跨域方案總結與實現

Alan丶發表於2019-04-15
跨域

平時在開發中總是會遇到各種跨域問題，一直沒有很好地瞭解其中的原理，以及其各種實現方案。今天在這好好總結一下。

本文完整的原始碼請猛戳github部落格，建議大家動手敲敲程式碼。

1、什麼是跨域？為什麼會有跨域？

一般來說，當一個請求url的協議、域名、埠三者之間任意一個與當前頁面地址不同即為跨域。 之所以會跨域，是因為受到了同源策略的限制，同源策略要求源相同才能正常進行通訊，即協議、域名、埠號都完全一致。

為什麼會有同源策略呢？ 同源政策的目的，是為了保證使用者資訊的安全，防止惡意的網站竊取資料。

設想這樣一種情況：A網站是一家銀行，使用者登入以後，又去瀏覽其他網站。如果其他網站可以讀取A網站的 Cookie，會發生什麼？

很顯然，如果 Cookie 包含隱私（比如存款總額），這些資訊就會洩漏。更可怕的是，Cookie 往往用來儲存使用者的登入狀態，如果使用者沒有退出登入，其他網站就可以冒充使用者，為所欲為。因為瀏覽器同時還規定，提交表單不受同源政策的限制。

由此可見，"同源政策"是必需的，否則 Cookie 可以共享，網際網路就毫無安全可言了。

同源策略限制內容有：

  • Cookie、LocalStorage、IndexedDB 等儲存性內容
  • DOM 節點
  • AJAX 請求傳送後，結果被瀏覽器攔截了 下面為允許跨域資源嵌入的示例，即一些不受同源策略影響的標籤示例：
  • <script src="..."></script>標籤嵌入跨域指令碼。語法錯誤資訊只能在同源指令碼中捕捉到。
  • <link rel="stylesheet" href="...">標籤嵌入CSS。由於CSS的鬆散的語法規則，CSS的跨域需要一個設定正確的Content-Type訊息頭。不同瀏覽器有不同的限制： IE, Firefox, Chrome, Safari 和 Opera。
  • <img>嵌入圖片。支援的圖片格式包括PNG,JPEG,GIF,BMP,SVG
  • <video> 和 <audio>嵌入多媒體資源。
  • <object>, <embed> 和 <applet>的外掛。
  • @font-face引入的字型。一些瀏覽器允許跨域字型（ cross-origin fonts），一些需要同源字型（same-origin fonts）。
  • <frame>和<iframe>載入的任何資源。站點可以使用X-Frame-Options訊息頭來阻止這種形式的跨域互動。

常見的跨域場景

URL                                      說明                    是否允許通訊
http://www.domain.com/a.js
http://www.domain.com/b.js         同一域名，不同檔案或路徑           允許
http://www.domain.com/lab/c.js

http://www.domain.com:8000/a.js
http://www.domain.com/b.js         同一域名，不同埠                不允許
 
http://www.domain.com/a.js
https://www.domain.com/b.js        同一域名，不同協議                不允許
 
http://www.domain.com/a.js
http://192.168.4.12/b.js           域名和域名對應相同ip              不允許
 
http://www.domain.com/a.js
http://x.domain.com/b.js           主域相同，子域不同                不允許
http://domain.com/c.js
 
http://www.domain1.com/a.js
http://www.domain2.com/b.js        不同域名                         不允許
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注意:關於跨域，有兩個誤區： 1、動態請求就會有跨域的問題（錯）。跨域只存在於瀏覽器端，不存在於安卓/ios/Node.js/python/ java等其它環境 2、跨域就是請求發不出去了（錯）。跨域請求能發出去，服務端能收到請求並正常返回結果，只是結果被瀏覽器攔截了

2、跨域的解決方案

2.1、jsonp

jsonp的跨域原理是利用script標籤不受跨域限制而形成的一種方案。 下面我們來簡單看一下程式碼實現

<!-- index.html 檔案 -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
<script>
  var script = document.createElement('script');
  script.type = 'text/javascript';

