django中的会话跟踪技术

django中的会话跟踪技术

什么是会话跟踪技术

首先我们需要了解一下什么是会话？我们可以把会话当作成客户端与服务器之间的一次会晤，在一次会晤期间会有多次请求和响应。例如你打电话给10086客服，那么此时你就是客户端，10086客服就是服务端，那么一次会晤就是你们在打电话期间的聊天过程。直到某一方挂了电话，此时表示会话结束。在你们的通话过程中，你会向10086发送多次请求，那么这些请求都会保存在一个会话中。

在JavaWeb中，客户端向服务器发出第一个请求开始，会话就开始了，直到客户端关闭了浏览器会话结束。

在一次会话中的多个请求需要共享数据，这就是会话跟踪技术。例如在一个会话中的请求如下：

请求银行主页
请求登陆（请求参数是用户名和密码）
请求转账（请求参数与转账相关的数据）
请求信用卡还款（请求参数与还款相关的数据）

在以上这次会话中，当前用户的信息必须是要在这次会话中共享的，因为登陆的是zhangsan，那么转账和还款肯定是用zhangsan用户转账和还款，这就说明我们必须在一个会话过程中有共享数据的能力。

HTTP无状态协议

HTTP协议是一种不保存状态，即无状态协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在HTTP这个级别，协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。

使用HTTP协议，每当有新的请求发送时，就会有对应的新响应产生。协议本身并不保留之前一切的请求或响应报文的信息。这是为了更快的处理大量事务，确保协议的可伸缩性，而特意把HTTP协议设计的如此简单的。

可是，随着web的不断发展，因无状态而导致业务处理变得棘手的情况增多了。比如咱们刚刚说的请求银行、登陆、转账、还款的问题。虽然HTTP协议是无状态协议，但为了实现期望的保持状态功能，于是引入了cookie技术。有了cookie再用HTTP协议通信，就可以管理状态了。

Cookie概述

什么是cookie

cookie翻译成中文是小甜点、小饼干的意思。在HTTP中它表示从服务器送给客户端的小甜点。其实cookie是key-value结构，和python的字典比较类似。随着服务器端的响应发送给客户端浏览器，然后客户端浏览器会把cookie保存起来，当下一次再访问服务器时就把cookie再发送给服务器。

cookie是由服务器端创建，然后通过响应发送给客户端的一个键值对。客户端会保存cookie，并会标注cookie的来源。当客户端向服务器发出请求时会把所有这个服务器cookie的包含在请求中发送给服务器，这样服务器就可以识别客户端了。

让我们用代码级别来看一下cookie长什么样子？

首先我们需要新创建一个项目，然后设置路由规则：

urls.py

from app01 import views

urlpatterns = [

    path('admin/', admin.site.urls),

    path('login/', views.login),

]

views.py

from django.shortcuts import render,HttpResponse,redirect

# Create your views here.

def login(request):

    return render(request, 'login.html')

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Login页面</title>

</head>

<body>

    <form action="" method="post">

        {% csrf_token %}

        用户名 <input type="text" name="user">

        密码 <input type="text" name="pwd">

        <input type="submit" value="submit">

    </form>

</body>

</html>

然后在model.py中创建模型类

from django.db import models

# Create your models here.

class UserInfo(models.Model):

    user = models.CharField(max_length=32)

    pwd = models.CharField(max_length=32)

使用数据库迁移命令来生成数据库：

python3 manage.py makemigrations

python3 manage.py migrate

最后在数据库中插入两条记录：

那么当我们把整个项目运行起来后，当我们输入用户名和密码如果正确之后，那么就在浏览器设置一个cookie然后响应给客户端，那么我们需要在views.py中去进行判断了：

from django.shortcuts import render,HttpResponse,redirect

from app01.models import UserInfo

# Create your views here.

def login(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            response = HttpResponse('登陆成功')

            response.set_cookie({'is_login': True})

            return response

    return render(request, 'login.html')

此时咱们在浏览器输入正确的用户和密码后，让我们看下此次响应的内容：

此时的cookie已经放在响应体中了，当客户端向此服务器发送请求的时候，就会携带上这个cookie，当我们刷新此界面，就可以看到了携带了此cookie：

那么我们可以去模仿某网站了，如果你登陆过，那么就进入index界面，如果没有那就强制跳转到登陆界面。首先我们要写一条路由规则：

urls.py

from django.contrib import admin

from django.urls import path

from app01 import views

urlpatterns = [

    path('admin/', admin.site.urls),

    path('login/', views.login),

    path('index/', views.index),

]

views.py

from django.shortcuts import render,HttpResponse,redirect

from app01.models import UserInfo

# Create your views here.

def login(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            response = HttpResponse('登陆成功')

            response.set_cookie('is_login', True)

            response.set_cookie('username', user.user)

            return response

    return render(request, 'login.html')

def index(request):

    is_login = request.COOKIES.get('is_login')

    if is_login:

        username = request.COOKIES.get('username')

        return render(request, 'index.html', locals())

    else:

        return redirect('/login/')

