#6.2 Go如何使用session
通过上一小节的介绍，我们知道session是服务器端的一种实现用户和服务器之间认证的解决方案，那么session到底怎么样实现整个流程的呢？Go目前内部没有任何pkg支持session，我们这小节将会使用Go来实现session管理和创建

##session创建过程
session的基本原理是服务端为每一个session维护一份会话信息数据，而客户端和服务端依靠一个全局唯一的标识来访问会话信息数据。用户访问web应用时，服务端程序决定何时创建session，创建session可以概括为三个步骤：

- 生成全局唯一标识符（sessionid）；
- 开辟数据存储空间。一般会在内存中创建相应的数据结构，但这种情况下，系统一旦掉电，所有的会话数据就会丢失，如果是电子商务网站，这种事故会造成严重的后果。不过也可以写到文件里甚至存储在数据库中，这样虽然会增加I/O开销，但session可以实现某种程度的持久化，而且更有利于session的共享；
- 将session的全局唯一标示符发送给客户端。

问题的关键就在服务端如何发送这个session的唯一标识上。考虑到HTTP协议的定义，数据无非可以放到请求行、头域或Body里，所以一般来说会有两种常用的方式：cookie和URL重写。

1. Cookie
服务端只要设置Set-cookie头就可以将session的标识符传送到客户端，而客户端此后的每一次请求都会带上这个标识符，由于cookie可以设置失效时间，所以一般包含session信息的cookie会设置失效时间为0(会话cookie)，即浏览器进程有效时间。至于浏览器怎么处理这个0，每个浏览器都有自己的方案，但差别都不会太大(一般体现在新建浏览器窗口的时候)；
2. URL重写
所谓URL重写，顾名思义就是重写URL。试想，在返回用户请求的页面之前，将页面内所有的URL后面全部以get参数的方式加上session标识符（或者加在path info部分等等），这样用户在收到响应之后，无论点击哪个链接或提交表单，都会在再带上session的标识符，从而就实现了会话的保持。读者可能会觉得这种做法比较麻烦，确实是这样，但是，如果客户端禁用了cookie的话，URL重写将会是首选。

##Go实现session管理
通过上面session创建过程的讲解，读者应该对session有了一个大体的认识，但是具体到动态页面技术里面，又是怎么实现session的呢？下面我们将结合session的生命周期（lifecycle），用Go语言来实现session管理。
###session管理设计
我们知道session管理需要有如下几个元素

- 全局session管理器
- sessionid 全局唯一性
- 每个客户生成一个session
- session 的存储，可以存储到内存、文件、数据库等
- session 过期处理

接下来让我们一一来讲解一下Go实现session管理的整个设计思路以及相应的代码示例：

###Session管理器

我们就来定义一个全局的session管理器

	type SessionManager struct {
		cookieName  string     //private cookiename
		lock        sync.Mutex // protects session
		provide     Provide
		maxlifetime int64
	}
	
	func NewSessionManager(provideName, cookieName string, maxlifetime int64) (*SessionManager, error) {
		provide, ok := provides[provideName]
		if !ok {
			return nil, fmt.Errorf("session: unknown provide %q (forgotten import?)", provideName)
		}
		return &SessionManager{provide: provide, cookieName: cookieName, maxlifetime: maxlifetime}, nil
	}	

Go实现整个的流程应该也是这样的，在main包中创建一个全部的session管理器

	var globalSessions *SessionManager
	//然后在init函数中初始化
	func init() {
		globalSessions = NewSessionManager("memory","gosessionid",3600)
	}
	
我们知道session是保存在服务器段的数据，那么他可以以任何的方式存在起来，可以存储在内存、数据库或者文件中。那么我们就可以抽象出来Provide接口，这个接口实现session管理器底层存储的问题。

	type Provide interface {
		SessionInit(sid string) (Session, error)
		SessionRead(sid string) (Session, error)
		SessionDestroy(sid string) bool
		SessionGC(maxlifetime int64)
	}	
	
- SessionInit函数实现初始化一个Session接口，然后返回一个新的Session接口
- SessionRead函数根据sid返回一个已经存在的Session接口，如果不存在，那么内部调用SessionInit函数返回一个新的Session接口
- SessionDestroy函数用来销毁对应sid的Session接口
- SessionGC根据maxlifetime来删除过期的数据	

那么Session接口需要实现怎么样的功能呢？有过PHP等Web开发经验的用户来说，Session操作一般也就几个功能，设置值、读取值、删除值，那么Session接口也就这三个功能

	type Session interface {
		Set(key interface{}, value interface{}) //set session value
		Get(key interface{}) interface{}        //get session value
		Del(key interface{}) bool               //delete session value
	}
	
>以上设计思路来源于database/sql/driver，定义好接口，然后session的存储实现相应的接口，这样就可以使用了，因此NewSessionManager也实现了如下功能函数Register,用来注册不同的session存储实现。

	var provides = make(map[string]Provide)

	// Register makes a session provide available by the provided name.
	// If Register is called twice with the same name or if driver is nil,
	// it panics.
	func Register(name string, provide Provide) {
		if driver == nil {
			panic("session: Register provide is nil")
		}
		if _, dup := provides[name]; dup {
			panic("session: Register called twice for provide " + name)
		}
		provides[name] = provide
	}	

