剖析Python的Tornado框架中session支持的实现代码

# 继承 SessionData 类 
class Session(SessionData): 
  # 初始化，绑定 session_manager 和 tornado 的对应 handler 
  def __init__(self, session_manager, request_handler): 
    self.session_manager = session_manager 
    self.request_handler = request_handler 
 
    try: 
      # 正常是获取该 session 的所有数据，以 SessionData 的形式保存 
      current_session = session_manager.get(request_handler) 
    except InvalidSessionException: 
      # 如果是第一次访问会抛出异常，异常的时候是获取了一个空的 SessionData 对象,里面没有数据，但包含新生成的 
      # session_id 和 hmac_key 
      current_session = session_manager.get() 
 
    # 取出 current_session 中的数据，以键值对的形式迭代存下 
    for key, data in current_session.iteritems(): 
      self[key] = data 
 
    # 保存下 session_id 
    self.session_id = current_session.session_id 
    # 以及对应的 hmac_key 
    self.hmac_key = current_session.hmac_key 
 
  # 定义 save 方法，用于 session 修改后的保存，实际调用 session_manager 的 set 方法 
  def save(self): 
    self.session_manager.set(self.request_handler, self) 

__init__ 方法比较难理解，基本流程是定义自己的 session_manager 和 handler 处理对象。然后通过 session_manager 获得已有的 session 数据，用这些数据初始化一个访问的用户的 session, 如果用户是第一次访问，那么他拿到的是一个新的 SessionData 对象，因为有可能是新用户，所以这里要对 session_id 和 hmac_key（什么鬼） 进行赋值。
而 save 方法是提供了对修改 session 数据后的保存接口，实际是调用 session_manager 的 set 方法，具体实现先不考虑。

看到这两个类，你就应该对 session 的工作有基本理解，可以从用户访问的流程来考虑。注意 BaseHandler 这个入口，每个用户的访问都是一次 HTTP 请求。当用户第一次访问或者上一次的 session 过期了，这时用户访问时 tornado 建立了一个 handler 对象（该 handler 一定继承于 BaseHandler），并且在初始化时建立了一个 session 对象，因为是新访问，所以目前 session 里面没有数据，在之后采用 键/值 对的形式读写 session（不要忘了 Session 具有字典的所有操作），修改后通过 save 方法保存 session。如果用户不是新访问，那么也是按照上述的流程，不过 session 初始化时把 之前的数据取出来保存在该实例中。当用户结束访问，HTTP 断开连接，handler 实例销毁，session 实例销毁（注意，是实例销毁，不是数据销毁）。

下面准备讲 SessionManager 是吧，来～一个一个函数看～

首先是初始化，设置密钥， memcache 地址，session 超时时间。

# 初始化需要一个用于 session 加密的 secret, memcache 地址, session 的过期时间 
def __init__(self, secret, memcached_address, session_timeout): 
  self.secret = secret 
  self.memcached_address = memcached_address 
  self.session_timeout = session_timeout 

# 该方法用 session_id 从 memcache 中取出数据 
def _fetch(self, session_id): 
  try: 
    # 连接 memcache 服务器 
    mc = memcache.Client(self.memcached_address, debug=0) 
    # 获取数据 
    session_data = raw_data = mc.get(session_id) 
    if raw_data != None: 
      # 为了重新刷新 timeout 
      mc.replace(session_id, raw_data, self.session_timeout, 0) 
      # 反序列化 
      session_data = pickle.loads(raw_data) 
    # 如果拿到的数据是字典形式，才进行返回 
    if type(session_data) == type({}): 
      return session_data 
    else: 
      return {} 
  except IOError: 
    return {} 

def get(self, request_handler = None): 
 
  # 获取对应的 session_id 和 hmac_key 
  if (request_handler == None): 
    session_id = None 
    hmac_key = None 
  else: 
    # session 的基础还是靠 cookie 
    session_id = request_handler.get_secure_cookie("session_id") 
    hmac_key = request_handler.get_secure_cookie("verification") 
 
  # session_id 不存在的时候则生成一个新的 session_id 和 hmac_key 
  if session_id == None: 
    session_exists = False 
    session_id = self._generate_id() 
    hmac_key = self._generate_hmac(session_id) 
  else: 
    session_exists = True 
 
  # 检查 hmac_key 
  check_hmac = self._generate_hmac(session_id) 
  # 不通过则抛出异常 
  if hmac_key != check_hmac: 
    raise InvalidSessionException() 
 
  # 新建 SessionData 对象 
  session = SessionData(session_id, hmac_key) 
 
  if session_exists: 
    # 通过 _fetch 方法获取 memcache 中该 session 的所有数据 
    session_data = self._fetch(session_id) 
    for key, data in session_data.iteritems(): 
      session[key] = data 
 
  return session 

# 设置新的 session,需要设置 handler 的 cookie 和 memcache 客户端 
def set(self, request_handler, session): 
  # 设置浏览器的 cookie 
  request_handler.set_secure_cookie("session_id", session.session_id) 
  request_handler.set_secure_cookie("verification", session.hmac_key) 
  # 用 pickle 进行序列化 
  session_data = pickle.dumps(dict(session.items()), pickle.HIGHEST_PROTOCOL) 
  # 连接 memcache 服务器 
  mc = memcache.Client(self.memcached_address, debug=0) 
  # 写入 memcache 
  mc.set(session.session_id, session_data, self.session_timeout, 0) 

# 生成 session_id 
def _generate_id(self): 
  new_id = hashlib.sha256(self.secret + str(uuid.uuid4())) 
  return new_id.hexdigest() 
 
# 生成 hmac_key 
def _generate_hmac(self, session_id): 
  return hmac.new(session_id, self.secret, hashlib.sha256).hexdigest()