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。

·      URL。Cookie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）。

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

·      SqlServer。Session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Session从Web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" />

在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Key的Session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    图2-1所示。

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StateServer和SqlServer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。

第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。

图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。

图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。

图2-4 
 观察任务管理器的进程页

第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。

第3步打开页面，单击“写入Session”按钮，系统会报错，如图2-6所示。

图2-5  修改状态服务端口号    

       

图2-6  向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);

    }

}

第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、 把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。

   
图2-7  使用服务器资源管理器浏览ASPState数据库   

   图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>

为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StateServer和SqlServer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ArrayList中1000万次。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。

图2-9  把大量数据存放到Session中

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，SessionID在URl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。

图2-10  超时后SessionID发生变化

不过，你可别太相信Session的Timeout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IE中Cookie数量的限制（每个域20个），那么Session将无效。

·      如果使用InProc的Session，那么IIS重启将会丢失Session。同理，如果使用StateServer的Session，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Session的Timeout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cookieless和SqlServer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.config的system.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。

图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）。

表12.1 三种模式的Session比较

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cookieless为true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frameset是aspx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。