Token、Session、Cookie、JWT、OAuth2:一文给你彻底讲透!

大家好！我是谦！今天给大家分享几个常见又容易混淆的概念！

发现小伙伴们，对Token、Session、Cookie、JWT、OAuth2这些概念非常容易搞混。

有些小伙伴在工作中可能会遇到过这样的困惑：

• 做登录功能时，到底该用Session还是JWT？
• OAuth2和Token是什么关系？
• 为什么有的方案要把Token存在Cookie里？

今天这篇文章就来和小伙伴们一起聊聊这个话题，希望对各位会有所帮助。

一、以餐厅就餐为例开始讲

为了更好地理解，我先用一个餐厅就餐的比喻来解释这些概念：

现在，让我们深入每个概念的技术细节。

二、Cookie：HTTP的世界身份证

2.1 什么是Cookie？

Cookie 是一小段文本信息，由服务器通过 HTTP 响应头中的 Set-Cookie字段发送至浏览器，并由浏览器存储。随后，在每一次对该服务器的后续 HTTP 请求中，浏览器都会自动通过 Cookie请求头将其回传至服务器。

工作原理：

2.2 Cookie实战代码

// 服务器设置Cookie
@PostMapping("/login")
public ResponseEntity login(@RequestBody User user, HttpServletResponse response) {
    if (authService.authenticate(user)) {
        Cookie cookie = new Cookie("session_id", generateSessionId());
        cookie.setMaxAge(3600); // 1小时有效期
        cookie.setHttpOnly(true); // 防止XSS攻击
        cookie.setSecure(true); // 仅HTTPS传输
        cookie.setPath("/"); // 对整个站点有效
        response.addCookie(cookie);
        return ResponseEntity.ok().build();
    }
    return ResponseEntity.status(401).build();
}

// 读取Cookie
@GetMapping("/profile")
public ResponseEntity getProfile(@CookieValue("session_id") String sessionId) {
    User user = sessionService.getUserBySession(sessionId);
    return ResponseEntity.ok(user);
}

2.3 Cookie的重要属性

三、Session：服务端的用户档案

3.1 什么是Session？

Session 是用于在服务器端存储用户会话状态信息的机制。服务器会为每个会话分配一个唯一的 Session ID，并通过 Set-Cookie 字段将该 ID 下发至浏览器。浏览器在后续请求中自动携带此 ID，服务器便可通过此 ID 识别并还原用户的会话状态。

Session存储结构：

// 典型的Session数据结构
public class UserSession {
    private String sessionId;
    private String userId;
    private String username;
    private Date loginTime;
    private Date lastAccessTime;
    private Map<String, Object> attributes; // 自定义属性
    
    // 省略getter/setter
}

3.2 Session实战代码

// 基于Spring Session的实现
@PostMapping("/login")
public String login(@RequestParam String username, 
                   @RequestParam String password,
                   HttpSession session) {
    User user = userService.authenticate(username, password);
    if (user != null) {
        // 将用户信息存入Session
        session.setAttribute("currentUser", user);
        session.setAttribute("loginTime", new Date());
        return"redirect:/dashboard";
    }
    return"login?error=true";
}

@GetMapping("/dashboard")
public String dashboard(HttpSession session) {
    // 从Session获取用户信息
    User user = (User) session.getAttribute("currentUser");
    if (user == null) {
        return"redirect:/login";
    }
    return"dashboard";
}

3.3 Session的存储方案

1. 内存存储（默认）

# application.yml
server:
  servlet:
    session:
      timeout: 1800 # 30分钟过期时间

2. Redis分布式存储

@Configuration
@EnableRedisHttpSession // 启用Redis Session存储
public class SessionConfig {
    @Bean
    public LettuceConnectionFactory connectionFactory() {
        return new LettuceConnectionFactory();
    }
}

3. Session集群同步问题

四、Token：去中心化的身份令牌

4.1 什么是Token？

Token 是一种自包含的、无状态的身份验证令牌，服务器无需在服务端存储会话状态信息，所有用于身份验证和授权的必要数据均被编码并包含在 Token 内部。

Token 与 Session 的核心区别如下：

4.2 Token实战代码

// 生成Token
public String generateToken(User user) {
    long currentTime = System.currentTimeMillis();
    return JWT.create()
            .withIssuer("myapp") // 签发者
            .withSubject(user.getId()) // 用户ID
            .withClaim("username", user.getUsername())
            .withClaim("role", user.getRole())
            .withIssuedAt(new Date(currentTime)) // 签发时间
            .withExpiresAt(new Date(currentTime + 3600000)) // 过期时间
            .sign(Algorithm.HMAC256(secret)); // 签名密钥
}

// 验证Token
public boolean validateToken(String token) {
    try {
        JWTVerifier verifier = JWT.require(Algorithm.HMAC256(secret))
                .withIssuer("myapp")
                .build();
        DecodedJWT jwt = verifier.verify(token);
        returntrue;
    } catch (JWTVerificationException exception) {
        returnfalse;
    }
}

