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Django session源碼閱讀

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摘要：初步的猜想是第一次和第二次請(qǐng)求間隔太短，數(shù)據(jù)還沒(méi)有存進(jìn)，到時(shí)讀取失敗，帶著這樣的疑問(wèn)，閱讀了的源碼。源碼非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，讀起來(lái)沒(méi)費(fèi)什么勁。當(dāng)過(guò)期后，用戶獲取的就為空，就會(huì)為用戶重新初始化生成。

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最近在做djnago開(kāi)發(fā)時(shí)，遇到一個(gè)session問(wèn)題，過(guò)程如下，第一個(gè)POST請(qǐng)求時(shí)，把數(shù)據(jù)存放在session，在第二次POST時(shí)，從session中讀取數(shù)據(jù)，完成用戶注冊(cè)。在實(shí)際的環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)有時(shí)第二次獲取到的數(shù)據(jù)為空。初步的猜想是第一次和第二次請(qǐng)求間隔太短，數(shù)據(jù)還沒(méi)有存進(jìn)mysql，到時(shí)讀取失敗，帶著這樣的疑問(wèn)，閱讀了django session的源碼。
django session源碼非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，讀起來(lái)沒(méi)費(fèi)什么勁。
session總體結(jié)構(gòu)

session目錄結(jié)構(gòu)如下圖

backends這個(gè)目錄中定義了session的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和幾種存儲(chǔ)模式

base.py這個(gè)定義了session的類(lèi)dict的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

cache.py定義了session的緩存存儲(chǔ)，緩存從django.core.cache中獲取

cached_db.py定義了session的緩存+數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式

db.py定義了session的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式

file.py定義了session的文件存儲(chǔ)

signed_cookies.py定義了用于簽名的session存儲(chǔ)方式

middleware.py實(shí)現(xiàn)了session中間件的處理過(guò)程

models.py定義了session數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

management中是一個(gè)工具腳本，作用是清理session

session處理流程 中間件流程

處理請(qǐng)求前

從配置文件SESSION_ENGINE中導(dǎo)入session存儲(chǔ)方式

從用戶cookie中讀取session_key

把session存儲(chǔ)方式賦值給request.session

返回請(qǐng)求前

讀取是否修改session的標(biāo)志

讀取session的過(guò)期時(shí)間

判斷如果session被標(biāo)志位修改或者配置文件中指定了SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST，在狀態(tài)碼不為500時(shí)，存儲(chǔ)session，設(shè)置用戶cookie

session數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

models.py定義了基于django.db.models session的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)，以及存儲(chǔ)的方法，如果session的value為空的話，則刪除該session，否則把session插入到數(shù)據(jù)庫(kù)。
session的表名為django_session,三個(gè)字段分別是sessin的key,value以及過(guò)期時(shí)間

session處理流程

session初始化，根據(jù)session key獲取session內(nèi)容

從cookie中讀取session_key，初始化session,并賦值給request.session

根據(jù)cookie中的內(nèi)容初始化session_key，session的兩個(gè)標(biāo)志位access和modify為false

初始化session為python dcit，如果已經(jīng)初始化了，則直接返回該session，如果session_key為None，或者設(shè)置no_load標(biāo)志為T(mén)rue，則直接返回個(gè)空dict，如果session_key不為None并且設(shè)置no_load標(biāo)志為False，則load數(shù)據(jù)

如果本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)存在該session，則導(dǎo)入到內(nèi)存，如果不存在，則創(chuàng)建session

  - 第一步，生成sessin_key,生成算法如下：
  
          def _get_new_session_key(self):    
          while True:
              session_key = get_random_string(32, VALID_KEY_CHARS)
              if not self.exists(session_key):
                  break
          return session_key```
      這邊有個(gè)問(wèn)題，但用戶量上百萬(wàn)時(shí)，這個(gè)生成算法隨機(jī)重復(fù)的概率還是挺高的，所以這地方可以根據(jù)自己的需求做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化
  - 第二步：保存session到數(shù)據(jù)庫(kù)
  - 第三步：初始化session為空

session的操作

session為類(lèi)dict結(jié)構(gòu)，可以像操作dict一樣操作session

session的存儲(chǔ)，修改session內(nèi)容

在返回用戶請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)session.access和session.modify標(biāo)志位設(shè)置用戶cookie和存儲(chǔ)session，如果sesssion.access則設(shè)置用戶cookie

如果session.modify為T(mén)rue或者設(shè)置setting.SESSION_SAVE_EVERY_REQUEST為T(mén)rue，則先獲取過(guò)期時(shí)間，如果http狀態(tài)不為500，則保存session到數(shù)據(jù)庫(kù)，并設(shè)置用戶cookie

上述可見(jiàn)，session的過(guò)期是靠設(shè)置cookie的過(guò)期時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)cookie過(guò)期后，用戶獲取的session_key就為空，就會(huì)為用戶重新初始化生成session。那這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，舊的session_key就會(huì)越來(lái)越多，隨機(jī)生成新session_key就越難，因此django提供了一個(gè)清理的工具在management目錄下，官方的說(shuō)法如下

   Can be run as a cronjob or directly to clean out expired sessions (only with the database backend at the moment).

sesssion加密過(guò)程

session加密只是對(duì)session value值進(jìn)行加密，加密的步驟為

序列化session value

設(shè)置加密salt為django.contrib.session+當(dāng)前類(lèi)名

使用django.utils.crypto.salted_hmac進(jìn)行加密

把加密字符串進(jìn)行base64編碼，并轉(zhuǎn)換為ascii編碼，形成最終結(jié)果

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