理解 JavaScript（Node）中的 Cookie 和 Session

发表于 2021-05-03 分类于 Translation

问题一：为什么网站（网页应用）需要有登录的功能？
问题二：Cookie 到底是个什么东西？
问题三：Cookie 是怎样告诉服务器”是谁发送的请求“？
问题四：Cookie 和 Session 验证之间有什么不同？
问题五：Session 又是什么？

登录/登出功能在网站中的必要性

登录/登出的验证对于开发者来说是最难搞的功能之一
但是为了让网站更可靠，登录/登出功能又是必须的

客户端请求有几个非常严肃的问题：

客户端是不知道到底是谁触发的这个请求
当然，我们有 IP 地址和浏览器的一些信息
但是很有可能，不同的用户在不同的电脑上使用的是同一个 IP 地址
所以我们需要登录功能来告诉服务器究竟是谁发送的这个请求，Cookie 和 Session 验证就是解决这个问题的方法之二

如果一个网站在刷新页面的时候不会使用户登出，那么这个网站一定是使用了 cookie 或 session
几乎每一个你所浏览的网站都使用了 cookie 和session
客户端之所以能够发送一些关于你和你的验证信息、状态到服务器，就是用了 cookie
Cookie 就是非常简单的键值对： name=gplee
浏览器将 cookie 保存在内部，并在每一次发送请求的时候把这些 cookie 也一并发送到服务端

换句话说，cookie 能够记录和追踪你和关于你的信息
这也是为什么你会经常被建议去阶段性地删除 cookie（因为要防止个人信息的泄露）
Cookie 是在 request 和 response 的 header 中进行传输的

const http = require('http');

const parseCookies = (cookie = '') => cookie.split(';')
	.map(v => v.split('='))
	.map(([k, ...vs]) => [k, vs.join('=')])
	.reduce((acc, [k, v]) => {
	    acc[k.trim()] = decodeURIComponent(v);
	    return acc;
	}, {});

http.createServer((req, res) => {
  const cookies = parseCookies(req.headers.cookie);
  console.log(req.url, cookies);
  res.writeHead(200, {'Set-Cookie': 'mycookie=test'});
  res.end('Hello Cookie');
}).listen(8082, () => {
  console.log('listening on port 8082')
})

parseCookie 方法

该方法将字符串转换为对象
Cookie 是字符串类型，例如 name=gplee;year=1993，通过这个方法转化为一个对象

createServer 方法

在第一个回调方法中，将请求中的 cookie 字符串（在 req.headers.cookie 中）转化为一个对象
使用 res.writeHead 方法，第一个参数为 200 状态码，第二个参数为响应头的信息（Set-Cookie 字段能够让浏览器保存这个 cookie）
浏览器收到响应之后便将 mycookie=test 这个 cookie 保存下来

在浏览器中查看 cookie

运行上面代码，并在浏览器中访问 http://localhost:8082 这个地址，能够在服务器端的控制台看到

➜  test node index.js
listening on port 8082
/ { '': '' }
/favicon.ico { mycookie: 'test' }

第三行返回的是初始浏览器的第一次请求，该请求中没有任何 cookie，但是在该请求的响应里，服务器已经通知浏览器保存 mycookie=test 这个 cookie。最后一行是当浏览器没有在 HTML 文档中找到 favicon 的信息会再次请求 favicon 的信息，这时就能够看到 mycookie 了。

浏览器端，我们可以看到

%5B%E7%BF%BB%E8%AF%91%5D%E7%90%86%E8%A7%A3%20JavaScript%EF%BC%88Node%EF%BC%89%E4%B8%AD%E7%9A%84%20Cookie%20%E5%92%8C%20Session%20821cab22b670445cacf2816c132b0710/1_WYrTZqQI8PaZjYLZcaLizA.png

General 是通用的头部信息
Request Header 是请求头独有的信息
Response Header 是响应头独有的信息
我们能够在 Request Header 中看到 Cookie 字段，也能在 Response Header 中看到 Set-Cookie 字段
Set-Cookie 字段就是服务器通知浏览器保存这个字段的 cookie 值，在浏览器保存完成之后，每次发送请求到服务器就能够带上 Cookie 字段了

HTTP Header 和 HTTP Body

%5B%E7%BF%BB%E8%AF%91%5D%E7%90%86%E8%A7%A3%20JavaScript%EF%BC%88Node%EF%BC%89%E4%B8%AD%E7%9A%84%20Cookie%20%E5%92%8C%20Session%20821cab22b670445cacf2816c132b0710/0_i6W-t0A6zjk7-4mP.png

客户端请求和服务器响应都由 HTTP Header 和 HTTP Body组成（详细点讲，是（请求行+请求头）+空行+（请求内容））
HTTP Header 中包含了请求和相应的一些描述信息
Cookie 保存在 HTTP Header 中

