前言

了解http 协议中的cookie和session机制的作用和原理，以及它们在iOS开发中的使用。

Cookie

1、什么是Cookie

Cookie是由服务器端生成，发送给User-Agent（一般是浏览器或者客户端）,浏览器会将Cookie的key/value保存到某个目录下的文本文件内，下次请求同一网站地址时就发送该Cookie给服务器。Cookie必然会通过HTTP的Respone传过来，并且Cookie在Respone中的HTTP header中。

为什么需要Cookie？

HTTP是一种无状态的协议，客户端与服务器建立连接并传输数据，数据传输完成后，连接就会关闭。再次交互数据需要建立新的连接，因此，服务器无法从连接上跟踪会话，也无法知道用户上一次做了什么。这严重阻碍了基于Web应用程序的交互，也影响用户的交互体验。如：在网络有时候需要用户登录才进一步操作，用户输入用户名密码登录后，浏览了几个页面，由于HTTP的无状态性，服务器并不知道用户有没有登录。

Cookie是解决HTTP无状态性的有效手段，服务器可以设置或读取Cookie中所包含的信息。当用户登录后，服务器会发送包含登录凭据的Cookie到用户浏览器客户端，而浏览器对该Cookie进行某种形式的存储（内存或硬盘）。用户再次访问该网站时，浏览器会发送该Cookie（Cookie未到期时）到服务器，服务器对该凭据进行验证，合法时使用户不必输入用户名和密码就可以直接登录。

举个例子描述一下这种需求。假设你经常去的一家咖啡店有喝5杯咖啡免费赠一杯咖啡的优惠，然而一次性消费5杯咖啡的机会微乎其微，这时就需要某种方式来纪录某位顾客的消费数量。想象一下其实也无外乎下面的几种方案：

1、该店的店员很厉害，能记住每位顾客的消费数量，只要顾客一走进咖啡店，店员就知道该怎么对待了。

2、发给顾客一张卡片，上面记录着消费的数量，一般还有个有效期限。每次消费时，如果顾客出示这张卡片，则此次消费就会与以前或以后的消费相联系起来,这种做法就是在客户端保持状态。

3、发给顾客一张会员卡，除了卡号之外什么信息也不纪录，每次消费时，如果顾客出示该卡片，则店员在店里的纪录本上找到这个卡号对应的纪录添加一些消费信息,这种做法就是在服务器端保持状态。

由于HTTP协议是无状态的，而出于种种考虑也不希望使之成为有状态的，因此，后面两种方案就成为现实的选择。具体来说cookie机制采用的是在客户端保持状态的方案，而session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。同时我们也看到，由于采用服务器端保持状态的方案在客户端也需要保存一个标识，所以session机制可能需要借助于cookie机制来达到保存标识的目的，但实际上它还有其他选择。

2、cookie的作用：

Cookie是解决HTTP无状态性的有效手段，服务器可以设置或读取Cookie中所包含的信息。当用户登录后，服务器会发送包含登录凭据的Cookie到用户浏览器客户端，而浏览器对该Cookie进行某种形式的存储（内存或硬盘）。用户再次访问该网站时，浏览器会发送该Cookie（Cookie未到期时）到服务器，服务器对该凭据进行验证，合法时使用户不必输入用户名和密码就可以直接登录。

本质上讲，Cookie是一段文本信息。客户端请求服务器时，如果服务器需要记录用户状态，就在响应用户请求时发送一段Cookie信息。客户端浏览器保存该Cookie信息，当用户再次访问该网站时，浏览器会把Cookie做为请求信息的一部分提交给服务器。服务器检查Cookie内容，以此来判断用户状态，服务器还会对Cookie信息进行维护，必要时会对Cookie内容进行修改。

3、cookie实现原理

Cookie定义了一些HTTP请求头和HTTP响应头，通过这些HTTP头信息使服务器可以与客户进行状态交互。
客户端请求服务器后，如果服务器需要记录用户状态，服务器会在响应信息中包含一个Set-Cookie的响应头，客户端会根据这个响应头存储Cookie信息。再次请求服务器时，客户端会在请求信息中包含一个Cookie请求头，而服务器会根据这个请求头进行用户身份、状态等较验。

