九种跨域方式实现原理

九种跨域方式实现原理

前言


前后端数据交互经常会碰到请求跨域,什么是跨域,以及有哪几种跨域方式,这是本文要探讨的内容。本文完整的源代码请猛戳github。


一、什么是跨域?


1.什么是同源策略及其限制内容?
同源策略是一种约定,它是浏览器最核心也最基本的安全功能,如果缺少了同源策略,浏览器很容易受到 XSS、CSFR 等攻击。所谓同源是指"协议+域名+端口"三者相同,即便两个不同的域名指向同一个 ip 地址,也非同源。


同源策略限制内容有:

  • Cookie、LocalStorage、IndexedDB 等存储性内容
  • DOM 节点
  • AJAX 请求发送后,结果被浏览器拦截了

但是有三个标签是允许跨域加载资源:

  • <imgsrc=XXX>
  • <linkhref=XXX>
  • <scriptsrc=XXX>

2.常见跨域场景
当协议、子域名、主域名、端口号中任意一个不相同时,都算作不同域。不同域之间相互请求资源,就算作“跨域”。常见跨域场景如下图所示:

特别说明两点:
第一:如果是协议和端口造成的跨域问题“前台”是无能为力的。
第二:在跨域问题上,仅仅是通过“URL 的首部”来识别而不会根据域名对应的 IP 地址是否相同来判断。“URL 的首部”可以理解为“协议, 域名和端口必须匹配”


这里你或许有个疑问:请求跨域了,那么请求到底发出去没有?


跨域并不是请求发不出去,请求能发出去,服务端能收到请求并正常返回结果,只是结果被浏览器拦截了。你可能会疑问明明通过表单的方式可以发起跨域请求,为什么 Ajax 就不会?因为归根结底,跨域是为了阻止用户读取到另一个域名下的内容,Ajax 可以获取响应,浏览器认为这不安全,所以拦截了响应。但是表单并不会获取新的内容,所以可以发起跨域请求。同时也说明了跨域并不能完全阻止 CSRF,因为请求毕竟是发出去了。


二、跨域解决方案


1.jsonp
1)JSONP 原理
利用 script 标签没有跨域限制的漏洞,网页可以得到从其他来源动态产生的 JSON 数据。JSONP 请求一定需要对方的服务器做支持才可以。


2)JSONP 和 AJAX 对比
JSONP 和 AJAX 相同,都是客户端向服务器端发送请求,从服务器端获取数据的方式。但 AJAX 属于同源策略,JSONP 属于非同源策略(跨域请求)


3)JSONP 优缺点
JSONP 优点是简单兼容性好,可用于解决主流浏览器的跨域数据访问的问题。缺点是仅支持 get 方法具有局限性,不安全可能会遭受 XSS 攻击。


4)JSONP 的实现流程

  • 声明一个回调函数,其函数名(如 show)当做参数值,要传递给跨域请求数据的服务器,函数形参为要获取目标数据(服务器返回的 data)。
  • 创建一个script标签,把那个跨域的 API 数据接口地址,赋值给 script 的 src,还要在这个地址中向服务器传递该函数名(可以通过问号传参:?callback=show)。
  • 服务器接收到请求后,需要进行特殊的处理:把传递进来的函数名和它需要给你的数据拼接成一个字符串,例如:传递进去的函数名是 show,它准备好的数据是show('我不爱你')
  • 最后服务器把准备的数据通过 HTTP 协议返回给客户端,客户端再调用执行之前声明的回调函数(show),对返回的数据进行操作。

在开发中可能会遇到多个 JSONP 请求的回调函数名是相同的,这时候就需要自己封装一个 JSONP 函数。

// index.html
function jsonp({ url, params, callback }) {
 return new Promise((resolve, reject) ={
 let script = document.createElement('script')
 window[callback] = function(data) {
      resolve(data)
 document.body.removeChild(script)
    }
    params = { ...params, callback } // wd=b&callback=show
 let arrs = []
 for (let key in params) {
      arrs.push(`${key}=${params[key]}`)
    }
    script.src = `${url}?${arrs.join('&')}`
 document.body.appendChild(script)
  })
}
jsonp({
 url: 'http://localhost:3000/say',
 params: { wd: 'Iloveyou' },
 callback: 'show'
}).then(data ={
 console.log(data)
})