  // 傳參並指定回撥執行函式為onBack
  script.src = 'http://127.0.0.1:3000/login?user=admin&callback=onBack';
  document.head.appendChild(script);

  // 回撥執行函式
  function onBack(res) {
    alert(JSON.stringify(res));
  }
</script>
</body>
</html>
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node

var qs = require('querystring');
var http = require('http');
var server = http.createServer();

server.on('request', function(req, res) {
  console.log(req);
  var params = qs.parse(req.url.split('?')[1]);
  var fn = params.callback;

  // jsonp返回設定
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/javascript' });
  res.write(fn + '(' + JSON.stringify(params) + ')');

  res.end();
});

server.listen('3000');
console.log('Server is running at port 3000...');
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我們可以看到返回的結果：

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  • 優點：相容性好（相容低版本IE）
  • 缺點：1.JSONP只支援GET請求； 2.XMLHttpRequest相對於JSONP有著更好的錯誤處理機制

2.2、postMessage

postMessage是HTML5 XMLHttpRequest Level 2中的API，且是為數不多可以跨域操作的window屬性之一。 語法：otherWindow.postMessage(message, targetOrigin, [transfer]);

  • otherWindow:指目標視窗，也就是給哪個window發訊息，是 window.frames 屬性的成員或者由 window.open 方法建立的視窗;
  • message 屬性是要傳送的訊息，型別為 String、Object (IE8、9 不支援)；
    • data 屬性為 window.postMessage 的第一個引數；
    • origin 屬性表示呼叫window.postMessage() 方法時呼叫頁面的當前狀態；
    • source 屬性記錄呼叫 window.postMessage() 方法的視窗資訊;
  • targetOrigin:屬性來指定哪些視窗能接收到訊息事件，其值可以是字串"*"（表示無限制）或者一個URI。
  • transfer:是一串和message 同時傳遞的 Transferable 物件. 這些物件的所有權將被轉移給訊息的接收方，而傳送一方將不再保有所有權。

看一下簡單的demo

<!-- index.html 檔案 -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
<h1>AAAAAAAAAAAA</h1>
<iframe src="http://localhost:4000/b.html" id="frame" onload="load()"></iframe>
<script>
  function load(params){
    let iframe = document.getElementById('frame');
    iframe.onload = function() {
      const data = {
        name: 'aym'
      };
      //獲取iframe中的視窗,給iframe裡嵌入的window發訊息
      iframe.contentWindow.postMessage(JSON.stringify(data), 'http://localhost:4000');
    };
    // 接收b.html回過來的訊息
    window.onmessage = function(e){
      console.log(e.data)
    }
  }
</script>
</body>
</html>

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<!-- b.html 檔案 -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
<h1>BBBBBBBBB</h1>
<script>
  window.addEventListener('message', function(e) {
    console.log('data from domain1 ---> ' + e.data);

    let data = JSON.parse(e.data);
    if (data) {
      data.number = 16;

      // 處理後再發回domain1
      window.parent.postMessage(JSON.stringify(data), 'http://127.0.0.1:8080');
    }
  }, false);
</script>
</body>
</html>
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2.3、websocket

WebSocket protocol是HTML5一種新的協議。它實現了瀏覽器與伺服器全雙工通訊，同時允許跨域通訊，是server push技術的一種很好的實現。 原生WebSocket API使用起來不太方便，我們使用Socket.io，它很好地封裝了webSocket介面，提供了更簡單、靈活的介面，也對不支援webSocket的瀏覽器提供了向下相容。

<!-- index.html 檔案 -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
<div>user input：<input type="text"></div>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/socket.io/2.2.0/socket.io.dev.js"></script>
<script>
  var socket = io('http://127.0.0.1:8080');

