九種跨域方式實現原理（完整版）

前言

前后端數據交互經常會碰到請求跨域，什么是跨域，以及有哪幾種跨域方式，這是本文要探討的內容。

本文完整的源代碼請猛戳github博客

一、什么是跨域？

1.什么是同源策略及其限制內容？

同源策略是一種約定，它是瀏覽器最核心也最基本的安全功能，如果缺少了同源策略，瀏覽器很容易受到XSS、CSRF等***。所謂同源是指"協議+域名+端口"三者相同，即便兩個不同的域名指向同一個ip地址，也非同源。
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同源策略限制內容有：

• Cookie、LocalStorage、IndexedDB 等存儲性內容
• DOM 節點
• AJAX 請求發送后，結果被瀏覽器攔截了

但是有三個標簽是允許跨域加載資源：

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

  2.常見跨域場景

  當協議、子域名、主域名、端口號中任意一個不相同時，都算作不同域。不同域之間相互請求資源，就算作“跨域”。常見跨域場景如下圖所示：
  

特別說明兩點：

第一：如果是協議和端口造成的跨域問題“前臺”是無能為力的。

第二：在跨域問題上，僅僅是通過“URL的首部”來識別而不會根據域名對應的IP地址是否相同來判斷。“URL的首部”可以理解為“協議, 域名和端口必須匹配”。

這里你或許有個疑問：請求跨域了，那么請求到底發出去沒有？

跨域并不是請求發不出去，請求能發出去，服務端能收到請求并正常返回結果，只是結果被瀏覽器攔截了。你可能會疑問明明通過表單的方式可以發起跨域請求，為什么 Ajax 就不會?因為歸根結底，跨域是為了阻止用戶讀取到另一個域名下的內容，Ajax 可以獲取響應，瀏覽器認為這不安全，所以攔截了響應。但是表單并不會獲取新的內容，所以可以發起跨域請求。同時也說明了跨域并不能完全阻止 CSRF，因為請求畢竟是發出去了。

二、跨域解決方案

1.jsonp

1) JSONP原理

利用 <script> 標簽沒有跨域限制的漏洞，網頁可以得到從其他來源動態產生的 JSON 數據。JSONP請求一定需要對方的服務器做支持才可以。

2) JSONP和AJAX對比

JSONP和AJAX相同，都是客戶端向服務器端發送請求，從服務器端獲取數據的方式。但AJAX屬于同源策略，JSONP屬于非同源策略（跨域請求）

3) JSONP優缺點

JSONP優點是簡單兼容性好，可用于解決主流瀏覽器的跨域數據訪問的問題。缺點是僅支持get方法具有局限性,不安全可能會遭受XSS***。

4) JSONP的實現流程

• 聲明一個回調函數，其函數名(如show)當做參數值，要傳遞給跨域請求數據的服務器，函數形參為要獲取目標數據(服務器返回的data)。
• 創建一個<script>標簽，把那個跨域的API數據接口地址，賦值給script的src,還要在這個地址中向服務器傳遞該函數名（可以通過問號傳參:?callback=show）。
  • 服務器接收到請求后，需要進行特殊的處理：把傳遞進來的函數名和它需要給你的數據拼接成一個字符串,例如：傳遞進去的函數名是show，它準備好的數據是show('我不愛你')。
• 最后服務器把準備的數據通過HTTP協議返回給客戶端，客戶端再調用執行之前聲明的回調函數（show），對返回的數據進行操作。

在開發中可能會遇到多個 JSONP 請求的回調函數名是相同的，這時候就需要自己封裝一個 JSONP函數。

// 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)
})

上面這段代碼相當于向http://localhost:3000/say?wd=Iloveyou&callback=show這個地址請求數據，然后后臺返回show('我不愛你')，最后會運行show()這個函數，打印出'我不愛你'

// 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}('我不愛你')`)
})
app.listen(3000)

5) jQuery的jsonp形式

JSONP都是GET和異步請求的，不存在其他的請求方式和同步請求，且jQuery默認就會給JSONP的請求清除緩存。

$.ajax({
url:"http://crossdomain.com/jsonServerResponse",
dataType:"jsonp",
type:"get",//可以省略
jsonpCallback:"show",//->自定義傳遞給服務器的函數名，而不是使用jQuery自動生成的，可省略
jsonp:"callback",//->把傳遞函數名的那個形參callback，可省略
success:function (data){
console.log(data);}
});