此时views.py中就是当用户再login界面登陆后，系统会设置cookie将当前状态和登陆用户名记录下来然后响应给客户端，然后当用户访问index界面中，首先就去判断用户是否登陆，如果没有登陆那么就重定向到login页面中，如果登陆则跳出欢迎界面。

index.html

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Index</title>

</head>

<body>

    <h3>这是主界面</h3>

    <p>hello,{{ username }}</p>

</body>

</html>

那么下图就是浏览器访问index所携带的cookie：

cookie源码

class HttpResponseBase:

    def set_cookie(self, key, value='', max_age=None, expires=None, path='/',

                   domain=None, secure=False, httponly=False, samesite=None):

        """

        Set a cookie.

        ``expires`` can be:

        - a string in the correct format,

        - a naive ``datetime.datetime`` object in UTC,

        - an aware ``datetime.datetime`` object in any time zone.

        If it is a ``datetime.datetime`` object then calculate ``max_age``.

        """

        self.cookies[key] = value

        if expires is not None:

            if isinstance(expires, datetime.datetime):

                if timezone.is_aware(expires):

                    expires = timezone.make_naive(expires, timezone.utc)

                delta = expires - expires.utcnow()

                # Add one second so the date matches exactly (a fraction of

                # time gets lost between converting to a timedelta and

                # then the date string).

                delta = delta + datetime.timedelta(seconds=1)

                # Just set max_age - the max_age logic will set expires.

                expires = None

                max_age = max(0, delta.days * 86400 + delta.seconds)

            else:

                self.cookies[key]['expires'] = expires

        else:

            self.cookies[key]['expires'] = ''

        if max_age is not None:

            self.cookies[key]['max-age'] = max_age

            # IE requires expires, so set it if hasn't been already.

            if not expires:

                self.cookies[key]['expires'] = http_date(time.time() + max_age)

        if path is not None:

            self.cookies[key]['path'] = path

        if domain is not None:

            self.cookies[key]['domain'] = domain

        if secure:

            self.cookies[key]['secure'] = True

        if httponly:

            self.cookies[key]['httponly'] = True

        if samesite:

            if samesite.lower() not in ('lax', 'strict'):

                raise ValueError('samesite must be "lax" or "strict".')

            self.cookies[key]['samesite'] = samesite

那么通过这段源码我们可以看出来除了响应体设置cookie由key-value参数，还有一些其他的参数，例如超长时间max_age，cookie生效的路径path等。

cookie超长时间

有时候我们希望用户在登陆某网站一段时间后cookie就过期，那么我们就可以设置超长时间

views.py

from django.shortcuts import render,HttpResponse,redirect

from app01.models import UserInfo

# Create your views here.

def login(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            response = HttpResponse('登陆成功')

            response.set_cookie('is_login', True, max_age=20)  # 超长时间

            response.set_cookie('username', user.user)

            return response

    return render(request, 'login.html')

def index(request):

    is_login = request.COOKIES.get('is_login')

    if is_login:

        username = request.COOKIES.get('username')

        return render(request, 'index.html', locals())

    else:

        return redirect('/login/')

那么当我们用户登陆login页面后，再去访问index界面，等待15秒钟后会自动重定向到login界面。

cookie超长时间

expires默认None ,cookie失效的实际日期/时间。

这个和max_age不一样的是这个要写时间的字符串。

views.py

import datetime

date = datetime.datetime.strftime(year=2018, month=11, day=21, hour=3, minute=51, second=0)  # 东八区

response.set_cookie('is_login', True, expires=date)

那么这样写的意思就是在2018年11月22日上午11时51分00秒这个cookie失效。可以自行去测试的，这个我就不演示了。

cookie生效路径

cookie生效的路径，浏览器只会把cookie回传给带有该路径的页面，这样可以避免将cookie传给站点中的其他应用。也就是说：如果我的index页面需要cookie，那么我就只需要在path后面设置为此页面就可以了，其余的并不需要。

views.py

def login(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            response = HttpResponse('登陆成功')

            import datetime

            # date = datetime.datetime.strftime(year=2018, month=11, day=21, hour=3, minute=51, second=0)  # 东八区

            response.set_cookie('is_login', True, path='/login/')

            response.set_cookie('username', user.user)

            return response

    return render(request, 'login.html')

此时咱们设置的路径就是login页面，为了验证效果，当我们输入正确的信息后，当再次输入地址进入index界面中，因为cookie生效路径没有index，那么就会自动跳转到login页面了。

本次暂不演示。

删除cookie

response.delete_cookie("cookie_key",path="/",domain=name)

session

session是一个服务器端技术，利用这个技术，服务器在运行时可以为每一个用户的浏览器创建一个独享的session对象，由于session为用户浏览器独享，所以用户在访问服务器web资源时，可以把各自的数据存放在各自的session表中，当用户再去访问服务器中的其他web资源时，其他Web资源再从用户各自的session中取出数据为用户服务。

