干掉状态：从session到token

一、美好的时光

我经常怀念三十年前那美好的旧时光，工作很轻松，生活很悠闲。

上班的时候偶尔有些HTTP的请求发到我这里，我简单的看一下，取出相对应的html文档，图片，发回去就可以了，然后就可以继续喝茶聊天。

我的创造者们对我很好，他们制定的一个简单HTTP协议，就是请求加响应，尤其是我不用记住是谁刚刚发了HTTP请求，每个请求对我来说都是全新的！

邮件服务器很羡慕我，他说：老弟，你的生活太惬意了，哪像我，每次有人从客户端访问邮箱，我都得专门给他建立一个会话，来处理他发的消息，你倒好，完全不用管理会话。

这是由应用的特性决定的，如果邮件服务器不管理会话，那多个人之间的邮件消息就会完全混到一起了，乱作一团了。

而30年前的Web 基本上就是文档的浏览而已，既然是浏览，我作为一个服务器，为什么要记住谁在一段时间里都浏览了什么文档呢？

二、Session

但是好日子没持续多久，很快大家就不满足于静态的Html 文档了，交互式的Web应用开始兴起，尤其是论坛，在线购物等网站。

我马上就遇到了和邮件服务器一样的问题，那就是必须管理会话，必须记住哪些人登录系统，哪些人往自己的购物车中放了商品，也就是说我必须把每个人区分开。

这对我来说是个不小的挑战，由于HTTP协议的无状态特性，我必须加点小手段，才能完成会话管理。

我想出的办法就是给大家发一个会话标识(session id), 说白了就是一个随机的字符串，每个人收到的都不一样，每次大家向我发起HTTP请求的时候，把这个字符串给一并捎过来，这样我就能区分开谁是谁了。

三、沉重的负担

大家都很高兴，可是我就不爽了。

每个人只需要保存自己的session id，而我需要保存所有人的session id ！如果访问我的人多了，就得由成千上万，甚至几十万个。

这对我来说是一个巨大的开销，严重的限制了我的扩展能力，比如说我用两个机器组成了一个集群，小F通过机器A登录了系统，那session id会保存在机器A上，假设小F的下一次请求被转发到机器B怎么办？机器B可没有小F的 session id啊。

有时候我会采用一点小伎俩： session sticky ，就是让小F的请求一直粘连在机器A上，但是这也不管用，要是机器A挂掉了，还得转到机器B去。

那我只好做session 的复制了，把session id 在两个机器之间搬来搬去，快累死了。

后来有个叫Memcached的给我支了招：把session id 集中存储到一个地方，所有的机器都来访问这个地方的数据，这样一来，就不用复制了，但是增加了单点失败的可能性，要是那个负责session 的机器挂了，所有人都得重新登录一遍，估计得被人骂死。

我也尝试把这个单点的机器也搞出集群，增加可靠性，但不管如何，这小小的session 对我来说是一个沉重的负担。

三、时间换空间

这几天的晚上我一直在思考，我为什么要保存这可恶的session呢，只让每个客户端去保存该多好？

可是如果我不保存这些session id , 我怎么验证客户端发给我的session id 的确是我生成的呢？如果我不去验证，我都不知道他们是不是合法登录的用户，那些不怀好意的家伙们就可以伪造session id , 为所欲为了。

嗯，对了，关键点就是验证！

比如说，小F已经登录了系统，我给他发一个令牌(token)，里边包含了小F的 user id，下一次小F 再次通过Http 请求访问我的时候，把这个token 通过Http header 带过来不就可以了。

不过这和session id没有本质区别啊，任何人都可以可以伪造，所以我得想点儿办法，让别人伪造不了。

那就对数据做一个签名吧，比如说我用HMAC-SHA256 算法，加上一个只有我才知道的密钥，对数据做一个签名，把这个签名和数据一起作为token ，由于密钥别人不知道，就无法伪造token了。

这个token 我不保存，当小F把这个token 给我发过来的时候，我再用同样的HMAC-SHA256 算法和同样的密钥，对数据再计算一次签名，和token 中的签名做个比较，如果相同，我就知道小F已经登录过了，并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同，数据部分肯定被人篡改过，我就告诉发送者：对不起，没有认证。