Session服務器配置指南與使用經驗的深入解析

一.摘要
所有Web程序都會使用Session保存數據. 使用獨立的Session服務器可以解決負載均衡場景中的Session共享問題.本文介紹.NET平台下建立Session服務器的幾種辦法, 並介紹在使用Session時的各種經驗和技巧.

二.關於Session,SessionID和Cookies
Session數據保存在服務器端, 但是每一個客戶端都需要保存一個SessionID, SessionID保存在Cookies中, 關閉浏覽器時過期.

在向服務器發送的HTTP請求中會包含SessionID, 服務器端根據SessionID獲取獲取此用戶的Session信息.
很多初級開發人員不知道SessionID和Cookies的關系, 所以常常認為兩者沒有聯系. 這是不正確的. 正是因為SessionID保存在Cookies中, 所以在我們保存Cookies的時候,一定要注意不要因為Cookies的大小和個數問題而導致SessionID對象. 在我們的程序中, 對SessionID的Cookies有特殊的處理:
復制代碼 代碼如下:
      /// <summary>
        /// 寫入cookie.
        /// </summary>
        /// <param name="day"></param>
        /// <returns></returns>
        public bool SetCookie(int day)
        {
            string CookieName = GetType().ToString();
            HttpCookie SessionCookie = null;
            //對 SessionId 進行備份.
            if (HttpContext.Current.Request.Cookies["ASP.NET_SessionId"] != null)
            {
                string SesssionId = HttpContext.Current.Request.Cookies["ASP.NET_SessionId"].Value.ToString();
                SessionCookie = new HttpCookie("ASP.NET_SessionId");
                SessionCookie.Value = SesssionId;
            }            //省略掉中間的代碼部分.只保留備份SessionID和找回SessionID的邏輯           
            //如果cookie總數超過20 個, 重寫ASP.NET_SessionId, 以防Session 丟失.
            if (HttpContext.Current.Request.Cookies.Count > 20 && SessionCookie != null)
            {
                if (SessionCookie.Value != string.Empty)
                {       
                    HttpContext.Current.Response.Cookies.Remove("ASP.NET_SessionId");
                    HttpContext.Current.Response.Cookies.Add(SessionCookie);
                }
            }
            return true;
        }

三.搭建Session服務器的幾種方式
將Session保存在獨立的服務器中可以實現在多台Web服務器之間共享Session.雖然我們也可以自己開發Session存儲系統, 但是使用ASP.NET自帶的存儲機制將更加便捷.
.NET提供了5種保存Seission的方式:

方式名稱

存儲方式 性能

Off

設置為不使用Session功能

無

InProc

設置為將Session存儲在進程內，就是ASP中的存儲方式，這是默認值。

性能最高

StateServer

設置為將Session存儲在獨立的狀態服務中。通常是aspnet_state.exe進程.

性能損失10-15%

SQLServer

設置將Session存儲在SQL Server中。

性能損失10-20%

Customer

自定制的存儲方案

由實現方式確定

我們可以在Web.Config中配置程序使用的Session存儲方式.默認情況下是InProc, 即保存在IIS進程中. 關於Off, InProc和Customer本文不做講解. 相關文章大家都可以在網上搜索到.
下面主要講解 StateServer 和 SQLServer 的應用.

四.使用 StateServer 模式搭建Session服務器
(1)服務器端配置
1.啟動 Asp.net State service服務.(這個服務默認的狀態為手動.修改為自動並啟動.)
2.修改注冊表: [HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Services\aspnet_state\Parameters]
設置 AllowRemoteConnection = 1 , 設置 Port = 42424 (十進制,默認即為42424)
Port是服務的端口號
AllowRemoteConnection 表示是否允許其他機器連接,0為僅能本機使用,1為可以供其他機器使用.

(2)客戶端設置
在Web應用程序的Web.Config中, 我們需要修改 <configuration> / <system.web> 的<sessionState>節點.如果沒有
沒有則添加(默認使用的是InProc方式)
復制代碼 代碼如下:
<sessionState
mode="StateServer"
stateConnectionString="tcpip=服務器ip:42424"
cookieless="false"
timeout="60"/>

上面的參數我們可以根據需要修改.

