ASP.NET状态管理之二:Session

 
 

 一、Session概述

Session又称为会话状态,是Web系统中最常用的状态,用于维护和当前浏览器实例相关的一些信息。举个例子来说,我们可以把已登录用户的用户名放在Session中,这样就能通过判断Session中的某个Key来判断用户是否登录,如果登录的话用户名又是多少。

我们知道,Session对于每一个客户端(或者说浏览器实例)是“人手一份”,用户首次与Web服务器建立连接的时候,服务器会给用户分发一个SessionID作为标识。SessionID是一个由24个字符组成的随机字符串。用户每次提交页面,浏览器都会把这个SessionID包含在HTTP头中提交给Web服务器,这样Web服务器就能区分当前请求页面的是哪一个客户端。那么,ASP.NET 2.0提供了哪些存储SessionID的模式呢:

·      Cookie(默认)。如果客户端禁止了Cookie的使用,Session也将失效。

·      URLCookie是否开启不影响Session使用,缺点是不能再使用绝对链接了。

前面说了SessionID可以存储在客户端的Cookie或者URL中,那么Session真正的内容存储在哪里呢?ASP.NET 2.0对于Session内容的存储也提供了多种模式。

·      InProc(默认)。Session存储在IIS进程中(Web服务器内存)。

·      StateServerSession存储在独立的Windows服务进程中(可以不是Web服务器)。

·      SqlServerSession存储在SqlServer数据库的表中(SqlServer服务器)。

虽然InProc模式的Session直接存储在Web服务器IIS进程中,速度比较快,但是每次重新启动IIS都会导致Session丢失。利用后两种模式,我们就完全可以把SessionWeb服务器中独立出来,从而减轻Web服务器的压力,同时减少Session丢失的概率。

因此,SessionID存储在客户端(可以是Cookie或者URL),其他都存储在服务端(可以是IIS进程、独立的Windows服务进程或者SQL Server数据库中)。

二、 Session的使用

让我们先来实践一下如何使用Session,进而回答第二个问题:Session存储的类型限制。Session不需要进行任何配置就可以使用(默认是InProc模式并且依赖Cookie)。首先,在页面上建立两个按钮。

<asp:Button ID="btn_WriteSession" runat="server"Text="写入Session" />

<asp:Button ID="btn_ReadSession" runat="server" Text="读取Session" />

btn_WriteSession按钮的Click事件处理方法中,写入两个Session,一个是简单的字符串,另外一个是自定义的类。

protected void btn_WriteSession_Click(object sender, EventArgs e)

{

    Session["SimpleString"] = "编程快乐";

    MyUser user = new MyUser();

    user.sUserName = "小朱";

    user.iAage = 24;

    Session["CustomClass"] = user;

}

Session的使用非常简单,直接对某个KeySession进行赋值即可。自定义类MyUser如下:

class MyUser

{

    public string sUserName;

    public int iAage;

    public override string ToString()

    {

        return string.Format("姓名:{0},年龄:{1}", sUserName, iAage);

    }

}

在这里,我们覆写了ToString()方法直接返回实例的一些信息。然后,双击btn_ReadSession按钮来实现从Session中读取数据的代码:

protected void btn_ReadSession_Click(object sender, EventArgs e)

{

    if (Session["SimpleString"]==null)

    {

        Response.Write("读取简单字符串失败<br/>");

    }

    else

    {

        string s=Session["SimpleString"].ToString();

        Response.Write(s + "<br/>");

    }

    if (Session["CustomClass"]==null)

    {

        Response.Write("读取简单自定义类失败<br/>");

    }

    else

    {

        MyUser user=Session["CustomClass"] as MyUser;

        Response.Write(user.ToString()+"<br/>");

    }

}

在每次读取Session的值以前请务必先判断Session是否为空,否则很有可能出现“未将对象引用设置到对象的实例”的异常。我们看到,从Session中读出的数据都是object类型的,我们需要进行类型转化后才能使用。打开页面,先单击写入Session按钮,再单击读取Session按钮,页面输出如    2-1所示。

2-1  Session中读取字符串和自定义类


三、
 Session存储在独立的进程中

由此看来Session能存储任意对象是这样吗现在得出这个结论还太早了一点因为我们并没有实践过StateServerSqlServer模式的Session。要把Session存储在Windows服务进程中需要进行以下几个步骤。

1步是打开状态服务。依次打开“控制面板”→“管理工具”→“服务”命令,找到ASP.NET状态服务一项,右键单击服务选择启动,如图2-2所示。

2-2  启动ASP.NET状态服务

如果你正式决定使用状态服务存储Session前,别忘记修改服务为自启动(在操作系统重启后服务能自己启动)以免忘记启动服务而造成网站Session不能使用,如图2-3所示,双击服务把服务的启动类型设置为自动。

