 Tomcat）中性的⽅式替換 HttpSession；
- 將 Session 所保存的狀態卸載到特定的外部 Session 存儲中，如 Redis 或 Apache Geode 中，它們能 夠以獨⽴於應⽤服務器的⽅式提供⾼質量的集羣；
- ⽀持每個瀏覽器上使⽤多個 Session，從⽽能夠很容易地構建更加豐富的終端⽤戶體驗；
- 控制 Session ID 如何在客戶端和服務器之間進⾏交換，這樣的話就能很容易地編寫 Restful API，因爲 它可以從 HTTP 頭信息中獲取 Session ID，⽽不必再依賴於 cookie；GitChat
- 當⽤戶使⽤ WebSocket 發送請求的時候，能夠保持 HttpSession 處於活躍狀態。
需要說明的很重要的⼀點就是，Spring Session 的核⼼項⽬並不依賴於 Spring 框架，因此，我們甚⾄能夠將
其應⽤於不使⽤ Spring 框架的項⽬中。
Spring 爲 Spring Session 和 Redis 的集成提供了組件：spring-session-data-redis，接下來演示如何使⽤。
快速集成
引⼊依賴包
<dependency>
<groupId>org.springframework.session</groupId>
<artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>
添加配置⽂件
# 數據庫配置
spring.datasource.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?serverTimezone=UTC&useUnico
de=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=true
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.cj.jdbc.Driver
# JPA 配置
spring.jpa.properties.hibernate.hbm2ddl.auto=create
spring.jpa.properties.hibernate.dialect=org.hibernate.dialect.MySQL5InnoDBDialect
spring.jpa.show-sql= true
# Redis 配置
# Redis 數據庫索引（默認爲0）
spring.redis.database=0
# Redis 服務器地址
spring.redis.host=localhost
# Redis 服務器連接端⼝
spring.redis.port=6379
# Redis 服務器連接密碼（默認爲空）
spring.redis.password=
# 連接池最⼤連接數（使⽤負值表示沒有限制）
spring.redis.lettuce.pool.max-active=8
spring.redis.lettuce.pool.max-wait=-1
spring.redis.lettuce.shutdown-timeout=100
spring.redis.lettuce.pool.max-idle=8
spring.redis.lettuce.pool.min-idle=0
整體配置分爲三塊：數據庫配置、JPA 配置、Redis 配置，具體配置項在前⾯課程都有所介紹。
在項⽬中創建 SessionConfifig 類，使⽤註解配置其過期時間。GitChat
Session 配置：
@Configuration
@EnableRedisHttpSession(maxInactiveIntervalInSeconds = 86400*30)
public class SessionConfig {
}
maxInactiveIntervalInSeconds: 設置 Session 失效時間，使⽤ Redis Session 之後，原 Spring Boot 中
的 server.session.timeout 屬性不再⽣效。
僅僅需要這兩步 Spring Boot 分佈式 Session 就配置完成了。
測試驗證
我們在 Web 層寫兩個⽅法進⾏驗證。
@RequestMapping(value = "/setSession")
public Map<String, Object> setSession (HttpServletRequest request){
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
request.getSession().setAttribute("message", request.getRequestURL());
map.put("request Url", request.getRequestURL());
return map;
}
上述⽅法中獲取本次請求的請求地址，並把請求地址放⼊ Key 爲 message 的 Session 中，同時結果返回⻚
⾯。
@RequestMapping(value = "/getSession")
public Object getSession (HttpServletRequest request){
Map<String, Object> map = new HashMap<>();
map.put("sessionId", request.getSession().getId());
map.put("message", request.getSession().getAttribute("message"));
return map;
}
getSession() ⽅法獲取 Session 中的 Session Id 和 Key 爲 message 的信息，將獲取到的信息封裝到 Map 中
並在⻚⾯展示。
在測試前我們需要將項⽬ spring-boot-redis-session 複製⼀份，改名爲 spring-boot-redis-session-1 並將端⼝
改爲：9090(server.port=9090)。修改完成後依次啓動兩個項⽬。
⾸先訪問 8080 端⼝的服務，瀏覽器輸⼊⽹址 http://localhost:8080/setSession，返
回： {"request Url":"http://localhost:8080/setSession"} ；瀏覽器欄輸⼊⽹址
http://localhost:8080/getSession，返回信息如下：
