本文引用了劉欣的文章，感謝原作者的分享。
1、引言
Http協(xié)議在現(xiàn)今主流的IM系統(tǒng)中擁有無可替代的重要性（在IM系統(tǒng)中用HTTP發(fā)起的連接被大家簡稱為http短連接），但Http作為傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)信息交換技術(shù)，一些典型的概念比如：Session、Token，對于新手程序員來說很陌生。
很多文章動(dòng)輒長篇大論、高屋建瓴地從底層協(xié)議再到上層分布式應(yīng)用式的講解，根本不適合傻白甜程序員，本文的寫作目的是以最白話地方式，通俗易懂的為你講清HTTP協(xié)議中的Session和Token等概念，希望讀完全文，您仍能滿懷信心，繼續(xù)義無反顧地跳入程序員這個(gè)職業(yè)深坑 ^_^。更深入的技術(shù)細(xì)節(jié)，請閱讀《IM開發(fā)基礎(chǔ)知識補(bǔ)課(四)：正確理解HTTP短連接中的Cookie、Session和Token》。
學(xué)習(xí)交流：
- 即時(shí)通訊開發(fā)交流3群：185926912[推薦]
- 移動(dòng)端IM開發(fā)入門文章：《新手入門一篇就夠：從零開發(fā)移動(dòng)端IM》
（本文同步發(fā)布于：http://www.52im.net/thread-1686-1-1.html）
2、互聯(lián)網(wǎng)源起
1990年12月25日，羅伯特·卡里奧在CERN（即位于日內(nèi)瓦的歐洲原子核研究會）和蒂姆·伯納斯·李一起成功通過Internet實(shí)現(xiàn)了HTTP代理與服務(wù)器的第一次通訊（有關(guān)HTTP的詳細(xì)介紹，請見《網(wǎng)絡(luò)編程懶人入門(六)：深入淺出，全面理解HTTP協(xié)議》）。蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee)爵士作為萬維網(wǎng)(World Wide Web，簡稱WWW或互聯(lián)網(wǎng))的發(fā)明者，被尊稱為互聯(lián)網(wǎng)之父。蒂姆·伯納斯·李建立的第一個(gè)網(wǎng)站(也是世界上第一個(gè)網(wǎng)站)是http://info. cern. ch/，它于1991年8月6日上網(wǎng)(即北京時(shí)間8月7日)。
▲ 互聯(lián)網(wǎng)之父——伯納斯·李（Tim Berners-Lee）
1955年6月8日，伯納斯·李出生于英格蘭倫敦西南部。他的父母都參與了世界上第一臺商業(yè)電腦，曼切斯特1型（Manchester Mark I）的建造。2017年，他因“發(fā)明萬維網(wǎng)、第一個(gè)瀏覽器和使萬維網(wǎng)得以擴(kuò)展的基本協(xié)議和算法”而獲得2016年度的圖靈獎(jiǎng)，同時(shí)還有100萬美元獎(jiǎng)金（該獎(jiǎng)金由谷歌公司提供）。
▲ 圖靈獎(jiǎng)獎(jiǎng)杯實(shí)物
在此前的倫敦2012奧運(yùn)會開幕式上，開幕式總導(dǎo)演丹尼·博伊爾特別為表揚(yáng)蒂姆·伯納斯·李爵士的功績，設(shè)計(jì)了激動(dòng)人心的一幕：蒂姆·伯納斯·李爵士在“倫敦碗”場館中央用電腦鍵盤敲出了一句話：This Is For Everyone(為了每一個(gè)人)。
媒體評述：“如果蒂姆·伯納斯-李爵士為互聯(lián)網(wǎng)申請專利，他將是世界最富有的萬億富豪”。但是，蒂姆·伯納斯-李爵士將他的發(fā)明無償貢獻(xiàn)給全人類。
▲ 蒂姆·伯納斯·李爵士參與了倫敦奧運(yùn)2012開幕式的表演
▲ 蒂姆·伯納斯·李爵士在“倫敦碗”場館中央用鍵盤敲下的“This is For Everyone”
▲ 現(xiàn)在的“互聯(lián)網(wǎng)”已無比龐大