为什么用session而不是cookie

session基于cookie实现的会话跟踪，cookie存放在客户端一旦丢失的话就会对用户的数据构成威胁。

我们来看一下cookie的保存：

当我们输入正确的账号和密码后，由服务器端响应体设置的cookie就会传给客户端，那么客户端再次请求的时候就会拿这个cookie去请求，因为是明文的、存放在浏览器的将变的十分不安全。

那么让我们来看一下session怎么做的？

首先设置两条路由规则views.py:

path('login_session', views.login_session),

path('index_session', views.index_session),

同时设置视图函数views.py

# session

def login_session(request):

    return render(request, 'login.html')

def index_session(request):

    return render(request, 'index.html')

那么session是怎么和cookie不同的呢？

views.py

def login_session(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            request.session['is_login'] = True

            request.session['username'] = user.user

            return HttpResponse('登陆成功')

    return render(request, 'login.html')

当我们去浏览器访问下可以看到此时的sessionid：

在这里不同的是session和cookie创建的步骤不同：

首先服务器端会生成随机字符串123dfdf
然后使用语句创建sessionid：request.set_cookid('sessionid','123dfdf)
最后在django_session表中创建一条记录：sessionid session_data

那么到最后返回到客户端的就是一个sessionid，当客户端浏览器再请求服务器时，服务器就会根据这个sessionid在djano_session表中查找这么一条记录，我们在创建数据库的时候django_session表已经自动创建好了。

那么此时咱们设置一个视图函数，看看session的数据是怎么找到的：

views.py

def index_session(request):

    print(request.session.get('is_login'))

    is_login = request.session.get('is_login')

    if not is_login:

        return redirect('/login_session/')

    username = request.session.get('username')

    return render(request, 'index.html', locals())

session去找数据也是三个步骤，首先要确认是不是第一次访问，如果是那么就添加词条记录，如果不是那就更新操作：

首先找到sessionid
通过sessionid去django_session表中找到这条记录
最后获取到session_data

session的其他方法

删除session值：del request.session['username']

views.py

def index_session(request):

    print(request.session.get('is_login'))

    del request.session['username']

    is_login = request.session.get('is_login')

    if not is_login:

        return redirect('/login_session/')

    # username = request.session.get('username')

    return render(request, 'index.html', locals())

那么此时咱们访问login_session后再访问index_session的时候，此时的username被我们删掉了，然后此时刷新界面是这样的：

flush():删除当前的会话数据并删除会话的Cookie。

logout.html

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Index</title>

</head>

<body>

    <h3>这是主界面</h3>

    <p>hello,{{ username }}</p>

    <a href="/logout/">注销</a>

</body>

</html>

views.py

def logout(request):

    request.session.flush()

    return redirect('/login_session/')

index.html

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Index</title>

</head>

<body>

    <h3>这是主界面</h3>

    <p>hello,{{ username }}</p>

    <a href="/logout/">注销</a>

</body>

</html>

此时点击注销标签，此时就会删除当前会话的cookie。

session的设置

django中默认支持session的，并且默认是将Session数据存储在数据库中，即：django_session 表中。

配置settings.py

SESSION_ENGINE = 'django.contrib.sessions.backends.db'   # 引擎（默认）

SESSION_COOKIE_NAME ＝ "sessionid"                       # Session的cookie保存在浏览器上时的key，即：sessionid＝随机字符串（默认）

SESSION_COOKIE_PATH ＝ "/"                               # Session的cookie保存的路径（默认）

SESSION_COOKIE_DOMAIN = None                             # Session的cookie保存的域名（默认）

SESSION_COOKIE_SECURE = False                            # 是否Https传输cookie（默认）

SESSION_COOKIE_HTTPONLY = True                           # 是否Session的cookie只支持http传输（默认）

SESSION_COOKIE_AGE = 1209600                             # Session的cookie失效日期（2周）（默认）

SESSION_EXPIRE_AT_BROWSER_CLOSE = False                  # 是否关闭浏览器使得Session过期（默认）

SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST = False                       # 是否每次请求都保存Session，默认修改之后才保存（默认）

基于session上次登陆时间

views.py

def login_session(request):

    if request.method == 'POST':

        user = request.POST.get('user')

        pwd = request.POST.get('pwd')

        user = UserInfo.objects.filter(user=user, pwd=pwd).first()

        if user:

            request.session['is_login'] = True

            request.session['username'] = user.user

            import datetime

            now = datetime.datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')

            request.session['time'] = now

            return HttpResponse('登陆成功')

    return render(request, 'login.html')

index.html

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Index</title>

</head>

<body>

    <h3>这是主界面</h3>

{#    <p>hello,{{ username }}</p>#}

    <p>上次登陆时间：{{ time }}</p>

    <a href="/logout/">注销</a>

</body>

</html>

基于cookie也是类似的做法。

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为什么用session而不是cookie

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基于session上次登陆时间

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