五.使用SqlServer模式搭建Session服務器
(1)服務器端配置
使用SqlServer模式搭建Session服務器端有兩種方式. ASP.NET 1.0和1.1版本請使用方式a, 2.0即以上版本請使用方式b.

a.使用SQL文件創建Session數據庫
在ASP.NET 1.0和1.1 版本中, 只能使用這種方式.對於2.0及其以上版本,請使用aspnet_regsql.exe工具.(當然此方法也通用2.0版本)
.net提供了數據庫安裝腳本,可以在機器的windows文件夾中找到:
C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\ InstallSqlState.sql
C:\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\ InstallSqlStateTemplate.sql
根據ASP.NET的版本不同, 需要使用不同的SQL腳本. ASP.NET主要有1.1和2.0兩個版本,可以在不同的版本文件夾找到這兩個SQL.
InstallSqlState.sql 是創建默認名稱的數據庫"[ASPState]".此SQL可以直接運行.
InstallSqlStateTemplate.sql 可以使用自己指定的數據庫保存數據.此SQL需要自己修改後運行, 打開SQL文件將其中 [DatabaseNamePlaceHolder] 替換為自己指定的數據庫名稱.
執行installsqlstate.sql時不需要指定數據庫,可以在任意數據庫上執行.此SQL會自己創建新的數據庫

b. 使用aspnet_regsql.exe工具
ASP.NET 2.0版本後微軟提供了aspnet_regsql.exe工具可以方便的配置Session數據庫.該工具位於 Web 服務器上的"系統根目錄\Microsoft.NET\Framework\版本號"文件夾中.
使用舉例:
aspnet_regsql.exe -S . -U sa -P 123456 -ssadd -sstype p
-S參數:
表示數據庫實例名稱. 可以用"."表示本機.
-U和-P參數:
表示用戶名和密碼.
-E參數:
可以再-U –P 與 -E中選擇一組. –E表示以當前系統用戶通過windows身份驗證登錄數據庫, -U -P則是使用SqlServer用戶登錄數據庫.
-ssadd / –ssremove 參數:
-ssadd表示是添加Session數據庫, -ssremove表示移除Session數據庫.
sstype 參數:

選項

說明

t

將會話數據存儲到 SQL Server tempdb 數據庫中。這是默認設置。如果將會話數據存儲到 tempdb 數據庫中，則在重新啟動 SQL Server 時將丟失會話數據。

p

將會話數據存儲到 ASPState 數據庫中，而不是存儲到 tempdb 數據庫中。

c

將會話數據存儲到自定義數據庫中。如果指定 c 選項，則還必須使用 -d 選項包括自定義數據庫的名稱。

(2)Session客戶端設置
此房是同樣需要Web應用程序修改Web.Config中的<sessionState>節點.如果使用默認的數據庫(ASPState庫), 則配置如下:
復制代碼 代碼如下:
 <sessionState
      mode="SQLServer"
      sqlConnectionString="server=192.168.9.151; uid=sa; pwd=123456;"
      />

如果使用了自定義的數據庫名稱,則還需要制定allowCustomSqlDatabase屬性並在數據庫連接串中指定數據庫:
復制代碼 代碼如下:
<sessionState
      mode="SQLServer"
      allowCustomSqlDatabase="true"
      sqlConnectionString="server=192.168.9.151; DataBase=MyAspState;uid=sa; pwd=123456;"
      />

六.使用經驗與技巧總結
下面是SessionID, Session_End時間, StatServer模式 和 SqlServer模式的各種經驗和技巧總結.
(1)StateServer模式:
1.在web farm中，請確認在所有的web服務器上有相同的<machineKey>
2. 要保存在Session中的對象是可序列化的。
3.為了在web farm中的不同web服務器上維護session state，IIS Metabase中的網站應用程序路徑（如\LM\W3SVC\2）應該在所有的服務器上保持一致(大小寫敏感).
4. ASP.NET處理Session是在Machine.Config中配置的HttpModuel模塊, 在.NET的安裝目錄下的Config文件夾中, 查看Web.Config(1.1版本是在Machine.Config):
復制代碼 代碼如下:
       <httpModules>
            ...            <add name="Session" type="System.Web.SessionState.SessionStateModule"/>
            ...        </httpModules>

確認此模塊是否存在.
5.StateServer不支持負載均衡, 所以如果大並發推薦使用SqlServer模式, 可以享受到SqlServer的高性能和安全性.雖然存儲效率會有下降.
6.需要讓所有機器的MachineKey相同.在Machine.Config中配置:
復制代碼 代碼如下:
<machineKey
validationKey="1234567890123456789012345678901234567890AAAAAAAAAA"
decryptionKey="123456789012345678901234567890123456789012345678"
validation="SHA1"
decryption="Auto"
/>