（本圖來自：《技術(shù)往事：改變世界的TCP/IP協(xié)議（珍貴多圖、手機(jī)慎點(diǎn)）》一文）
3、相關(guān)文章
《IM開發(fā)基礎(chǔ)知識補(bǔ)課(四)：正確理解HTTP短連接中的Cookie、Session和Token》
《IM開發(fā)基礎(chǔ)知識補(bǔ)課(一)：正確理解前置HTTP SSO單點(diǎn)登陸接口的原理》
《移動(dòng)端IM登錄時(shí)拉取數(shù)據(jù)如何作到省流量？》
《通俗易懂：基于集群的移動(dòng)端IM接入層負(fù)載均衡方案分享》
《淺談移動(dòng)端IM的多點(diǎn)登陸和消息漫游原理》
《談?wù)勔苿?dòng)端 IM 開發(fā)中登錄請求的優(yōu)化》
好了，我們開始正文的閱讀。
4、美好的舊時(shí)光
我經(jīng)常想象并懷念三十年前那原始而美好的互聯(lián)網(wǎng)舊時(shí)光， 工作很輕松， 生活很悠閑。
上班的時(shí)候偶爾有些HTTP的請求發(fā)到我這里， 我簡單的看一下， 取出相對應(yīng)的html文檔，圖片，發(fā)回去就可以了， 然后就可以繼續(xù)喝茶聊天。
我的創(chuàng)造者們對我很好， 他們制定的一個(gè)簡單HTTP協(xié)議， 就是請求加響應(yīng)， 尤其是我不用記住是誰剛剛發(fā)了HTTP請求， 每個(gè)請求對我來說都是全新的！
郵件服務(wù)器很羨慕我， 他說：老弟，你的生活太愜意了， 哪像我， 每次有人從客戶端訪問郵箱， 我都得專門給他建立一個(gè)會話， 來處理他發(fā)的消息， 你倒好， 完全不用管理會話。
這是由應(yīng)用的特性決定的， 如果郵件服務(wù)器不管理會話， 那多個(gè)人之間的郵件消息就會完全混到一起了， 亂作一團(tuán)了。
而30年前的Web 基本上就是文檔的瀏覽而已， 既然是瀏覽，我作為一個(gè)服務(wù)器， 為什么要記住誰在一段時(shí)間里都瀏覽了什么文檔呢？
5、是時(shí)候該Session出場了
但是好日子沒持續(xù)多久， 很快大家就不滿足于靜態(tài)的Html 文檔了， 交互式的Web應(yīng)用開始興起， 尤其是論壇， 在線購物等網(wǎng)站。
我馬上就遇到了和郵件服務(wù)器一樣的問題， 那就是必須管理會話，必須記住哪些人登錄系統(tǒng)， 哪些人往自己的購物車中放了商品， 也就是說我必須把每個(gè)人區(qū)分開。
這對我來說是個(gè)不小的挑戰(zhàn)， 由于HTTP協(xié)議的無狀態(tài)特性， 我必須加點(diǎn)小手段，才能完成會話管理。
我想出的辦法就是給大家發(fā)一個(gè)會話標(biāo)識(session id), 說白了就是一個(gè)隨機(jī)的字符串，每個(gè)人收到的都不一樣， 每次大家向我發(fā)起HTTP請求的時(shí)候，把這個(gè)字符串給一并捎過來， 這樣我就能區(qū)分開誰是誰了。
6、沉重的負(fù)擔(dān)
大家都很高興， 可是我就不爽了。
每個(gè)人只需要保存自己的session id，而我需要保存所有人的session id ！ 如果訪問我的人多了， 就得由成千上萬，甚至幾十萬個(gè)。
這對我來說是一個(gè)巨大的開銷 ， 嚴(yán)重的限制了我的擴(kuò)展能力， 比如說我用兩個(gè)機(jī)器組成了一個(gè)集群， 小F通過機(jī)器A登錄了系統(tǒng)， 那session id會保存在機(jī)器A上， 假設(shè)小F的下一次請求被轉(zhuǎn)發(fā)到機(jī)器B怎么辦？ 機(jī)器B可沒有小F的 session id啊。
有時(shí)候我會采用一點(diǎn)小伎倆： session sticky ， 就是讓小F的請求一直粘連在機(jī)器A上， 但是這也不管用， 要是機(jī)器A掛掉了， 還得轉(zhuǎn)到機(jī)器B去。
那我只好做session 的復(fù)制了， 把session id 在兩個(gè)機(jī)器之間搬來搬去， 快累死了。