###全局唯一的Session ID

我们知道Session ID是用来识别每个访问Web应用的用户，因此必须保证sessionID都能有一个唯一的值，下面代码展示了如何实现这个唯一值：

	func (this *SessionManager) sessionId() string {
		b := make([]byte, 32)
		if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, b); err != nil {
			return ""
		}
		return string(b)
	}

###session创建
每个来访问的用户我们需要为他分配Session，然后根据Session里面的数据判断用户是否已经进行了相应的操作，那么我们如何来创建Session呢？SessionStart这个函数就是用来检测用户是否已经创建了Session，如果没有就创建之。

	func (this *SessionManager) SessionStart(w ResponseWriter, r *http.Request) (session Session) {
		this.lock.Lock()
		defer this.lock.Unlock()
		cookie, err := r.Cookie(this.cookieName)
		if err != nil || cookie.Value == "" {
			sid := this.sessionId()
			session = this.provide.SessionInit(sid)
			expiration := time.Now()
			expiration.Add(time.Duration(this.maxlifetime))
			cookie := http.Cookie{Name: this.cookieName, Value: sid, Expires: expiration}
			http.SetCookie(w, &cookie)
		} else {
			session = this.provide.SessionRead(cookie.Value)
		}
		return
	}
	
我们根据前面用户登陆的操作我们来看看如何应用：

	func login(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		session:=globalSessions.SessionStart(w,r)
		fmt.Println("method:", r.Method) //获取请求的方法
		if r.Method == "GET" {
			if session.Get("uid").(string) != "" {
				t, _ := template.ParseFiles("main.gtpl")
			}else{
				t, _ := template.ParseFiles("login.gtpl")
			}			
			t.Execute(w, nil)
		} else {
			//请求的是登陆数据，那么执行登陆的逻辑判断
			fmt.Println("username:", r.Form["username"])
			fmt.Println("password:", r.Form["password"])
		}
	}	
	
###操作值：设置、读取和删除
SessionStart函数返回的是一个实现了设置、读取、删除接口的Session接口，那么我们如何来对数据进行操作呢？

上面的例子已经大概的展示了读取数据的操作`session.Get("uid")`

那么我们再来看看详细的操作

	func login(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
		session:=globalSessions.SessionStart(w,r)
		fmt.Println("method:", r.Method) //获取请求的方法
		if r.Method == "GET" {
			if session.Get("uid").(string) != "" {
				session.Del("password")
				t, _ := template.ParseFiles("main.gtpl")
			}else{
				t, _ := template.ParseFiles("login.gtpl")
			}			
			t.Execute(w, nil)
		} else {
			//请求的是登陆数据，那么执行登陆的逻辑判断
			fmt.Println("username:", r.Form["username"])
			fmt.Println("password:", r.Form["password"])
			session.Set("username",r.Form["username"])
			session.Set("password",r.Form["password"])
		}
	}	

通过上面的例子我们可以看到，这个Session的操作和操作key/value数据库类似，Set、Get、Del操作
	
我们知道Session里面有GC功能，那么只要当我们进行了相应的上面的任意一个操作，我们都需要去修改相应的Session实体的最后访问时间，这样当调用GC的时候就不会误删除还在使用的Session实体。	

###session重置
我们知道，Web应用中有用户退出这个操作，那么当用户退出应用的时候，我们是否需要进行session数据的重置，下面这个函数就是实现了这个功能：

	//Destroy sessionid
	func (this *SessionManager) SessionDestroy(w ResponseWriter, r *http.Request) {
		cookie, err := r.Cookie(this.cookieName)
		if err != nil || cookie.Value == "" {
			return
		} else {
			this.lock.Lock()
			defer this.lock.Unlock()
			this.provide.SessionDestroy(cookie.Value)
			expiration := time.Now()
			cookie := http.Cookie{Name: this.cookieName, Expires: expiration}
			http.SetCookie(w, &cookie)
		}
	}
	

###session销毁
我们来看一下Session管理器如何来管理销毁,只要我们在Main启动的时候启动：

	func init() {       
    	globalSessions.GC()
	}

	func (this *SessionManager) gc() {
		this.lock.Lock()
		defer this.lock.Unlock()
		this.provide.GC(this.maxlifetime)
		time.AfterFunc(this.maxlifetime, func() { this.GC() })
	}
	
我们可以看到GC充分利用了time包中的定时器功能，当大于`maxlifetime`之后调用GC函数，这样就可以保证`maxlifetime`时间内的session都是可用的，这个数字其实也可以用于统计在线用户数之类的。

##总结
通过上面的介绍我们实现了一个Session管理器，定义了Provide接口，Provide接口用来提供Session存储实现。Session管理器用来在Web应用中实现全局的Session管理，接下来我们会实现内存的一个实现方式，供大家参考学习。

## links
   * [目录](<preface.md>)
   * 上一节: [session和cookie](<6.1.md>)
   * 下一节: [预防session劫持](<6.3.md>)

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