(2)SqlServer模式:
1. 要保存在Session中的對象是可序列化的。
2. 如果使用了默認是數據庫, 則在客戶端配置文件中的數據庫鏈接字符串的用戶,需要擁有ASPState和tempdb兩個庫的dbowner權限.
3. 在SQLServer模式下，session過期是由SQL Agent使用一個注冊任務完成的，要確認SQL Agent已經運行。否則無法清理過期的Session數據, 會導致數據庫數據一直增加.
4. 如果使用SqlServer模式時, 對於Web場中的各服務器的 ASP.NET 應用程序路徑必須是相同的。請在 IIS 配置數據庫中對 Web 場中的所有 Web 服務器進行 Web 站點的應用程序路徑同步。大小寫一定要相同，因為 Web 站點的應用程序路徑是區分大小寫的。
5.需要讓所有機器的MachineKey相同.在Machine.Config中配置:
復制代碼 代碼如下:
<machineKey
validationKey="1234567890123456789012345678901234567890AAAAAAAAAA"
decryptionKey="123456789012345678901234567890123456789012345678"
validation="SHA1"
decryption="Auto"
/>

(3)Session:
1. 不能直接通過Session服務器在ASP.NET和ASP之間共享Session. 請使用微軟提供的解決方案:
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/aa479313.aspx
2. 在不同的應用程序或一個網站的不同虛擬目錄之間無法共享Session
3. Session的過期時間是滑動時間.
4. Session存儲.NET自帶的值類型性能最優. 存儲對象會降低性能.
(4)SessionID:
1.SessionID 還可以保存在URL上, 設置Web.Config文件中的System.Web/sessionState節點的Cookiesless屬性即可:
復制代碼 代碼如下:
 <sessionState
      cookieless="UseUri"
      />

2. 一般在Session超時或刪除之後，SessionID保持不變. 因為Session過期後會在服務器端清除數據, 但是SessionID保存在用戶浏覽器上, 所以只要浏覽器不關閉則HTTP頭中的SessionID保持不變.
3.關閉浏覽器後再訪問, SessionID會不同.
4.每打開一個IE6窗口, SessionID都不同, 在IE6中兩個窗口的Session不能共享.
5.FireFox的標簽頁和新的FireFox窗口, SessionID都相同, 在FF的窗口和標簽頁上Session能共享.
6.對於包含FrameSet的頁面,比如:
復制代碼 代碼如下:
<frameset cols="25%,50%,25%">
  <frame src="SessionID.aspx">
  <frame src="SessionID.aspx">
  <frame src="SessionID.aspx">
</frameset>

如果後綴名是.htm並且.htm文件沒有交給ASP.NET的ISAPI處理, 那麼根據服務器速度在每個Frame頁面生成不同的SessionID, 再刷新後相同都等於最後一個SessionID.
解決辦法是將.htm後綴改成.aspx, 或者將.htm文件交給ASP.NET的ISAPI處理. 
(5)Session_End事件:
1. Session_End僅在InProc模式中可用
2. 關閉浏覽器，Session_End是不會觸發的。HTTP是一種無狀態協議，服務器沒有辦法知道你的浏覽器是否已經關閉。
3. 當Session因為時間過期或調用Session.Abandon時，Session_End才會觸發.Session.Clear()僅僅是清除數據，但沒有刪除session。
4. Session_End由一個後台線程觸發，使用工作者進程賬號運行. 所以程序不會通知發生的錯誤.
5. 在Session_End訪問數據庫要考慮權限問題. Session_End是用運行工作者進程(aspnet_wp.exe)的帳號運行的，這個賬號可以在machine.config中指定。因此，在Session_End中，如果使用integrity security連接SQL，它將使用工作者進程賬號身份連接，這可能會引起登錄失敗.
6.因為Session_End是有獨立線程出發的, 所以在Session_End中無法使用HttpContext對象(Request,Response,Server等對象都在HttpContext中),  即無法使用 Response.Redirect 和Server.Transfer等方法.

七.總結
我已經使用SqlServer模式對公司的多台服務器實現了Session共享, 服務器重啟也不會導致用戶預定過程重新開始(預定過程需要的Session不會丟失).  希望本文對具體的Session服務器搭建人員有所幫助.