Spring Session工作原理

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作者：张正林

目录
1、引入背景
2、使用方法
3、工作流程
4、缓存机制
5、事件订阅
6、总结

 

1、引入背景

应用部署在tomcat时，session是由tomcat内存维护，如果应用部署多个实例，session就不能共享。Spring Session就是解决为了解决分布式场景中的session共享问题。

2、使用方法

Spring Session支持存储在Hazelcast 、Redis、MongoDB、关系型数据库，本文主要讨论session存储在Redis。

web.xml配置：

Spring 主要配置：

3、工作流程

tomcat web.xml解析步骤：

初始化顺序：Listener > Filter > Servlet。

1) 通过tomcat的 listener把SessionRepositoryFilter加载到spring容器中。

上一小节Spring配置文件里面声明了RedisHttpSessionConfiguration，正是在其父类SpringHttpSessionConfiguration中生成了SessionRepositoryFilter：

                                             RedisHttpSessionConfiguration类继承关系

2) filter初始化

web.xml里面配置的filter是DelegatingFilterProxy。

                                             DelegatingFilterProxy类继承关系

DelegatingFilterProxy初始化入口在其父类GenericFilterBean中：

DelegatingFilterProxy去Spring容器取第1步初始化好的springSessionRepositoryFilter：

至此 sessionRepositoryFilter 初始化完成，DelegatingFilterProxy 实际代理了 SessionRepositoryFilter。

SessionRepositoryFilter 工作核心流程：

4、缓存机制

每一个session，Redis实际缓存的数据如下：

spring:session:sessions:1b8b2340-da25-4ca6-864c-4af28f033327

spring:session:sessions:expires:1b8b2340-da25-4ca6-864c-4af28f033327

spring:session:expirations:1557389100000

spring:session:sessions为hash结构，存储Spring Session的主要内容：

spring:session:sessions:expires 为 string 结构，存储一个空值。

spring:session:expirations为set结构，存储1557389100000 时间点过期的 spring:session:sessions:expires 键值：

RedisSessionExpirationPolicy，三个键值生成流程：

Redis过期键有三种删除策略，分别是定时删除，惰性删除，定期删除。

1. 定时删除：通过维护一个定时器，过期马上删除，是最有效的，但是也是最浪费cpu时间的。
2. 惰性删除：程序在取出键时才判断它是否过期，过期才删除，这个方法对cpu时间友好，对内存不友好。
3. 定期删除：每隔一定时间执行一次删除过期键的操作，并限制每次删除操作的执行时长和频率，是一种折中。

Redis采用了惰性删除和定期删除的策略。由此可见依赖 Redis 的过期策略实时删除过期key是不可靠的。

另外一方面，业务可能会在Spring Session过期后做业务逻辑处理，同时需要session里面的信息，如果只有一个 spring:session:sessions键值，那么Redis删除就删除了，业务没法获取session信息。
spring:session:expirations键中存储了 spring:session:sessions:expires键，而spring:session:sessions:expires键过期五分钟早于spring:session:expirations键和spring:session:sessions键（实际spring session对于过期事件处理订阅的是spring:session:sessions:expires键，下一节会具体讲），这样在订阅到过期事件时还能获取spring:session:sessions键值。如果通过Redis本身清理机制未及时清除spring:session:sessions:expires，可以通过Spring Session提供的定时任务兜底，保证spring:session:sessions:expires清除。

RedisSessionExpirationPolicy，session清理定时任务

5、事件订阅

默认至少订阅键空间通知gxE事件（）。

ConfigureNotifyKeyspaceEventsAction，开启键空间通知：

RedisHttpSessionConfiguration，注册监听事件：

RedisOperationsSessionRepository，事件处理：

事件订阅样例：

6、总结

Spring Session给我们提供了很好的分布式环境下资源共享问题解决思路，其基于Servlet 规范实现，业务使用时只需要简单配置就可以实现session共享，做到与业务低耦合，这都是以后我们项目开发中可以借签的设计理念。