上面这段代码相当于向http://localhost:3000/say?wd=Iloveyou&callback=show这个地址请求数据,然后后台返回show('我不爱你'),最后会运行 show()这个函数,打印出'我不爱你'

// server.js
let express = require('express') let app = express() app.get('/say',
function(req, res) {
    let {
        wd,
        callback
    } = req.query console.log(wd) // Iloveyou
    console.log(callback) // show
    res.end(`$ {
        callback
    } ('我不爱你')`)
}) app.listen(3000)


5) jQuery 的 jsonp 形式
JSONP 都是 GET 和异步请求的,不存在其他的请求方式和同步请求,且 jQuery 默认就会给 JSONP 的请求清除缓存。

$.ajax({
    url: "http://crossdomain.com/jsonServerResponse",
    dataType: "jsonp",
    type: "get",
    //可以省略
    jsonpCallback: "show",
    //->自定义传递给服务器的函数名,而不是使用jQuery自动生成的,可省略
    jsonp: "callback",
    //->把传递函数名的那个形参callback,可省略
    success: function(data) {
        console.log(data);
    }
});



2.cors
CORS 需要浏览器和后端同时支持。IE 8 和 9 需要通过 XDomainRequest 来实现
浏览器会自动进行 CORS 通信,实现 CORS 通信的关键是后端。只要后端实现了 CORS,就实现了跨域。
服务端设置 Access-Control-Allow-Origin 就可以开启 CORS。 该属性表示哪些域名可以访问资源,如果设置通配符则表示所有网站都可以访问资源。
虽然设置 CORS 和前端没什么关系,但是通过这种方式解决跨域问题的话,会在发送请求时出现两种情况,分别为简单请求复杂请求


1) 简单请求
只要同时满足以下两大条件,就属于简单请求
条件 1:使用下列方法之一:

  • GET
  • HEAD
  • POST

条件 2:Content-Type 的值仅限于下列三者之一:

  • text/plain
  • multipart/form-data
  • application/x-www-form-urlencoded

请求中的任意 XMLHttpRequestUpload 对象均没有注册任何事件监听器; XMLHttpRequestUpload 对象可以使用 XMLHttpRequest.upload 属性访问。


2) 复杂请求
不符合以上条件的请求就肯定是复杂请求了。
复杂请求的 CORS 请求,会在正式通信之前,增加一次 HTTP 查询请求,称为"预检"请求,该请求是 option 方法的,通过该请求来知道服务端是否允许跨域请求。
我们用PUT向后台请求时,属于复杂请求,后台需做如下配置:

// 允许哪个方法访问我
res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'PUT')
// 预检的存活时间
res.setHeader('Access-Control-Max-Age', 6)
// OPTIONS请求不做任何处理
if (req.method === 'OPTIONS') {
    res.end()
}
// 定义后台返回的内容
app.put('/getData',
function(req, res) {
    console.log(req.headers) res.end('我不爱你')
})


接下来我们看下一个完整复杂请求的例子,并且介绍下 CORS 请求相关的字段

// index.html
let xhr = new XMLHttpRequest() document.cookie = 'name=xiamen' // cookie不能跨域
xhr.withCredentials = true // 前端设置是否带cookie
xhr.open('PUT', 'http://localhost:4000/getData', true) xhr.setRequestHeader('name', 'xiamen') xhr.onreadystatechange = function() {
    if (xhr.readyState === 4) {
        if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status === 304) {
            console.log(xhr.response)
            //得到响应头,后台需设置Access-Control-Expose-Headers
            console.log(xhr.getResponseHeader('name'))
        }
    }
}
xhr.send()

//server1.js
let express = require('express');
let app = express();
app.use(express.static(__dirname));
app.listen(3000);

//server2.js
let express = require('express') let app = express() let whitList = ['http://localhost:3000'] //设置白名单
app.use(function(req, res, next) {
    let origin = req.headers.origin
    if (whitList.includes(origin)) {
        // 设置哪个源可以访问我
        res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', origin)
        // 允许携带哪个头访问我
        res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers', 'name')
        // 允许哪个方法访问我
        res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'PUT')
        // 允许携带cookie
        res.setHeader('Access-Control-Allow-Credentials', true)
        // 预检的存活时间
        res.setHeader('Access-Control-Max-Age', 6)
        // 允许返回的头
        res.setHeader('Access-Control-Expose-Headers', 'name') if (req.method === 'OPTIONS') {
            res.end() // OPTIONS请求不做任何处理
        }
    }
    next()
}) app.put('/getData',
function(req, res) {
    console.log(req.headers) res.setHeader('name', 'jw') //返回一个响应头,后台需设置
    res.end('我不爱你')
}) app.get('/getData',
function(req, res) {
    console.log(req.headers) res.end('我不爱你')
}) app.use(express.static(__dirname)) app.listen(4000)