在上面的代码例子中，我们发送的 cookie 并没有表明是谁发送的。这次我们将在 cookie 中发送一些用户的信息。

网页代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
		<head>
		    <meta charset="UTF-8">
		    <title>Understand Cookie and Session</title>
		</head>
		<body>
		    <form action="/login">
		        <input id="name" name="name" placeholder="Write your name">
		        <button id="login">Login</button>
		    </form>
		</body>
</html>

服务器代码

const http = require('http');
const fs = require('fs');
const url = require('url');
const qs = require('querystring');

http.createServer((req, res) => {
  const cookies = parseCookies(req.headers.cookie);
  if(req.url.startsWith('/login')) {
    const { query } = url.parse(req.url);
    const { name } = qs.parse(query);
    const expires = new Date();
    expires.setMinutes(expires.getMinutes() + 1);
    res.writeHead(302, {
      Location: '/', 
			'Set-Cookie': `name=${encodeURIComponent(name)};Expires=${expires.toGMTString()};HttpOnly; Path=/`,
    });
    res.end();
  } else if (cookies.name) {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8'});
    res.end(`Welcome ${cookies.name}`);
  } else {
    fs.readFile('./index.html', (err,data) => {
      if (err) {
        throw err;
      }
      res.end(data);
    });
  }
}).listen(8083, () => {
  console.log('listening on port 8083');
})

我们直接来看服务器的代码：

第一个方法仍然是将 cookie 字符串解析成对象的方法
在 createServer 的回调中我们可以看到如果直接访问 https://localhost:8083 这个地址，会跳过前两个判断的分支（因为请求地址没有带着 /login 的目录，初始也没有 req.headers.cookie.name 这个属性，直接返回 index.html 这个静态文件，在浏览器渲染出一个提交名字的表单
当我们在表单输入名字并点击提交后，会请求 /login，这时服务器会使用 querystring 模块对query 字段进行解析，读出 name 字段。最后服务器会返回 302，并让浏览器在 cookie 中保存了 name 字段，并给 name 设置了一分钟的过期时间，然后重定向到 / 目录。
浏览器收到上面的响应之后，会根据 302 状态码重定向到 localhost:8083
这时浏览器的请求中就有了 cookies.name 字段，服务器会返回 Welcome ${cookies.name}

cookie 能够使用分号分隔来配置一些属性。

cookiename=cookievalue ：默认的 cookie 键值对
Expires=date ：cookie 的过期时间，默认是浏览器关闭就会被删除
Max-age=seconds ：和 Expires 功能一样也是设置过期时间，但是是以秒计数，优先级高于 Expires
Domain=DomainName : 设置 cookie 发送时的域名，默认是当前页面域名
Path=URL : 指明 cookie 发送的 url 地址，默认为 ‘/‘
Secure : 只有在 https 协议下才会发送该 cookie
HttpOnly : 禁止客户端 javascript 手动设置 cookie

const http = require('http');
const fs = require('fs');
const url = require('url');
const qs = require('querystring');
const session = {};

http.createServer((req, res) => {
    const cookies = parseCookies(req.headers.cookie);
    if(req.url.startsWith('/login')) {
        const { query } = url.parse(req.url);
        const { name } = qs.parse(query);
        const expires = new Date();
        expires.setMinutes(expires.getMinutes() + 1);
        const randomInt = +new Date();
        session[randomInt] = {
            name,
            expires
        };
        res.writeHead(302, {
            Location: '/',
            'Set-Cookie': `session=${randomInt};Expires=${expires.toUTCString()};HttpOnly;Path=/`,
        });
        res.end();
    } else if (cookies.session && session[cookies.session].expires > new Date()) {
        res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8'});
        res.end(`Welcome ${session[cookies.session].name}`)
    } else {
        fs.readFile('./server4.html', (err,data) => {
            if (err) {
                throw err;
            }
            res.end(data);
        });
    }
}).listen(8084, () => {
    console.log('listening on port 8084');
})

这个例子中，我们在提交名字后让浏览器设置了一个名为 session 值为一个随机整数的 cookie，并在服务端维护了一个 session 的缓存对象。如果 cookie.session 没有过期，那么我们可以从中获取 session 的值。

Session 是什么？

基于 session 的身份验证，用户信息是保存在服务器端的，而浏览器和服务器之间只通过一个 session id 进行交流
有很多实现 session id 的方式，大部分网站使用 cookie 进行实现
服务端的 session 通常是维护在数据库中（redis）
具体实现中，我们不会直接使用一个变量作为 session id，我们经常会使用第三方模块（例如 express-session 或 cookie-parser）。这样更加安全。

登录/登出功能在网站中的必要性

Cookie 的必要性

让我们创建 cookie 并把它发送给浏览器吧

HTTP Header 和 HTTP Body

将 Cookie 作为请求的标识符

Cookie 选项

使用 Session 代替 Cookie