4、cookie的类型

Cookie总时由用户客户端进行保存的（一般是浏览器），按其存储位置可分为：内存式Cookie（cookie是指在不设定它的生命周期expires时的状态）和硬盘式Cookie。
内存式Cookie存储在内存中，浏览器关闭后就会消失，由于其存储时间较短，因此也被称为非持久Cookie或会话Cookie。
硬盘式Cookie保存在硬盘中，其不会随浏览器的关闭而消失，除非用户手工清理或到了过期时间。由于硬盘式Cookie存储时间是长期的，因此也被称为持久Cookie。

5、机制的区别：

一、cookie机制和session机制的区别

具体来说cookie机制采用的是在客户端保持状态的方案，而session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。
　　同时我们也看到，由于在服务器端保持状态的方案在客户端也需要保存一个标识，所以session机制可能需要借助于cookie机制来达到保存标识的目的，但实际上还有其他选择。

二、会话cookie和持久cookie的区别

如果不设置过期时间，则表示这个cookie生命周期为浏览器会话期间，只要关闭浏览器窗口，cookie就消失了。这种生命期为浏览会话期的cookie被称为会话cookie。会话cookie一般不保存在硬盘上而是保存在内存里。
　　如果设置了过期时间，浏览器就会把cookie保存到硬盘上，关闭后再次打开浏览器，这些cookie依然有效直到超过设定的过期时间。
　　存储在硬盘上的cookie可以在不同的浏览器进程间共享，比如两个IE窗口。而对于保存在内存的cookie，不同的浏览器有不同的处理方式。

三、理解cookie机制

cookie机制的基本原理就如上面的例子一样简单，但是还有几个问题需要解决：“会员卡”如何分发；“会员卡”的内容；以及客户如何使用“会员卡”。

正统的cookie分发是通过扩展HTTP协议来实现的，服务器通过在HTTP的响应头中加上一行特殊的指示以提示浏览器按照指示生成相应的cookie。然而纯粹的客户端脚本如JavaScript或者VBScript也可以生成cookie。

而cookie的使用是由浏览器按照一定的原则在后台自动发送给服务器的。浏览器检查所有存储的cookie，如果某个cookie所声明的作用范围大于等于将要请求的资源所在的位置，则把该cookie附在请求资源的HTTP请求头上发送给服务器。意思是麦当劳的会员卡只能在麦当劳的店里出示，如果某家分店还发行了自己的会员卡，那么进这家店的时候除了要出示麦当劳的会员卡，还要出示这家店的会员卡。

cookie的内容主要包括：名字，值，过期时间，路径和域。
其中域可以指定某一个域比如.google.com，相当于总店招牌，比如宝洁公司，也可以指定一个域下的具体某台机器比如www.google.com或者froogle.google.com，可以用飘柔来做比。
路径就是跟在域名后面的URL路径，比如/或者/foo等等，可以用某飘柔专柜做比。
路径与域合在一起就构成了cookie的作用范围。

如果不设置过期时间，则表示这个cookie的生命期为浏览器会话期间，只要关闭浏览器窗口，cookie就消失了。这种生命期为浏览器会话期的cookie被称为会话cookie。会话cookie一般不存储在硬盘上而是保存在内存里，当然这种行为并不是规范规定的。如果设置了过期时间，浏览器就会把cookie保存到硬盘上，关闭后再次打开浏览器，这些cookie仍然有效直到超过设定的过期时间。

存储在硬盘上的cookie可以在不同的浏览器进程间共享，比如两个IE窗口。而对于保存在内存里的cookie，不同的浏览器有不同的处理方式。对于IE，在一个打开的窗口上按Ctrl-N（或者从文件菜单）打开的窗口可以与原窗口共享，而使用其他方式新开的IE进程则不能共享已经打开的窗口的内存cookie；对于Mozilla Firefox0.8，所有的进程和标签页都可以共享同样的cookie。一般来说是用javascript的window.open打开的窗口会与原窗口共享内存cookie。浏览器对于会话cookie的这种只认cookie不认人的处理方式经常给采用session机制的web应用程序开发者造成很大的困扰。