2.cors

CORS 需要瀏覽器和后端同時支持。IE 8 和 9 需要通過 XDomainRequest 來實現。

瀏覽器會自動進行 CORS 通信，實現 CORS 通信的關鍵是后端。只要后端實現了 CORS，就實現了跨域。

服務端設置 Access-Control-Allow-Origin 就可以開啟 CORS。 該屬性表示哪些域名可以訪問資源，如果設置通配符則表示所有網站都可以訪問資源。

雖然設置 CORS 和前端沒什么關系，但是通過這種方式解決跨域問題的話，會在發送請求時出現兩種情況，分別為簡單請求和復雜請求。

1) 簡單請求

只要同時滿足以下兩大條件，就屬于簡單請求

條件1：使用下列方法之一：

• GET
• HEAD
• POST

條件2：Content-Type 的值僅限于下列三者之一：

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

請求中的任意 XMLHttpRequestUpload 對象均沒有注冊任何事件監聽器； XMLHttpRequestUpload 對象可以使用 XMLHttpRequest.upload 屬性訪問。

2) 復雜請求

不符合以上條件的請求就肯定是復雜請求了。
復雜請求的CORS請求，會在正式通信之前，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向后臺請求時，屬于復雜請求，后臺需做如下配置：

// 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() 
}
// 定義后臺返回的內容
app.put('/getData', function(req, res) {
  console.log(req.headers)
  res.end('我不愛你')
})

接下來我們看下一個完整復雜請求的例子，并且介紹下CORS請求相關的字段

// index.html
let xhr = new XMLHttpRequest()
document.cookie = 'name=xiamen' // cookie不能跨域
xhr.withCredentials = true // 前端設置是否帶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，后臺需設置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'] //設置白名單
app.use(function(req, res, next) {
  let origin = req.headers.origin
  if (whitList.includes(origin)) {
    // 設置哪個源可以訪問我
    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，后臺需設置
  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)

上述代碼由http://localhost:3000/index.html向http://localhost:4000/跨域請求，正如我們上面所說的，后端是實現 CORS 通信的關鍵。

3.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，它可用于解決以下方面的問題：

• 頁面和其打開的新窗口的數據傳遞
• 多窗口之間消息傳遞
• 頁面與嵌套的iframe消息傳遞
• 上面三個場景的跨域數據傳遞

postMessage()方法允許來自不同源的腳本采用異步方式進行有限的通信，可以實現跨文本檔、多窗口、跨域消息傳遞。

otherWindow.postMessage(message, targetOrigin, [transfer]);

• message: 將要發送到其他 window的數據。
• targetOrigin:通過窗口的origin屬性來指定哪些窗口能接收到消息事件，其值可以是字符串"*"（表示無限制）或者一個URI。在發送消息的時候，如果目標窗口的協議、主機地址或端口這三者的任意一項不匹配targetOrigin提供的值，那么消息就不會被發送；只有三者完全匹配，消息才會被發送。
• transfer(可選)：是一串和message 同時傳遞的 Transferable 對象. 這些對象的所有權將被轉移給消息的接收方，而發送一方將不再保有所有權。

接下來我們看個例子： http://localhost:3000/a.html頁面向http://localhost:4000/b.html傳遞“我愛你”,然后后者傳回"我不愛你"。

// a.html
  <iframe src="http://localhost:4000/b.html" frameborder="0" id="frame" onload="load()"></iframe> //等它加載完觸發一個事件
  //內嵌在http://localhost:3000/a.html
    <script>
      function load() {
        let frame = document.getElementById('frame')
        frame.contentWindow.postMessage('我愛你', 'http://localhost:4000') //發送數據
        window.onmessage = function(e) { //接受返回數據
          console.log(e.data) //我不愛你
        }
      }
    </script>

// b.html
  window.onmessage = function(e) {
    console.log(e.data) //我愛你
    e.source.postMessage('我不愛你', e.origin)
 }

4.websocket

Websocket是HTML5的一個持久化的協議，它實現了瀏覽器與服務器的全雙工通信，同時也是跨域的一種解決方案。WebSocket和HTTP都是應用層協議，都基于 TCP 協議。但是 WebSocket 是一種雙向通信協議，在建立連接之后，WebSocket 的 server 與 client 都能主動向對方發送或接收數據。同時，WebSocket 在建立連接時需要借助 HTTP 協議，連接建立好了之后 client 與 server 之間的雙向通信就與 HTTP 無關了。

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接口，提供了更簡單、靈活的接口，也對不支持webSocket的瀏覽器提供了向下兼容。