2-3  修改服务启动类型为自动

服务正常启动后可以观察任务管理器的进程页,其中的aspnet_state.exe进程就是状态服务进程,如图2-4所示。

2-4 
 观察任务管理器的进程页

2步,在system.web节点中加入:

<sessionState mode="StateServer" stateConnectionString="tcpip=127.0.0.1:42424"

stateNetworkTimeout="20"></sessionState>

stateConnectionString表示状态服务器的通信地址(IP:服务端口号)。由于我们现在在本机进行测试,这里设置成本机地址127.0.0.1。状态服务默认的监听端口为42422。当然,您也可以通过修改注册表来修改状态服务的端口号。

1.在运行中输入regedit启动注册表编辑器。

2依次打开HKEY_LOCAL_MACHINE"SYSTEM"CurrentControlSet"Services"aspnet_state"Parameters节点,双击Port选项,如图2-5所示。

选择基数为十进制,然后输入一个端口号即可。stateNetworkTimeout属性表示从状态服务器请求Session数据最长的时间,默认为10秒,如果网络连接不是很好,请把这个数字适当设置得大一点。

3步打开页面,单击“写入Session”按钮,系统会报错,如图2-6所示。

2-5  修改状态服务端口号    

       

2-6  StateServer默认的Session中写入自定义类出错

提示已经说得很清楚了,只有把对象标注为可序列化后才能在服务中进行存储。什么是序列化呢?序列化是指将对象实例的状态存储到存储媒体的过程。在此过程中,先将对象的公共字段和私有字段以及类的名称转换为字节流,然后再把字节流写入数据流。在随后对对象进行反序列化时,将创建出与原对象完全相同的副本。要使一个类可序列化,最简单的方法是使用 Serializable 属性对它进行标记。

[Serializable]

class MyUser

{

    public string sUserName;

    public int iAage;

    public override string ToString()

    {

        return string.Format("姓名:{0},年龄:{1}", sUserName, iAage);

    }

}

4步现在重新打开页面进行测试,得到的结果和使用InProc模式是一样的。

四、 Session存储在数据库中

要把Session存储在SqlServer中,基本上也是这么几个步骤。

1.在命令行窗口输入cmd并在命令行中运行如下命令。

C:"WINDOWS"Microsoft.NET"Framework"v2.0.50727"aspnet_regsql.exe -S ."SqlExpress -E –ssadd

其中C:"Windows用你自己Windows的目录代替,v2.0.50727用你安装的2.0框架的版本号代替。-S指定SqlServer服务器地址,-E表示采用信任连接,-ssadd表示为SqlServer服务器添加状态服务的支持。操作结束后,你可以使用IDE的服务器资源管理器连接SqlExpress数据库,可以看到多了一个ASPState数据库,但是奇怪的是数据库中没有任何表却有很多存储过程,如图2-7所示。

其实,所有Session的数据都存放在了tempdb数据库内,如图2-8所示。

   
2-7  使用服务器资源管理器浏览ASPState数据库   

   2-8  存放Session数据的tempdb数据库

其实,aspnet_regsql.exe有一个-sstype参数可以用来指定Session的内容和操作的存储过程存放的表。由于篇幅关系,在这里就不详细介绍了,读者可以使用aspnet_regsql.exe/?来浏览程序详细的使用方式。

2.打开Web.config文件,修改前面建立的sessionState节点。

<sessionState mode="SQLServer" sqlConnectionString="server=(local)"SQLEXPRESS;

Trusted_Connection=True" sqlCommandTimeout="60"></sessionState>

sqlConnectionString属性指定以前一直用的连接字符串,唯一不同的是不需要再指定数据表的名字了。sqlCommandTimeout属性表示允许执行Sql命令最长的时间,默认为30秒,可以根据自己的需要适当调整这个数字。最后,重新打开页面进行测试,得到的结果和使用InProc模式是一样的(同样你需要确保在自定义类前标注了[Serializable]),不过我们能感到速度有些慢了,毕竟数据是从数据库中进行读取或保存的,而且在使用前还需要经过序列化和反序列化操作。