下面就是一个goolge设置cookie的响应头的例子
HTTP/1.1 302 Found
Location: http://www.google.com/intl/zh-CN/
Set-Cookie: PREF=ID=0565f77e132de138:NW=1:TM=1098082649:LM=1098082649:S=KaeaCFPo49RiA_d8; expires=Sun, 17-Jan-2038 19:14:07 GMT; path=/; domain=.google.com
Content-Type: text/html
浏览器在再次访问goolge的资源时自动向外发送cookie

四、理解session的机制

session机制是一种服务器端的机制，服务器使用一种类似于散列表的结构（也可能就是使用散列表）来保存信息。

当程序需要为某个客户端的请求创建一个session的时候，服务器首先检查这个客户端的请求里是否已包含了一个session标识 - 称为session id，如果已包含一个session id则说明以前已经为此客户端创建过session，服务器就按照session id把这个session检索出来使用（如果检索不到，可能会新建一个），如果客户端请求不包含session id，则为此客户端创建一个session并且生成一个与此session相关联的session id，session id的值应该是一个既不会重复，又不容易被找到规律以仿造的字符串，这个session id将被在本次响应中返回给客户端保存。 保存这个session id的方式可以采用cookie，这样在交互过程中浏览器可以自动的按照规则把这个标识发挥给服务器。一般这个cookie的名字都是类似于SEEESIONID，而。比如weblogic对于web应用程序生成的cookie，JSESSIONID=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764，它的名字就是JSESSIONID。

由于cookie可以被人为的禁止，必须有其他机制以便在cookie被禁止时仍然能够把session id传递回服务器。经常被使用的一种技术叫做URL重写，就是把session id直接附加在URL路径的后面，附加方式也有两种，一种是作为URL路径的附加信息，表现形式为http://...../xxx;jsessionid=ByOK ... 99zWpBng!-145788764
另一种是作为查询字符串附加在URL后面，表现形式为http://...../xxx?jsessionid=ByOK ... 99zWpBng!-145788764
这两种方式对于用户来说是没有区别的，只是服务器在解析的时候处理的方式不同，采用第一种方式也有利于把session id的信息和正常程序参数区分开来。
为了在整个交互过程中始终保持状态，就必须在每个客户端可能请求的路径后面都包含这个session id。

另一种技术叫做表单隐藏字段。就是服务器会自动修改表单，添加一个隐藏字段，以便在表单提交时能够把session id传递回服务器。这种技术现在已较少应用，笔者接触过的很古老的iPlanet6(SunONE应用服务器的前身)就使用了这种技术。
实际上这种技术可以简单的用对action应用URL重写来代替。

在谈论session机制的时候，常常听到这样一种误解“只要关闭浏览器，session就消失了”。其实可以想象一下会员卡的例子，除非顾客主动对店家提出销卡，否则店家绝对不会轻易删除顾客的资料。对session来说也是一样的，除非程序通知服务器删除一个session，否则服务器会一直保留，程序一般都是在用户做log off的时候发个指令去删除session。然而浏览器从来不会主动在关闭之前通知服务器它将要关闭，因此服务器根本不会有机会知道浏览器已经关闭，之所以会有这种错觉，是大部分session机制都使用会话cookie来保存session id，而关闭浏览器后这个session id就消失了，再次连接服务器时也就无法找到原来的session。如果服务器设置的cookie被保存到硬盘上，或者使用某种手段改写浏览器发出的HTTP请求头，把原来的session id发送给服务器，则再次打开浏览器仍然能够找到原来的session。