  // 連線成功處理
  socket.on('connect', function() {
    // 監聽服務端訊息
    socket.on('message', function(msg) {
      console.log('data from server: ---> ' + msg);
    });

    // 監聽服務端關閉
    socket.on('disconnect', function() {
      console.log('Server socket has closed.');
    });
  });

  document.getElementsByTagName('input')[0].onblur = function() {
    socket.send(this.value);
  };
</script>

</body>
</html>
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node服務端檔案

var http = require('http');
var socket = require('socket.io');

// 啟http服務
var server = http.createServer(function(req, res) {
  res.writeHead(200, {
    'Content-type': 'text/html'
  });
  res.end();
});

server.listen('8080');
console.log('Server is running at port 8080...');

// 監聽socket連線
socket.listen(server).on('connection', function(client) {
  // 接收資訊
  client.on('message', function(msg) {
    client.send('hello：' + msg);
    console.log('data from client: ---> ' + msg);
  });

  // 斷開處理
  client.on('disconnect', function() {
    console.log('Client socket has closed.');
  });
});

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2.4、Node中介軟體代理

實現原理：同源策略是瀏覽器需要遵循的標準，而如果是伺服器向伺服器請求就無需遵循同源策略。

主要訪問路徑

  • 客戶端發出請求
  • 代理服務接受客戶端請求 。
  • 大理服務將請求 轉發給應用伺服器。
  • 應用伺服器接收到請求代理伺服器求情 ，響應資料。
  • 代理伺服器將響應資料轉發給客戶端。

實現程式碼: 前端程式碼示例：

<!-- index.html 檔案 -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
<h1>1111</h1>
<script src="https://cdn.bootcss.com/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script>
<script>
  $.ajax({
    url: 'http://127.0.0.1:3000/login?user=admin&password=123',
    success: function(result) {
      console.log(result)
    },
    error: function(msg) {
      console.log(msg)
    }
  })
</script>
</body>
</html>
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代理伺服器

var express = require('express');
var proxy = require('http-proxy-middleware');
var app = express();

var options = {
  dotfiles: 'ignore',
  etag: false,
  extensions: ['htm', 'html'],
  index: false,
  maxAge: '1d',
  redirect: false,
  setHeaders: function (res, path, stat) {
    res.set('x-timestamp', Date.now())
  }
}
app.use(express.static('public', options))

app.use('/', proxy({
  // 代理跨域目標介面
  target: 'http://127.0.0.1:4000',
  changeOrigin: true,

  // 修改響應頭資訊，實現跨域並允許帶cookie
  onProxyRes: function(proxyRes, req, res) {
    res.header('Access-Control-Allow-Origin', 'http://127.0.0.1');
    res.header('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');
  },

  // 修改響應資訊中的cookie域名
  cookieDomainRewrite: '127.0.0.1'  // 可以為false，表示不修改
}));

app.listen(3000);
console.log('Proxy server is listen at port 3000...');
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應用伺服器

// 伺服器
const http = require("http");
const server = http.createServer();
const qs = require("querystring");

server.on("request", function(req, res) {
  var params = qs.parse(req.url.split('?')[1]);
  console.log(req.url, params);
  // 向前臺寫 cookie
  res.writeHead(200, {
    "Set-Cookie": "l=a123456;Path=/;Domain=127.0.0.1;HttpOnly" // HttpOnly：指令碼無法讀取
  });

  res.write(JSON.stringify({ data: 'I LOVE YOU', ...params }));
  res.end();
});

server.listen("4000");
console.log('listen 4000...')
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最終效果

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2.5、nginx反向代理

跨域原理： 同源策略是瀏覽器的安全策略，不是HTTP協議的一部分。伺服器端呼叫HTTP介面只是使用HTTP協議，不會執行JS指令碼，不需要同源策略，也就不存在跨越問題。