因此Session能存储的类型为: 对于InProc模式是一切类型,而对于StateServerSqlServer模式是一切可以序列化的类型。

五、 Session的使用范围与大小限制

那么,会话状态使用的范围和大小限制又是怎么样的呢?我们可以分析一下图2-8,系统使用两个表来存储Session的状态。其中有一个ASPStateTempApplication表,用来存储Session所在的应用程序,一定程度上反映了Session是不能跨应用程序的。举例来说,我们在计算机上建立了两个网站,同时都使用Session[“UserName”]来保存登录的用户名,一个网站的用户登录后,另一个网站直接访问Session[“UserName”]是取不到任何值的。那么,Session是否可以跨用户呢?通过前面的分析我们知道,肯定是不行的,Session通过SessionID来区分用户,一般来说SessionID是不可能出现重复的现象,也就是说Session一般是不会“串号”的。既然页面每次提交的时候都会附加上当前用户的SessionID,那么Session应该是可以跨页面的,也就是说一个网站中所有的页面都使用同一份Session。你可以自己来做个试验,请读者打开刚才那个页面,然后按Ctrl+N组合键再打开第二个同样的页面,单击第一个页面中的“写入Session”按钮,单击第二个页面中的“读取Session”按钮,可以发现Session的值被正确读出了。第三个问题的答案有了。

·      Session状态使用的范围:使用同一个客户端(浏览器实例)访问同一个应用程序的所有页面。

我们再来做一个试验,看看Session的容量有多大,在测试以前请修改Web.config,把Session设置为StateServer模式。然后,把写入Session的代码修改成如下(别忘记using System.Data.SqlCient):

DataSet ds = new DataSet();

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(@"server=(local)"SQLEXPRESS;database=Forum;

Trusted_Connection=True"))

{

    SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter("select * from tbUser;select * from tbBoard;

    select * from tbTopic;", conn);

    da.Fill(ds);

}

ArrayList al = new ArrayList();

for(int i = 0;i<10000000;i++)

    al.Add(ds);

Session["LargeData"] = al;

我们把包含三个表的DataSet重复加入ArrayList1000万次。由于这些表几乎每个表只有几条记录,这样可以模拟大数据量的情况。启动页面,单击“写入Session”按钮后可以发现,Windows服务进程一下子占用了多达70MB的内存,如图2-9所示。

2-9  把大量数据存放到Session

Session对于网站和用户是独立的,试想一下,如果服务器上有两个网站,每个网站的在线人数是100人,那么占用内存就要14G。是不是很恐怖的数字?因此,虽然Session的大小没有限制,但是我们千万不能滥用Session。笔者推荐你在Session中存储少于100K的数据。

·      如果你使用InProc模式的Session,存储过多的数据会导致IIS进程被回收,引发Session不断丢失。

·      如果你使用StateServer存储Session,那么数据在存入Session以前需要进行序列化,序列化会消耗大量的CPU资源。

·      如果你使用SqlServer模式的Session,数据不但要序列化而且还是存储在磁盘上,更不适合存储大量数据。

六、 Session的生命周期

在了解了Session中存储的数据无大小限制后我们可能要更多地关心Session的生命周期了。我们已经知道,Session是在用户第一次访问网站的时候创建的,那么Session是什么时候销毁的呢?Session使用一种平滑超时的技术来控制何时销毁Session。默认情况下,Session的超时时间(Timeout)是20分钟,用户保持连续20分钟不访问网站,则Session被收回,如果在这20分钟内用户又访问了一次页面,那么20分钟就重新计时了,也就是说,这个超时是连续不访问的超时时间,而不是第一次访问后20分钟必过时。这个超时时间同样也可以通过调整Web.config文件进行修改:

<sessionState timeout="30"></sessionState>

当然你也可以在程序中进行设置:

Session.Timeout = "30";

一旦Session超时,Session中的数据将被回收,如果再使用Session系统,将给你分配一个新的SessionID。本节一开始我们就介绍了可以在URL中存储SessionID,现在请你配置Web.config文件,设置Session超时时间为1分钟,SessionIDURl中存放。打开页面后单击“写入Session”按钮,过1分钟再次单击按钮并观察SessionID是否变化。

<sessionState timeout="1" cookieless="true"></sessionState>

如图2-10所示,SessionID的确发生了变化。

2-10  超时后SessionID发生变化

不过,你可别太相信SessionTimeout属性,如果你把它设置为24小时,则很难相信24小时之后用户的Session还在。Session是否存在,不仅仅依赖于Timeout属性,以下的情况都可能引起Session丢失(所谓丢失就是在超时以前原来的Session无效)。

·      bin目录中的文件被改写。asp.net有一种机制,为了保证dll重新编译之后,系统正常运行,它会重新启动一次网站进程,这时就会导致Session丢失,所以如果有access数据库位于bin目录,或者有其他文件被系统改写,就会导致Session丢失。

·      SessionID丢失或者无效。如果你在URL中存储SessionID,但是使用了绝对地址重定向网站导致URL中的SessionID丢失,那么原来的Session将失效。如果你在Cookie中存储SessionID,那么客户端禁用Cookie或者Cookie达到了IECookie数量的限制(每个域20个),那么Session将无效。