恰恰是由于关闭浏览器不会导致session被删除，迫使服务器为seesion设置了一个失效时间，当距离客户端上一次使用session的时间超过这个失效时间时，服务器就可以认为客户端已经停止了活动，才会把session删除以节省存储空间。

iOS中的Cookie

当你访问一个网站时，NSURLRequest都会帮你主动记录下来你访问的站点设置的Cookie，如果 Cookie 存在的话，会把这些信息放在 NSHTTPCookieStorage 容器中共享，当你下次再访问这个站点时，NSURLRequest会拿着上次保存下来了的Cookie继续去请求。Cookie是由服务器端生成，发送给User-Agent（一般是浏览器或者客户端）,浏览器会将Cookie的key/value保存到某个目录下的文本文件内，下次请求同一网站地址时就发送该Cookie给服务器.Cookie必然会通过HTTP的Respone传过来，并且Cookie在Respone中的HTTP header中。

1、NSHTTPCookie

NSHTTPCookie对象代表一个HTTP cookie。 这是一个不可改变的对象，从一个包含cookie的属性的字典初始化,这个类可以用来手动创建cookie的Properties 。

//下面两个方法用于对象的创建和初始化 都是通过字典进行键值设置
- (nullable instancetype)initWithProperties:(NSDictionary<NSString *, id> *)properties;

+ (nullable NSHTTPCookie *)cookieWithProperties:(NSDictionary<NSString *, id> *)properties;

//返回Cookie数据中可用于添加HTTP头字段的字典
+ (NSDictionary<NSString *, NSString *> *)requestHeaderFieldsWithCookies:(NSArray<NSHTTPCookie *> *)cookies;

//从指定的响应头和URL地址中解析出Cookie数据
+ (NSArray<NSHTTPCookie *> *)cookiesWithResponseHeaderFields:(NSDictionary<NSString *, NSString *> *)headerFields forURL:(NSURL *)URL;

//Cookie数据中的属性字典
@property (nullable, readonly, copy) NSDictionary<NSString *, id> *properties;

//请求响应的版本
@property (readonly) NSUInteger version;

//请求相应的名称
@property (readonly, copy) NSString *name;

//请求相应的值
@property (readonly, copy) NSString *value;

//过期时间
@property (nullable, readonly, copy) NSDate *expiresDate;

//请求的域名
@property (readonly, copy) NSString *domain;

//请求的路径
@property (readonly, copy) NSString *path;

//是否是安全传输
@property (readonly, getter=isSecure) BOOL secure;

//是否只发送HTTP的服务
@property (readonly, getter=isHTTPOnly) BOOL HTTPOnly;

//响应的文档
@property (nullable, readonly, copy) NSString *comment;

//相应的文档URL
@property (nullable, readonly, copy) NSURL *commentURL;

//服务端口列表
@property (nullable, readonly, copy) NSArray<NSNumber *> *portList;

2、NSHTTPCookieStorage

NSHTTPCookieStorage提供了管理所有NSHTTPCookie对象的接口,在OS X里cookie是在所有程序中共享的，而在iOS中,cookie只当当前应用中有效。NSHTTPCookieStorage类采用单例的设计模式，其中管理着所有HTTP请求的Cookie信息,更改cookie的接受政策将会影响当前所有正在使用cookie的app。

//获取单例对象
+ (NSHTTPCookieStorage *)sharedHTTPCookieStorage;    

//所有Cookie数据数组 其中存放NSHTTPCookie对象
@property (nullable , readonly, copy) NSArray<NSHTTPCookie *> *cookies;   

//手动设置一条Cookie数据
- (void)setCookie:(NSHTTPCookie *)cookie;   

//删除某条Cookie信息
- (void)deleteCookie:(NSHTTPCookie *)cookie;    

//获取某个特定URL的所有Cookie数据
- (nullable NSArray<NSHTTPCookie *> *)cookiesForURL:(NSURL *)URL;    

//删除某个时间后的所有Cookie信息 iOS8后可用
- (void)removeCookiesSinceDate:(NSDate *)date NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);    

