九种跨域方式实现原理（完整版）

作者: 浪里行舟 | 来源:发表于2019-01-25 18:48 被阅读16次

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博客，纸上得来终觉浅，建议大家动手敲敲代码。

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。

url的组成
同源策略限制内容有：

Cookie、LocalStorage、IndexedDB 等存储性内容
DOM 节点
AJAX 请求不能发送

但是有三个标签是允许跨域加载资源：

<img src=XXX>
<link href=XXX>
<script src=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：

image

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，分别为简单请求和复杂请求。

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.html向http://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。

image

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       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.com 和 b.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

给大家推荐一个好用的BUG监控工具Fundebug，欢迎免费试用！