Tomcat 的 Session 机制及其工作原理
来源：xjh 编辑：xjh 2025-06-24
Tomcat 的 Session 机制是 Web 应用实现用户会话跟踪的核心功能，下面将详细解析其工作原理：
1. Session 基本概念
Session 是服务器端用于跟踪用户会话状态的机制。每个用户访问服务器时，服务器会为其创建唯一的 Session ID，并通过 Cookie 或 URL 重写的方式将该 ID 传递给客户端，后续请求中客户端携带此 ID 来标识自己的会话。
2. Tomcat Session 工作流程
2.1 会话创建
当用户首次访问 Web 应用时，Tomcat 会执行以下操作：
1）生成 Session ID：通过 `org.apache.catalina.session.StandardManager` 生成唯一的随机字符串作为 Session ID。
2）创建 Session 对象：生成 `StandardSession` 实例，存储会话数据。
3）设置 Cookie：创建名为 `JSESSIONID` 的 Cookie，将 Session ID 存入其中，并随响应发送给客户端。
2.2 会话识别
客户端再次请求时，Tomcat 通过以下方式识别 Session：
Cookie 方式：从请求的 Cookie 中读取 `JSESSIONID`。
URL 重写：若客户端禁用 Cookie，通过 URL 中的 `jsessionid` 参数获取（如 `http://example.com/index.jsp;jsessionid=12345`）。
2.3 会话管理
Session 存储：Tomcat 将 Session 对象存储在内存中（默认），也可配置为持久化到文件或数据库。
过期处理：通过 `session-timeout` 配置会话超时时间（默认 30 分钟），超时后自动销毁。
失效机制：调用 `session.invalidate()` 或关闭服务器时，Session 会被销毁。
3. 持久化机制
Tomcat 支持将会话数据持久化，以应对服务器重启或集群环境：
内存存储：默认方式，服务器重启后 Session 丢失。
文件存储：通过 `PersistentManager` 将会话数据写入磁盘（如 `StandardManager` 的 `pathname` 属性）。
分布式存储：在集群环境中，将会话同步到多个节点（如 Redis、Memcached）。
4. 集群环境下的 Session 处理
在负载均衡场景中，Tomcat 提供两种会话复制策略：
粘性会话（Sticky Session）：通过负载均衡器将同一用户的请求路由到固定节点。
会话复制（Session Replication）：自动将会话数据同步到所有节点（需配置 `Engine` 或 `Host` 的 `jvmRoute`）。
5.Nginx的Session 机制特点：
Nginx作为高性能反向代理，Session 管理通常由后端处理，自身仅提供下面的会话分发策略：
粘性会话：通过 ip_hash 指令将同一客户端请求路由到固定后端服务器。
第三方模块：如 ngx_http_auth_request_module 可结合外部服务验证会话，但不直接管理 Session 数据。
6.Nginx与 Tomcat 的会话差异：
Nginx无服务器端 Session 存储，仅负责请求转发和负载均衡。
总结
Tomcat 的 Session 机制通过 Session ID 与会话对象的映射关系，实现了跨请求的状态保持。其核心在于客户端与服务器之间的 Session ID 传递，以及服务器端对 Session 对象的有效管理。合理配置 Session 持久化和安全策略，能显著提升应用的可靠性和安全性。