{"sessionId":"432765e1-049e-4e76-980c-d7f55a232d42","message":"http://localhost:80
80/setSession"}
說明 Url 地址信息已經存⼊到 Session 中。
訪問 9090 端⼝的服務，瀏覽器欄輸⼊⽹址 http://localhost:9090/getSession，返回信息如下：
{"sessionId":"432765e1-049e-4e76-980c-d7f55a232d42","message":"http://localhost:80
80/setSession"}
通過對⽐發現，8080 和 9090 服務返回的 Session 信息完全⼀致，說明已經實現了 Session 共享。
模擬登錄
在實際中作中常常使⽤共享 Session 的⽅式去保存⽤戶的登錄狀態，避免⽤戶在不同的⻚⾯多次登錄。我們
來簡單模擬⼀下這個場景，假設有⼀個 index ⻚⾯，必須是登錄的⽤戶纔可以訪問，如果⽤戶沒有登錄給出
請登錄的提示。在⼀臺實例上登錄後，再次訪問另外⼀臺的 index 看它是否需要再次登錄，來驗證統⼀登錄
是否成功。
添加登錄⽅法，登錄成功後將⽤戶信息存放到 Session 中。
@RequestMapping(value = "/login")
public String login (HttpServletRequest request,String userName,String password){
String msg="logon failure!";
User user= userRepository.findByUserName(userName);
if (user!=null && user.getPassword().equals(password)){
request.getSession().setAttribute("user",user);
msg="login successful!";
}
return msg;
}
通過 JPA 的⽅式查詢數據庫中的⽤戶名和密碼，通過對⽐判斷是否登錄成功，成功後將⽤戶信息存儲到
Session 中。
在添加⼀個登出的⽅法，清除掉⽤戶的 Session 信息。
@RequestMapping(value = "/loginout")
public String loginout (HttpServletRequest request){
request.getSession().removeAttribute("user");
return "loginout successful!";
}
定義 index ⽅法，只有⽤戶登錄之後纔會看到：index content ，否則提示請先登錄。
@RequestMapping(value = "/index")
public String index (HttpServletRequest request){
String msg="index content";
Object user= request.getSession().getAttribute("user");
if (user==null){
msg="please login first！";
}
return msg;
}
和上⾯⼀樣我們需要將項⽬複製爲兩個，第⼆個項⽬的端⼝改爲 9090，依次啓動兩個項⽬。在 test 數據庫
中的 user 表添加⼀個⽤戶名爲 neo，密碼爲 123456 的⽤戶，腳本如下：
INSERT INTO `user` VALUES ('1', '[email protected]', 'smile', '123456', '2018', 'n
eo');
也可以利⽤ Spring Data JPA 特性在應⽤啓動時完成數據初始化：當配置 spring.jpa.hibernate.ddl-auto
: create-drop，在應⽤啓動時，⾃動根據 Entity ⽣成表，並且執⾏ classpath 下的 import.sql。
⾸先測試 8080 端⼝的服務，直接訪問⽹址 http://localhost:8080/index，返回：please login fifirst！提示請先
登錄。我們將驗證⽤戶名爲 neo，密碼爲 123456 的⽤戶登錄。訪問地址 http://localhost:8080/login?
userName=neo&password=123456 模擬⽤戶登錄，返回：login successful!，提示登錄成功。我們再次訪問
地址 http://localhost:8080/index，返回 index content 說明已經可以查看受限的資源。
再來測試 9090 端⼝的服務，直接訪問⽹址 http://localhost:9090/index，⻚⾯返回 index content，並沒有提
示請先進⾏登錄，這說明 9090 服務已經同步了⽤戶的登錄狀態，達到了統⼀登錄的⽬的。
我們在 8080 服務上測試⽤戶退出系統，再來驗證 9090 的⽤戶登錄狀態是否同步失效。⾸先訪問地址
http://localhost:8080/loginout 模擬⽤戶在 8080 服務上退出，訪問⽹址 http://localhost:8080/index，返回
please login fifirst！說明⽤戶在 8080 服務上已經退出。再次訪問地址 http://localhost:9090/index，⻚⾯返
回：please login fifirst！，說明 9090 服務上的退出狀態也進⾏了同步。
注意，本次實驗只是簡單模擬統⼀登錄，實際⽣產中我們會以 Filter 的⽅式對登錄狀態進⾏校驗，在本
課程的最後⼀節課中也會講到這⽅⾯的內容。
我們最後來看⼀下，使⽤ Redis 作爲 Session 共享之後的示意圖：
從上圖可以看出，所有的服務都將 Session 的信息存儲到 Redis 集羣中，⽆論是對 Session 的註銷、更新都
會同步到集羣中，達到了 Session 共享的⽬的。
總結
在微服務架構下，系統被分割成⼤量的⼩⽽相互關聯的微服務，因此需要考慮分佈式 Session 管理，⽅便平
臺架構升級時⽔平擴充。通過向架構中引⼊⾼性能的緩存服務器，將整個微服務架構下的 Session 進⾏統⼀
管理。
Spring Session 是 Spring 官⽅提供的 Session 管理組件，集成到 Spring Boot 項⽬中輕鬆解決分佈式
Session 管理的問題。