后來有個(gè)叫Memcached的給我支了招： 把session id 集中存儲到一個(gè)地方， 所有的機(jī)器都來訪問這個(gè)地方的數(shù)據(jù)， 這樣一來，就不用復(fù)制了， 但是增加了單點(diǎn)失敗的可能性， 要是那個(gè)負(fù)責(zé)session 的機(jī)器掛了， 所有人都得重新登錄一遍， 估計(jì)得被人罵死。
我也嘗試把這個(gè)單點(diǎn)的機(jī)器也搞出集群，增加可靠性， 但不管如何， 這小小的session 對我來說是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。
7、時(shí)間換空間：Token是個(gè)不錯(cuò)的方案
這幾天的晚上我一直在思考， 我為什么要保存這可惡的session呢， 只讓每個(gè)客戶端去保存該多好？
可是如果我不保存這些session id , 我怎么驗(yàn)證客戶端發(fā)給我的session id 的確是我生成的呢？ 如果我不去驗(yàn)證，我都不知道他們是不是合法登錄的用戶， 那些不懷好意的家伙們就可以偽造session id , 為所欲為了。
嗯，對了，關(guān)鍵點(diǎn)就是驗(yàn)證 ！
比如說， 小F已經(jīng)登錄了系統(tǒng)， 我給他發(fā)一個(gè)令牌(token)， 里邊包含了小F的 user id， 下一次小F 再次通過Http 請求訪問我的時(shí)候， 把這個(gè)token 通過Http header 帶過來不就可以了。
不過這和session id沒有本質(zhì)區(qū)別啊， 任何人都可以可以偽造， 所以我得想點(diǎn)兒辦法， 讓別人偽造不了。
那就對數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名吧， 比如說我用HMAC-SHA256 算法，加上一個(gè)只有我才知道的密鑰， 對數(shù)據(jù)做一個(gè)簽名， 把這個(gè)簽名和數(shù)據(jù)一起作為token ， 由于密鑰別人不知道， 就無法偽造token了。
這個(gè)token 我不保存， 當(dāng)小F把這個(gè)token 給我發(fā)過來的時(shí)候，我再用同樣的HMAC-SHA256 算法和同樣的密鑰，對數(shù)據(jù)再計(jì)算一次簽名， 和token 中的簽名做個(gè)比較， 如果相同， 我就知道小F已經(jīng)登錄過了，并且可以直接取到小F的user id , 如果不相同， 數(shù)據(jù)部分肯定被人篡改過， 我就告訴發(fā)送者： 對不起，沒有認(rèn)證。
Token 中的數(shù)據(jù)是明文保存的（雖然我會用Base64做下編碼， 但那不是加密）， 還是可以被別人看到的， 所以我不能在其中保存像密碼這樣的敏感信息。
當(dāng)然， 如果一個(gè)人的token 被別人偷走了， 那我也沒辦法， 我也會認(rèn)為小偷就是合法用戶， 這其實(shí)和一個(gè)人的session id 被別人偷走是一樣的。
這樣一來， 我就不保存session id 了， 我只是生成token , 然后驗(yàn)證token ， 我用我的CPU計(jì)算時(shí)間獲取了我的session 存儲空間 ！
解除了session id這個(gè)負(fù)擔(dān)， 可以說是無事一身輕， 我的機(jī)器集群現(xiàn)在可以輕松地做水平擴(kuò)展， 用戶訪問量增大， 直接加機(jī)器就行。這種無狀態(tài)的感覺實(shí)在是太好了！
附錄：IM開發(fā)綜合性文章
《移動(dòng)端IM開發(fā)者必讀(一)：通俗易懂，理解移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的“弱”和“慢”》
《移動(dòng)端IM開發(fā)者必讀(二)：史上最全移動(dòng)弱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法總結(jié)》