實現思路：通過nginx配置一個代理伺服器（域名與domain1相同，埠不同）做跳板機，反向代理訪問domain2介面，並且可以順便修改cookie中domain資訊，方便當前域cookie寫入，實現跨域登入。：通過nginx配置一個代理伺服器（域名與domain1相同，埠不同）做跳板機，反向代理訪問domain2介面，並且可以順便修改cookie中domain資訊，方便當前域cookie寫入，實現跨域登入。

nginx具體配置：

#proxy伺服器
server {
    listen       81;
    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裡域名
        index  index.html index.htm;

        # 當用webpack-dev-server等中介軟體代理介面訪問nignx時，此時無瀏覽器參與，故沒有同源限制，下面的跨域配置可不啟用
        add_header Access-Control-Allow-Origin http://www.domain1.com;  #當前端只跨域不帶cookie時，可為*
        add_header Access-Control-Allow-Credentials true;
    }
}
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Nodejs後臺示例：

var http = require('http');
var server = http.createServer();
var qs = require('querystring');

server.on('request', function(req, res) {
    var params = qs.parse(req.url.split('?')[1]);

    // 向前臺寫cookie
    res.writeHead(200, {
        'Set-Cookie': 'l=a123456;Path=/;Domain=www.domain2.com;HttpOnly'   // HttpOnly:指令碼無法讀取
    });

    res.write(JSON.stringify(params));
    res.end();
});

server.listen('8080');
console.log('Server is running at port 8080...');
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前端程式碼示例：

var xhr = new XMLHttpRequest();

// 前端開關：瀏覽器是否讀寫cookie
xhr.withCredentials = true;

// 訪問nginx中的代理伺服器
xhr.open('get', 'http://www.domain1.com:81/?user=admin', true);
xhr.send();
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2.6、CORS

普通跨域請求：只服務端設定Access-Control-Allow-Origin即可，前端無須設定，若要帶cookie請求：前後端都需要設定。 雖然設定 CORS 和前端沒什麼關係，但是通過這種方式解決跨域問題的話，會在傳送請求時出現兩種情況，分別為簡單請求和複雜請求。

簡單請求 只要同時滿足以下兩大條件，就屬於簡單請求

  • 1：使用下列方法之一：GET、HEAD、POST
  • 2：Content-Type 的值僅限於下列三者之一：text/plain、multipart/form-data、application/x-www-form-urlencoded

複雜請求 凡是不同時滿足上面兩個條件，就屬於複雜請求。

複雜請求的CORS請求，會在正式通訊之前，增加一次HTTP查詢請求，稱為"預檢"請求,該請求是 option 方法的，通過該請求來知道服務端是否允許跨域請求。

我們用PUT向後臺請求時，屬於複雜請求，後臺需做如下配置：

// 允許哪個方法訪問我
res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'PUT')
// 預檢的存活時間
res.setHeader('Access-Control-Max-Age', 6)
// OPTIONS請求不做任何處理
if (req.method === 'OPTIONS') {
  res.end() 
}
// 定義後臺返回的內容
app.put('/getData', function(req, res) {
  console.log(req.headers)
  res.end('我不愛你')
})

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接下來我們看下一個完整複雜請求的例子，並且介紹下CORS請求相關的欄位

// index.html
let xhr = new XMLHttpRequest()
document.cookie = 'name=xiamen' // cookie不能跨域
xhr.withCredentials = true // 前端設定是否帶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)
      //得到響應頭，後臺需設定Access-Control-Expose-Headers
      console.log(xhr.getResponseHeader('name'))
    }
  }
}
xhr.send()
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//server1.js
let express = require('express');
let app = express();
app.use(express.static(__dirname));
app.listen(3000);

