SpringSession原理解析

SpringBoot应用系列文章

• SpringBoot应用之配置中心

• SpringBoot应用之分布式会话

序

为承接SpringBoot应用之分布式会话这篇，本文主要解析一下SpringSession的原理。

Session解决方案

• session复制

• session粘合

• 集群session

  • 扩展指定server
    利用Servlet容器提供的插件功能，自定义HttpSession的创建和管理策略，并通过配置的方式替换掉默认的策略。不过这种方式有个缺点，就是需要耦合Tomcat/Jetty等Servlet容器的代码。这方面其实早就有开源项目了，例如 memcached-session-manager ，以及 tomcat-redis-session-manager 。暂时都只支持Tomcat6/Tomcat7。

  • 设计一个Filter
    利用HttpServletRequestWrapper，实现自己的 getSession()方法，接管创建和管理Session数据的工作。spring-session就是通过这样的思路实现的。

SpringSession的几个关键类

• SessionRepositoryFilter(order是Integer.MIN_VALUE + 50)
  SessionRepositoryRequestWrapper与SessionRepositoryResponseWrapper，通过SessionRepository去操纵session

• SessionRepository

• CookieHttpSessionStrategy

如何处理Session过期

SpringSession的redis实现，依赖了redis的过期机制。

redis的过期键的删除策略（懒性删除+定期删除）

<<redis设计与实现>>一书提到过期键的三种删除策略：

定时删除：在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器(timer)，让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作。

惰性删除：放任键过期不管，但是每次从键空间中获取键时，都检查取得的键是否过期，如果过期的话，就删除该键；如果没有过期，就返回该键。

定期删除：每隔一段时间，程序就对数据库进行一次检查，删除里面的过期键。至于要删除多少过期键，以及要检查多少个数据库，则由算法决定。

redis实际是以懒性删除+定期删除这种策略组合来实现过期键删除的，导致Spring需要采用及时删除的策略（定时轮询），在过期的时候，访问一下该key，然后及时触发惰性删除

Spring的轮询如何保证时效性

@Scheduled(cron = "0 * * * * *")
//每分钟跑一次，每次清除前一分钟的过期键
public void cleanExpiredSessions() {
    long now = System.currentTimeMillis();
    long prevMin = roundDownMinute(now);

    if (logger.isDebugEnabled()) {
        logger.debug("Cleaning up sessions expiring at " + new Date(prevMin));
    }

    String expirationKey = getExpirationKey(prevMin);
    Set < String > sessionsToExpire = expirationRedisOperations.boundSetOps(expirationKey).members();
    expirationRedisOperations.delete(expirationKey);
    for (String session: sessionsToExpire) {
        String sessionKey = getSessionKey(session);
        touch(sessionKey);
    }
}

这里的touch操作就是访问该key，然后触发redis删除。

/**
     * By trying to access the session we only trigger a deletion if it the TTL is expired. This is done to handle
     * https://github.com/spring-projects/spring-session/issues/93
     *
     * @param key
     */
    private void touch(String key) {
        sessionRedisOperations.hasKey(key);
    }

• 主动删除session

public void onDelete(ExpiringSession session) {
    long toExpire = roundUpToNextMinute(expiresInMillis(session));
    String expireKey = getExpirationKey(toExpire);
    expirationRedisOperations.boundSetOps(expireKey).remove(session.getId());
}

• 延长session过期时间

public void onExpirationUpdated(Long originalExpirationTimeInMilli, ExpiringSession session) {
    if (originalExpirationTimeInMilli != null) {
        long originalRoundedUp = roundUpToNextMinute(originalExpirationTimeInMilli);
        String expireKey = getExpirationKey(originalRoundedUp);
        expirationRedisOperations.boundSetOps(expireKey).remove(session.getId());
    }

    long toExpire = roundUpToNextMinute(expiresInMillis(session));

    String expireKey = getExpirationKey(toExpire);
    BoundSetOperations < String,
    String > expireOperations = expirationRedisOperations.boundSetOps(expireKey);
    expireOperations.add(session.getId());

    long sessionExpireInSeconds = session.getMaxInactiveIntervalInSeconds();
    String sessionKey = getSessionKey(session.getId());

    expireOperations.expire(sessionExpireInSeconds + 60, TimeUnit.SECONDS);
    sessionRedisOperations.boundHashOps(sessionKey).expire(sessionExpireInSeconds, TimeUnit.SECONDS);
}

参考

• 利用spring session解决共享Session问题