//为某个特定的URL设置Cookie
- (void)setCookies:(NSArray<NSHTTPCookie *> *)cookies forURL:(nullable NSURL *)URL mainDocumentURL:(nullable NSURL *)mainDocumentURL

/*
枚举如下：
typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSHTTPCookieAcceptPolicy) {
    NSHTTPCookieAcceptPolicyAlways,//接收所有Cookie信息
    NSHTTPCookieAcceptPolicyNever,//不接收所有Cookie信息
    NSHTTPCookieAcceptPolicyOnlyFromMainDocumentDomain//只接收主文档域的Cookie信息
};
*/
@property NSHTTPCookieAcceptPolicy cookieAcceptPolicy;//Cookie数据的接收协议

**系统下面的两个通知与Cookie管理有关**

//Cookie数据的接收协议改变时发送的通知
FOUNDATION_EXPORT NSString * const NSHTTPCookieManagerAcceptPolicyChangedNotification;
//管理的Cookie数据发生变化时发送的通知
FOUNDATION_EXPORT NSString * const NSHTTPCookieManagerCookiesChangedNotification;

**存放和获取一个task任务所对应的cookie，iOS8.0以后支持**
- (void)storeCookies:(NSArray<NSHTTPCookie *> *)cookies forTask:(NSURLSessionTask *)task NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);
- (void)getCookiesForTask:(NSURLSessionTask *)task completionHandler:(void (^) (NSArray<NSHTTPCookie *> * _Nullable cookies))completionHandler NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);

设置cookie(手动创建的cookie不会储存到本地)

 NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
    
    NSMutableDictionary *cookieProperties = [NSMutableDictionary dictionary];
    [cookieProperties setObject:@"username" forKey:NSHTTPCookieName];
    [cookieProperties setObject:@"my ios cookie" forKey:NSHTTPCookieValue];
    [cookieProperties setObject:@"dev.skyfox.org" forKey:NSHTTPCookieDomain];
    [cookieProperties setObject:@"dev.skyfox.org" forKey:NSHTTPCookieOriginURL];
    [cookieProperties setObject:@"/" forKey:NSHTTPCookiePath];
    [cookieProperties setObject:@"0" forKey:NSHTTPCookieVersion];
    [cookieProperties setObject:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5] forKey:NSHTTPCookieExpires];//设置失效时间
    [cookieProperties setObject:@"0" forKey:NSHTTPCookieDiscard]; //设置sessionOnly
    
    NSHTTPCookie *cookie = [NSHTTPCookie cookieWithProperties:cookieProperties];
    [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] setCookie:cookie];

清除Cookie

清除所有的cookie 方法：

    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"];  
    if (url) {  
        NSArray *cookies = [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] cookiesForURL:url];  
        for (int i = 0; i < [cookies count]; i++) {  
            NSHTTPCookie *cookie = (NSHTTPCookie *)[cookies objectAtIndex:i];  
            [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] deleteCookie:cookie];  
       }  

[[NSURLCache sharedURLCache] removeAllCachedResponses];

清除某一个特定的cookie方法：

NSArray * cookArray = [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] cookiesForURL:[NSURL URLWithString:@"指定URL"]];
 for (NSHTTPCookie*cookie in cookArray) { 
 if ([cookie.name isEqualToString:@"cookiename"]) { 
 [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] deleteCookie:cookie]; 
    } 
 } 

清除某一个url缓存的方法：

[[NSURLCache sharedURLCache] removeCachedResponseForRequest:[NSURLRequest requestWithURL:url]];

NSArray * cookArray = [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] cookiesForURL:[NSURL URLWithString:@"指定URL"]];
 for (NSHTTPCookie*cookie in cookArray) { 
     [[NSHTTPCookieStorage sharedHTTPCookieStorage] deleteCookie:cookie]; 
 } 

参考链接：

http://blog.csdn.NET/jzhf2012/article/details/8496502

http://blog.csdn.net/u014753892/article/details/52821268

http://www.jb51.net/article/88173.htm

http://www.skyfox.org/ios-url-request-cookie.html