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//server2.js
let express = require('express')
let app = express()
let whitList = ['http://localhost:3000'] //設定白名單
app.use(function(req, res, next) {
  let origin = req.headers.origin
  if (whitList.includes(origin)) {
    // 設定哪個源可以訪問我
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', origin)
    // 允許攜帶哪個頭訪問我
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers', 'name')
    // 允許哪個方法訪問我
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'PUT')
    // 允許攜帶cookie
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Credentials', true)
    // 預檢的存活時間
    res.setHeader('Access-Control-Max-Age', 6)
    // 允許返回的頭
    res.setHeader('Access-Control-Expose-Headers', 'name')
    if (req.method === 'OPTIONS') {
      res.end() // OPTIONS請求不做任何處理
    }
  }
  next()
})
app.put('/getData', function(req, res) {
  console.log(req.headers)
  res.setHeader('name', 'jw') //返回一個響應頭，後臺需設定
  res.end('我不愛你')
})
app.get('/getData', function(req, res) {
  console.log(req.headers)
  res.end('我不愛你')
})
app.use(express.static(__dirname))
app.listen(4000)

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2.7、location name +iframe

原理：window.name屬性的獨特之處：name值在不同的頁面（甚至不同域名）載入後依舊存在。 下面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事件會觸發2次，第1次載入跨域頁，並留存資料於window.name
    function load() {
      if(first){
      // 第1次onload(跨域頁)成功後，切換到同域代理頁面
        let iframe = document.getElementById('iframe');
        iframe.src = 'http://localhost:3000/b.html';
        first = false;
      }else{
      // 第2次onload(同域b.html頁)成功後，讀取同域window.name中資料
        console.log(iframe.contentWindow.name);
      }
    }
  </script>
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b.html為中間代理頁，與a.html同域，內容為空。 c頁面

 // c.html(http://localhost:4000/c.html)
  <script>
    window.name = '我不愛你'  
  </script>
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總結：通過iframe的src屬性由外域轉向本地域，跨域資料即由iframe的window.name從外域傳遞到本地域。這個就巧妙地繞過了瀏覽器的跨域訪問限制，但同時它又是安全操作。

2.8、document. hash + iframe

實現原理： a.html欲與c.html跨域相互通訊，通過中間頁b.html來實現。 三個頁面，不同域之間利用iframe的location.hash傳值，相同域之間直接js訪問來通訊。

具體實現步驟：一開始a.html給c.html傳一個hash值，然後c.html收到hash值後，再把hash值傳遞給b.html，最後b.html將結果放到a.html的hash值中。 同樣的，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 () { //檢測hash的變化
      console.log(location.hash);
    }
  </script>
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 // b.html
  <script>
    window.parent.parent.location.hash = location.hash 
    //b.html將結果放到a.html的hash值中，b.html可通過parent.parent訪問a.html頁面
  </script>
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 // c.html
 console.log(location.hash);
  let iframe = document.createElement('iframe');
  iframe.src = 'http://localhost:3000/b.html#idontloveyou';
  document.body.appendChild(iframe);
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2.9、 document.domain + iframe

實現原理：兩個頁面都通過js強制設定document.domain為基礎主域，就實現了同域。

該方式只能用於二級域名相同的情況下，比如 a.test.com 和 b.test.com 適用於該方式。 只需要給頁面新增 document.domain ='test.com' 表示二級域名都相同就可以實現跨域。

我們看個例子：頁面a.zf1.cn:3000/a.html獲取頁面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>
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// b.html
<body>
   hellob
   <script>
     document.domain = 'zf1.cn'
     var a = 100;
   </script>
</body>
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3、總結

  1. 日常工作中，用得比較多的跨域方案是cors和nginx反向代理
  2. CORS支援所有型別的HTTP請求，是跨域HTTP請求的根本解決方案
  3. 不管是Node中介軟體代理還是nginx反向代理，主要是通過同源策略對伺服器不加限制。
  4. SONP只支援GET請求，JSONP的優勢在於支援老式瀏覽器，以及可以向不支援CORS的網站請求資料。

後續更多文章將在我的github第一時間釋出，歡迎關注。

參考

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