我們先來看個例子：本地文件socket.html向localhost:3000發生數據和接受數據

// socket.html
<script>
    let socket = new WebSocket('ws://localhost:3000');
    socket.onopen = function () {
      socket.send('我愛你');//向服務器發送數據
    }
    socket.onmessage = function (e) {
      console.log(e.data);//接收服務器返回的數據
    }
</script>

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

5. Node中間件代理(兩次跨域)

實現原理：同源策略是瀏覽器需要遵循的標準，而如果是服務器向服務器請求就無需遵循同源策略。
代理服務器，需要做以下幾個步驟：

• 接受客戶端請求 。
• 將請求 轉發給服務器。
• 拿到服務器 響應 數據。
• 將 響應 轉發給客戶端。
  

我們先來看個例子：本地文件index.html文件，通過代理服務器http://localhost:3000向目標服務器http://localhost:4000請求數據。

// 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 代理服務器(http://localhost:3000)
const http = require('http')
// 第一步：接受客戶端請求
const server = http.createServer((request, response) => {
  // 代理服務器，直接和瀏覽器直接交互，需要設置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：將請求轉發給服務器
  const proxyRequest = http
    .request(
      {
        host: '127.0.0.1',
        port: 4000,
        url: '/',
        method: request.method,
        headers: request.headers
      },
      serverResponse => {
        // 第三步：收到服務器的響應
        var body = ''
        serverResponse.on('data', chunk => {
          body += chunk
        })
        serverResponse.on('end', () => {
          console.log('The data is ' + body)
          // 第四步：將響應結果轉發給瀏覽器
          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')
})

上述代碼經過兩次跨域，值得注意的是瀏覽器向代理服務器發送請求，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

實現原理類似于Node中間件代理，需要你搭建一個中轉nginx服務器，用于轉發請求。

使用nginx反向代理實現跨域，是最簡單的跨域方式。只需要修改nginx的配置即可解決跨域問題，支持所有瀏覽器，支持session，不需要修改任何代碼，并且不會影響服務器性能。

實現思路：通過nginx配置一個代理服務器（域名與domain1相同，端口不同）做跳板機，反向代理訪問domain2接口，并且可以順便修改cookie中domain信息，方便當前域cookie寫入，實現跨域登錄。

先下載nginx，然后將nginx目錄下的nginx.conf修改如下:

// proxy服務器
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;

        # 當用webpack-dev-server等中間件代理接口訪問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;
    }
}

最后通過命令行nginx -s reload啟動nginx

// index.html
var xhr = new XMLHttpRequest();
// 前端開關：瀏覽器是否讀寫cookie
xhr.withCredentials = true;
// 訪問nginx中的代理服務器
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));
    // 向前臺寫cookie
    res.writeHead(200, {
        'Set-Cookie': 'l=a123456;Path=/;Domain=www.domain2.com;HttpOnly'   // HttpOnly:腳本無法讀取
    });
    res.write(JSON.stringify(params));
    res.end();
});
server.listen('8080');
console.log('Server is running at port 8080...');

7.window.name + iframe

window.name屬性的獨特之處：name值在不同的頁面（甚至不同域名）加載后依舊存在，并且可以支持非常長的 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事件會觸發2次，第1次加載跨域頁，并留存數據于window.name
    function load() {
      if(first){
      // 第1次onload(跨域頁)成功后，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)成功后，讀取同域window.name中數據
        console.log(iframe.contentWindow.name);
      }
    }
  </script>

b.html為中間代理頁，與a.html同域，內容為空。

 // c.html(http://localhost:4000/c.html)
  <script>
    window.name = '我不愛你'  
  </script>

總結：通過iframe的src屬性由外域轉向本地域，跨域數據即由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。

8.location.hash + iframe

實現原理： a.html欲與c.html跨域相互通信，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訪問來通信。

具體實現步驟：一開始a.html給c.html傳一個hash值，然后c.html收到hash值后，再把hash值傳遞給b.html，最后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>

 // 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>

 // 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

該方式只能用于二級域名相同的情況下，比如 a.test.com 和 b.test.com 適用于該方式。
只需要給頁面添加 document.domain ='test.com' 表示二級域名都相同就可以實現跨域。

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

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>

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

三、總結

• CORS支持所有類型的HTTP請求，是跨域HTTP請求的根本解決方案
• JSONP只支持GET請求，JSONP的優勢在于支持老式瀏覽器，以及可以向不支持CORS的網站請求數據。
• 不管是Node中間件代理還是nginx反向代理，主要是通過同源策略對服務器不加限制。
• 日常工作中，用得比較多的跨域方案是cors和nginx反向代理