五、JWT：现代化的Token标准

5.1 什么是JWT？

JWT（JSON Web Token）是一种开放标准（RFC 7519），用于在各方之间安全地传输信息作为JSON对象。

这种信息可以被验证和信任，因为它是数字签名的。

JWT结构：

header.payload.signature

解码示例：

// Header
{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}

// Payload
{
"sub": "1234567890",
"name": "John Doe",
"iat": 1516239022,
"exp": 1516242622
}

// Signature
HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  secret)

5.2 JWT实战代码

// 创建JWT
public String createJWT(User user) {
    return Jwts.builder()
            .setHeaderParam("typ", "JWT")
            .setSubject(user.getId())
            .setIssuer("myapp")
            .setIssuedAt(new Date())
            .setExpiration(new Date(System.currentTimeMillis() + 3600000))
            .claim("username", user.getUsername())
            .claim("role", user.getRole())
            .signWith(SignatureAlgorithm.HS256, secret.getBytes())
            .compact();
}

// 解析JWT
public Claims parseJWT(String jwt) {
    return Jwts.parser()
            .setSigningKey(secret.getBytes())
            .parseClaimsJws(jwt)
            .getBody();
}

// 在Spring Security中使用JWT
@Component
publicclass JwtFilter extends OncePerRequestFilter {
    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request, 
                                  HttpServletResponse response, 
                                  FilterChain chain) {
        String token = resolveToken(request);
        if (token != null && validateToken(token)) {
            Authentication auth = getAuthentication(token);
            SecurityContextHolder.getContext().setAuthentication(auth);
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
}

5.3 JWT的最佳实践

1. 安全存储

// 前端安全存储方案
// 不推荐：localStorage（易受XSS攻击）
// 推荐：HttpOnly Cookie（防XSS）或内存存储

2. 令牌刷新机制

// 双Token机制：Access Token + Refresh Token
publicclass TokenPair {
    private String accessToken;  // 短期有效：1小时
    private String refreshToken; // 长期有效：7天
}

// 刷新令牌接口
@PostMapping("/refresh")
public ResponseEntity refresh(@RequestBody RefreshRequest request) {
    String refreshToken = request.getRefreshToken();
    if (validateRefreshToken(refreshToken)) {
        String userId = extractUserId(refreshToken);
        String newAccessToken = generateAccessToken(userId);
        return ResponseEntity.ok(new TokenPair(newAccessToken, refreshToken));
    }
    return ResponseEntity.status(401).build();
}

六、OAuth 2.0：授权框架之王

6.1 什么是OAuth 2.0？

OAuth 2.0是一个授权框架，允许第三方应用在获得用户授权后，代表用户访问受保护的资源。

OAuth 2.0角色：

• 资源所有者（Resource Owner）：用户
• 客户端（Client）：第三方应用
• 授权服务器（Authorization Server）：颁发访问令牌
• 资源服务器（Resource Server）：托管受保护资源

6.2 OAuth 2.0授权码流程

6.3 OAuth 2.0实战代码

// Spring Security OAuth2配置
@Configuration
@EnableAuthorizationServer
publicclass AuthorizationServerConfig extends AuthorizationServerConfigurerAdapter {
    
    @Autowired
    private AuthenticationManager authenticationManager;
    
    @Override
    public void configure(ClientDetailsServiceConfigurer clients) throws Exception {
        clients.inMemory()
                .withClient("clientapp")
                .secret(passwordEncoder.encode("123456"))
                .authorizedGrantTypes("authorization_code", "refresh_token")
                .scopes("read", "write")
                .redirectUris("http://localhost:8080/callback");
    }
    
    @Override
    public void configure(AuthorizationServerEndpointsConfigurer endpoints) {
        endpoints.authenticationManager(authenticationManager)
                .tokenStore(tokenStore())
                .accessTokenConverter(accessTokenConverter());
    }
}

// 资源服务器配置
@Configuration
@EnableResourceServer
publicclass ResourceServerConfig extends ResourceServerConfigurerAdapter {
    
    @Override
    public void configure(HttpSecurity http) throws Exception {
        http.authorizeRequests()
                .antMatchers("/api/public/**").permitAll()
                .antMatchers("/api/private/**").authenticated()
                .antMatchers("/api/admin/**").hasRole("ADMIN");
    }
}

七、五大概念对比

为了能家更清晰地理解这五个概念的关系和区别，我准备了以下对比表格：

7.1 功能定位对比

7.2 应用场景对比

7.3 安全考虑对比

总结

通过今天的深入探讨，我们可以得出以下结论：

• Cookie 是载体：作为 HTTP 协议的状态管理机制，它是 Session 和 Token 的一种重要传输媒介。
• Session 是状态：指在服务器端维护的用户会话状态信息，通常需要借助 Cookie 或 URL 重写实现状态保持。
• Token 是凭证：是一种用于身份验证与授权的凭证，可存放于 Cookie、HTTP 头部或 URL 中。
• JWT 是标准：代表一种 Token 的标准化实现方式，设计自包含、可验证且可信任。
• OAuth 2.0 是框架：是一套完整的第三方授权框架，明确了标准的授权流程与交互方式。

最终建议如下：

• 简单 Web 应用可采用：Session + Cookie
• 前后端分离架构推荐：JWT + HTTP Header
• 需接入第三方授权时使用：OAuth 2.0 + JWT

没有绝对最优的方案，只有最适合具体业务场景的选择。