上述代码由http://localhost:3000/index.htmlhttp://localhost:4000/跨域请求,正如我们上面所说的,后端是实现 CORS 通信的关键。


3.postMessage


postMessage 是 HTML5 XMLHttpRequest Level 2 中的 API,且是为数不多可以跨域操作的 window 属性之一,它可用于解决以下方面的问题:

  • 页面和其打开的新窗口的数据传递
  • 多窗口之间消息传递
  • 页面与嵌套的 iframe 消息传递
  • 上面三个场景的跨域数据传递

postMessage()方法允许来自不同源的脚本采用异步方式进行有限的通信,可以实现跨文本档、多窗口、跨域消息传递

otherWindow.postMessage(message, targetOrigin, [transfer]);
  • message: 将要发送到其他 window 的数据。
  • targetOrigin:通过窗口的 origin 属性来指定哪些窗口能接收到消息事件,其值可以是字符串"*"(表示无限制)或者一个 URI。在发送消息的时候,如果目标窗口的协议、主机地址或端口这三者的任意一项不匹配 targetOrigin 提供的值,那么消息就不会被发送;只有三者完全匹配,消息才会被发送。
  • transfer(可选):是一串和 message 同时传递的 Transferable 对象. 这些对象的所有权将被转移给消息的接收方,而发送一方将不再保有所有权。

接下来我们看个例子: http://localhost:3000/a.html页面向http://localhost:4000/b.html传递“我爱你”,然后后者传回"我不爱你"。

// a.html
< iframe src = "http://localhost:4000/b.html"frameborder = "0"id = "frame"onload = "load()" > </iframe/ / 等它加载完触发一个事件
//内嵌在http://localhost:3000/a.html
< script >
function load() {
    let frame = document.getElementById('frame') frame.contentWindow.postMessage('我爱你', 'http://localhost:4000') //发送数据
    window.onmessage = function(e) { //接受返回数据
        console.log(e.data) //我不爱你
    }
} < /script>

/ / b.html window.onmessage = function(e) {
    console.log(e.data) //我爱你
    e.source.postMessage('我不爱你', e.origin)
}


4.websocket


Websocket 是 HTML5 的一个持久化的协议,它实现了浏览器与服务器的全双工通信,同时也是跨域的一种解决方案。WebSocket 和 HTTP 都是应用层协议,都基于 TCP 协议。但是 WebSocket 是一种双向通信协议,在建立连接之后,WebSocket 的 server 与 client 都能主动向对方发送或接收数据。同时,WebSocket 在建立连接时需要借助 HTTP 协议,连接建立好了之后 client 与 server 之间的双向通信就与 HTTP 无关了。
原生 WebSocket API 使用起来不太方便,我们使用Socket.io,它很好地封装了 webSocket 接口,提供了更简单、灵活的接口,也对不支持 webSocket 的浏览器提供了向下兼容。
我们先来看个例子:本地文件 socket.html 向localhost:3000发生数据和接受数据

// socket.html
< script > let socket = new WebSocket('ws://localhost:3000');
socket.onopen = function() {
    socket.send('我爱你'); //向服务器发送数据
}
socket.onmessage = function(e) {
    console.log(e.data); //接收服务器返回的数据
} < /script>

/ / server.js let express = require('express');
let app = express();
let WebSocket = require('ws'); //记得安装ws
let wss = new WebSocket.Server({
    port: 3000
});
wss.on('connection',
function(ws) {
    ws.on('message',
    function(data) {
        console.log(data);
        ws.send('我不爱你')
    });
})


5. Node 中间件代理(两次跨域)


实现原理:同源策略是浏览器需要遵循的标准,而如果是服务器向服务器请求就无需遵循同源策略。
代理服务器,需要做以下几个步骤:

  • 接受客户端请求 。
  • 将请求 转发给服务器。
  • 拿到服务器 响应 数据。
  • 将 响应 转发给客户端。



我们先来看个例子:本地文件 index.html 文件,通过代理服务器http://localhost:3000向目标服务器http://localhost:4000请求数据。

// index.html(http://127.0.0.1:5500)
< script src = "https://cdn.bootcss.com/jquery/3.3.1/jquery.min.js" > </script>
 <script>
      $.ajax({
 url: 'http:/ / localhost: 3000 ',
 type: 'post ',
 data: { name: 'xiamen ', password: '123456 ' },
 contentType: 'application / json;
charset = utf - 8 ',
 success: function(result) {
 console.log(result) // {"title":"fontend","password":"123456"}
        },
 error: function(msg) {
 console.log(msg)
        }
      })
 </script>

// server1.js 代理服务器(http://localhost:3000)
const http = require('http ')
// 第一步:接受客户端请求
const server = http.createServer((request, response) ={
 // 代理服务器,直接和浏览器直接交互,需要设置CORS 的首部字段
  response.writeHead(200, {
 'Access - Control - Allow - Origin ': ' * ',
 'Access - Control - Allow - Methods ': ' * ',
 'Access - Control - Allow - Headers ': 'Content - Type '
  })
 // 第二步:将请求转发给服务器
 const proxyRequest = http
    .request(
      {
 host: '127.0.0.1 ',
 port: 4000,
 url: ' / ',
 method: request.method,
 headers: request.headers
      },
      serverResponse ={
 // 第三步:收到服务器的响应
 var body = ''
        serverResponse.on('data ', chunk ={
          body += chunk
        })
        serverResponse.on('end ', () ={
 console.log('The data is ' + body)
 // 第四步:将响应结果转发给浏览器
          response.end(body)
        })
      }
    )
    .end()
})
server.listen(3000, () ={
 console.log('The proxyServer is running at http: //localhost:3000')
})

// server2.js(http://localhost:4000)
const http = require('http') const data = {
    title: 'fontend',
    password: '123456'
}
const server = http.createServer((request, response) = {
    if (request.url === '/') {
        response.end(JSON.stringify(data))
    }
}) server.listen(4000, () = {
    console.log('The server is running at http://localhost:4000')
})

上述代码经过两次跨域,值得注意的是浏览器向代理服务器发送请求,也遵循同源策略,最后在 index.html 文件打印出{"title":"fontend","password":"123456"}


6.nginx 反向代理


实现原理类似于 Node 中间件代理,需要你搭建一个中转 nginx 服务器,用于转发请求。
使用 nginx 反向代理实现跨域,是最简单的跨域方式。只需要修改 nginx 的配置即可解决跨域问题,支持所有浏览器,支持 session,不需要修改任何代码,并且不会影响服务器性能。
实现思路:通过 nginx 配置一个代理服务器(域名与 domain1 相同,端口不同)做跳板机,反向代理访问 domain2 接口,并且可以顺便修改 cookie 中 domain 信息,方便当前域 cookie 写入,实现跨域登录。
先下载nginx,然后将 nginx 目录下的 nginx.conf 修改如下:

// proxy服务器
server {
    listen 80;
    server_name www.domain1.com;
    location / {
        proxy_pass http: //www.domain2.com:8080;  #反向代理
        proxy_cookie_domain www.domain2.com www.domain1.com;#修改cookie里域名index index.html index.htm;

        #当用webpack - dev - server等中间件代理接口访问nignx时,此时无浏览器参与,故没有同源限制,下面的跨域配置可不启用add_header Access - Control - Allow - Origin http: //www.domain1.com;  #当前端只跨域不带cookie时,可为*
        add_header Access - Control - Allow - Credentials true;
    }
}

最后通过命令行nginx - s reload启动nginx
// index.html
var xhr = new XMLHttpRequest();
// 前端开关:浏览器是否读写cookie
xhr.withCredentials = true;
// 访问nginx中的代理服务器
xhr.open('get', 'http://www.domain1.com:81/?user=admin', true);
xhr.send();

// server.js
var http = require('http');
var server = http.createServer();
var qs = require('querystring');
server.on('request',
function(req, res) {
    var params = qs.parse(req.url.substring(2));
    // 向前台写cookie
    res.writeHead(200, {
        'Set-Cookie': 'l=a123456;Path=/;Domain=www.domain2.com;HttpOnly' // HttpOnly:脚本无法读取
    });
    res.write(JSON.stringify(params));
    res.end();
});
server.listen('8080');
console.log('Server is running at port 8080...');