《從客戶端的角度來談?wù)勔苿?dòng)端IM的消息可靠性和送達(dá)機(jī)制》
《現(xiàn)代移動(dòng)端網(wǎng)絡(luò)短連接的優(yōu)化手段總結(jié)：請求速度、弱網(wǎng)適應(yīng)、安全保障》
《騰訊技術(shù)分享：社交網(wǎng)絡(luò)圖片的帶寬壓縮技術(shù)演進(jìn)之路》
《小白必讀：閑話HTTP短連接中的Session和Token》
《IM開發(fā)基礎(chǔ)知識補(bǔ)課：正確理解前置HTTP SSO單點(diǎn)登陸接口的原理》
《移動(dòng)端IM中大規(guī)模群消息的推送如何保證效率、實(shí)時(shí)性？》
《移動(dòng)端IM開發(fā)需要面對的技術(shù)問題》
《開發(fā)IM是自己設(shè)計(jì)協(xié)議用字節(jié)流好還是字符流好？》
《請問有人知道語音留言聊天的主流實(shí)現(xiàn)方式嗎？》
《IM消息送達(dá)保證機(jī)制實(shí)現(xiàn)(一)：保證在線實(shí)時(shí)消息的可靠投遞》
《IM消息送達(dá)保證機(jī)制實(shí)現(xiàn)(二)：保證離線消息的可靠投遞》
《如何保證IM實(shí)時(shí)消息的“時(shí)序性”與“一致性”？》
《一個(gè)低成本確保IM消息時(shí)序的方法探討》
《IM單聊和群聊中的在線狀態(tài)同步應(yīng)該用“推”還是“拉”？》
《IM群聊消息如此復(fù)雜，如何保證不丟不重？》
《談?wù)勔苿?dòng)端 IM 開發(fā)中登錄請求的優(yōu)化》
《移動(dòng)端IM登錄時(shí)拉取數(shù)據(jù)如何作到省流量？》
《淺談移動(dòng)端IM的多點(diǎn)登陸和消息漫游原理》
《完全自已開發(fā)的IM該如何設(shè)計(jì)“失敗重試”機(jī)制？》
《通俗易懂：基于集群的移動(dòng)端IM接入層負(fù)載均衡方案分享》
《微信對網(wǎng)絡(luò)影響的技術(shù)試驗(yàn)及分析（論文全文）》
《即時(shí)通訊系統(tǒng)的原理、技術(shù)和應(yīng)用（技術(shù)論文）》
《開源IM工程“蘑菇街TeamTalk”的現(xiàn)狀：一場有始無終的開源秀》
《QQ音樂團(tuán)隊(duì)分享：Android中的圖片壓縮技術(shù)詳解（上篇）》
《QQ音樂團(tuán)隊(duì)分享：Android中的圖片壓縮技術(shù)詳解（下篇）》
《騰訊原創(chuàng)分享(一)：如何大幅提升移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下手機(jī)QQ的圖片傳輸速度和成功率》
《騰訊原創(chuàng)分享(二)：如何大幅壓縮移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下APP的流量消耗（上篇）》
《騰訊原創(chuàng)分享(三)：如何大幅壓縮移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下APP的流量消耗（下篇）》
《如約而至：微信自用的移動(dòng)端IM網(wǎng)絡(luò)層跨平臺組件庫Mars已正式開源》
《基于社交網(wǎng)絡(luò)的Yelp是如何實(shí)現(xiàn)海量用戶圖片的無損壓縮的？》
《騰訊技術(shù)分享：騰訊是如何大幅降低帶寬和網(wǎng)絡(luò)流量的(圖片壓縮篇)》
《騰訊技術(shù)分享：騰訊是如何大幅降低帶寬和網(wǎng)絡(luò)流量的(音視頻技術(shù)篇)》
《為什么說即時(shí)通訊社交APP創(chuàng)業(yè)就是一個(gè)坑？》
>> 更多同類文章 ……
（本文同步發(fā)布于：http://www.52im.net/thread-1686-1-1.html）