·      如果使用InProcSession,那么IIS重启将会丢失Session。同理,如果使用StateServerSession,服务器重新启动Session也会丢失。

一般来说,如果在IIS中存储Session而且SessionTimeout设置得比较长,再加上Session中存储大量的数据,非常容易发生Session丢失的问题。

最后,Session的安全性怎么样呢?我们知道,Session中只有SessionID是存储在客户端的,并且在页面每次提交的过程中加入HTTP头发送给服务器。SessionID只是一个识别符,没有任何内容,真正的内容是存储在服务器上的。总的来说安全性还是可以的,不过笔者建议你不要使用cookielessSqlServer模式的Session。把SessionID暴露在URL中,把内容存储在数据库中可能会发生攻击隐患。

七、遍历与销毁Session

Session虽然很方便,但是要用好Session还需要自己不断实践,根据自己网站的特点灵活使用各种模式的Session。关于使用程序访问Session,笔者还想补充两点。

·      如何遍历当前的Session集合。

System.Collections.IEnumerator SessionEnum = Session.Keys.GetEnumerator();

while (SessionEnum.MoveNext())

{

    Response.Write(Session[SessionEnum.Current.ToString()].ToString() + "<br/>");

}

对于我们这个例子,输出和图2-1一样。如果你仅仅为了监视Session,也可以通过trace来获得详细信息。在Web.configsystem.Web节点中添加:

<trace enabled="true" pageOutput="true"/>

打开页面后单击“写入Session”按钮,页面显示如图2-11所示。

2-11  使用trace观察会话状态

·      如何立刻让Session失效。比如用户退出系统后,Session中保存的所有数据全部失效,可以使用以下代码来让Session失效。

Session.Abandon();

八、 Session的常见问题与总结

Session的基本知识就介绍到这里,现在再回头看第一节中的几个问题,你是否都能回答了呢?为了强化大家的概念,笔者就三种模式的Session进行了一个比较(假设都使用Cookie来存储SessionID)。

12.1 三种模式的Session比较

 

InProc

StateServer

SQLServer

存储物理位置

IIS进程(内存)

Windows服务进程(内存)

SQLServer数据库(磁盘)

存储类型限制

无限制

可以序列化的类型

可以序列化的类型

存储大小限制

无限制

使用范围

当前请求上下文,对于每个用户独立

生命周期

第一次访问网站的时候创建Session超时后销毁

优点

性能比较高

Session不依赖Web服务器,不容易丢失

缺点

容易丢失

序列化与反序列化消耗CPU资源

序列化与反序列化消耗CPU资源,从磁盘读取Session比较慢

使用原则

不要存放大量数据

在使用Session的过程中你可能还会遇到很多奇怪的问题,结束本节之前笔者列出了几条常见的FAQ,供大家参考:

·      为什么每次请求的SessionID都不相同?

可能是没有在Session里面保存任何信息引起的,即程序中任何地方都没有使用Session。只有在Session中保存了内容后,Session才会和浏览器进行关联,此时的SessionID将不会再变化。

·      为什么当我设置cookielesstrue后,在重定向的时候会丢失Session

当使用cookieless时,你必须使用相对路径替换程序中的绝对路径,如果使用绝对路径,ASP.NET将无法在URL中保存SessionID

·      有办法知道应用程序的Session在运行时占用了多少内存吗?

没有办法,你可以通过观察IIS进程(InProc模式)或者aspnet_state进程(StateServer模式)大致估计。

·      有没有可能知道整个网站使用Session的用户列表?

对于InProc模式和StateServer模式很难,对于SqlServer模式你可以查询存储Session的表进行尝试。

·      当页面中设了frameset,发现在每个frame中显示页面的SessionID在第一次请求时都不相同,为什么?

原因是你的frameset是放在一个HTML页面上而不是ASPX页面。在一般情况下,如果framesetaspx页面,当你请求页面时,它首先将请求发送到Web服务器,此时已经获得了SessionID,接着浏览器会分别请求Frame中的其他页面,这样所有页面的SessionID就是一样的,就是FrameSet页面的SessionID。然而如果你使用HTML页面做FrameSet页面,第一个请求将是HTML页面,当该页面从服务器上返回时并没有任何Session产生,接着浏览器会请求Frame里面的页面,这样,这些页面都会产生自己的SessionID,所以在这种情况下就可能出现这种问题。当你重新刷新页面时,SessionID就会一样,并且是最后一个请求页面的SessionID

posted @ 2008-03-31 07:44  yangjun  阅读(279)  评论(0编辑  收藏