7.window.name + iframe


window.name 属性的独特之处:name 值在不同的页面(甚至不同域名)加载后依旧存在,并且可以支持非常长的 name 值(2MB)。
其中 a.html 和 b.html 是同域的,都是http://localhost:3000;而 c.html 是http://localhost:4000

// a.html(http://localhost:3000/b.html)
< iframe src = "http://localhost:4000/c.html"frameborder = "0"onload = "load()"id = "iframe" > </iframe>
 <script>
 let first = true
 / / onload事件会触发2次,第1次加载跨域页,并留存数据于window.name
function load() {
    if (first) {
        // 第1次onload(跨域页)成功后,切换到同域代理页面
        let iframe = document.getElementById('iframe');
        iframe.src = 'http://localhost:3000/b.html';
        first = false;
    } else {
        // 第2次onload(同域b.html页)成功后,读取同域window.name中数据
        console.log(iframe.contentWindow.name);
    }
} < /script>

b.html 为中间代理页,与 a.html 同域,内容为空。
 / / c.html(http: //localhost:4000/c.html)
< script > window.name = '我不爱你' < /script>/

总结:通过 iframe 的 src 属性由外域转向本地域,跨域数据即由 iframe 的 window.name 从外域传递到本地域。这个就巧妙地绕过了浏览器的跨域访问限制,但同时它又是安全操作。


8.location.hash + iframe


实现原理: a.html 欲与 c.html 跨域相互通信,通过中间页 b.html 来实现。 三个页面,不同域之间利用 iframe 的 location.hash 传值,相同域之间直接 js 访问来通信。
具体实现步骤:一开始 a.html 给 c.html 传一个 hash 值,然后 c.html 收到 hash 值后,再把 hash 值传递给 b.html,最后 b.html 将结果放到 a.html 的 hash 值中。
同样的,a.html 和 b.html 是同域的,都是http://localhost:3000;而 c.html 是http://localhost:4000

// a.html
< iframe src = "http://localhost:4000/c.html#iloveyou" > </iframe>
 <script>
 window.onhashchange = function () { / / 检测hash的变化console.log(location.hash);
} < /script>

 / / b.html < script > window.parent.parent.location.hash = location.hash
//b.html将结果放到a.html的hash值中,b.html可通过parent.parent访问a.html页面
< /script>

 / / c.html console.log(location.hash);
let iframe = document.createElement('iframe');
iframe.src = 'http://localhost:3000/b.html#idontloveyou';
document.body.appendChild(iframe);


9.document.domain + iframe


该方式只能用于二级域名相同的情况下,比如 a.test.comb.test.com 适用于该方式
只需要给页面添加 document.domain ='test.com' 表示二级域名都相同就可以实现跨域。
实现原理:两个页面都通过 js 强制设置 document.domain 为基础主域,就实现了同域。
我们看个例子:页面a.zf1.cn:3000/a.html获取页面b.zf1.cn:3000/b.html中 a 的值

// a.html
< body > helloa < iframe src = "http://b.zf1.cn:3000/b.html"frameborder = "0"onload = "load()"id = "frame" > </iframe>
 <script>
 document.domain = 'zf1.cn'
 function load() {
 console.log(frame.contentWindow.a);
    }
 </script > </body>

/ / b.html < body > hellob < script > document.domain = 'zf1.cn'
var a = 100; < /script>
</body > 

三、总结

  • CORS 支持所有类型的 HTTP 请求,是跨域 HTTP 请求的根本解决方案
  • JSONP 只支持 GET 请求,JSONP 的优势在于支持老式浏览器,以及可以向不支持 CORS 的网站请求数据。
  • 不管是 Node 中间件代理还是 nginx 反向代理,主要是通过同源策略对服务器不加限制。
  • 日常工作中,用得比较多的跨域方案是 cors 和 nginx 反向代理

参考文章

  • 跨域资源共享 CORS 详解
  • 前端面试之道
  • window.postMessage
  • 前端常见跨域解决方案(全)
  • 深入跨域问题(4) - 利用代理解决跨域


作者:浪里行舟
公众号:前端工匠

九种跨域方式实现原理(完整版) · Issue #55 · ljianshu/Bloggithub.com图标

编辑于 2019-02-15

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