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九種跨域方式實現原理

前後端資料互動經常會碰到請求跨域,什麼是跨域,以及有哪幾種跨域方式,這是本文要探討的內容。

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前後端資料互動經常會碰到請求跨域,什麼是跨域,以及有哪幾種跨域方式,這是本文要探討的內容。

一、什麼是跨域?

1.什麼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等攻擊。所謂同源是指"協議+域名+埠"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。 url的組成 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

但是有三個標籤是允許跨域載入資源:

  • <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、埠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: img

特別說明兩點:

第一:如果是協議和埠造成的跨域問題「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, 域名和埠必須匹配」

這裏你或許有個疑問:請求跨域了,那麼請求到底發出去沒有?

跨域並不是請求發不出去,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。你可能會疑問明明通過表單的方式可以發起跨域請求,為什麼 Ajax 就不會?因為歸根結底,跨域是爲了阻止使用者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。但是表單並不會獲取新的內容,所以可以發起跨域請求。同時也說明了跨域並不能完全阻止 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> 標籤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 資料。JSONP請求一定需要對方的伺服器做支援纔可以。

2) JSONP和AJAX對比

JSONP和AJAX相同,都是客戶端向伺服器端傳送請求,從伺服器端獲取資料的方式。但AJAX屬於同源策略,JSONP屬於非同源策略(跨域請求)

3) JSONP優缺點

JSONP優點是簡單相容性好,可用於解決主流瀏覽器的跨域資料訪問的問題。缺點是僅支援get方法具有侷限性,不安全可能會遭受XSS攻擊。

4) JSONP的實現流程

  • 宣告一個回撥函式,其函式名(如show)當做引數值,要傳遞給跨域請求資料的伺服器,函式形參為要獲取目標資料(伺服器返回的data)。
  • 建立一個<script>標籤,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伺服器傳遞該函式名(可以通過問號傳參:?callback=show)。
  • 伺服器接收到請求後,需要進行特殊的處理:把傳遞進來的函式名和它需要給你的資料拼接成一個字串,例如:傳遞進去的函式名是show,它準備好的資料是show('我不愛你')
  • 最後伺服器把準備的資料通過HTTP協議返回給客戶端,客戶端再呼叫執行之前宣告的回撥函式(show),對返回的資料進行操作。

在開發中可能會遇到多個 JSONP 請求的回撥函式名是相同的,這時候就需要自己封裝一個 JSONP函式。

// 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)
})

上面這段程式碼相當於向http://localhost:3000/say?wd=Iloveyou&callback=show這個地址請求資料,然後後臺返回show('我不愛你'),最後會執行show()這個函式,列印出'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和非同步請求的,不存在其他的請求方式和同步請求,且jQuery預設就會給JSONP的請求清除快取。

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

2.cors

CORS 需要瀏覽器和後端同時支援。IE 8 和 9 需要通過 XDomainRequest 來實現

瀏覽器會自動進行 CORS 通訊,實現 CORS 通訊的關鍵是後端。只要後端實現了 CORS,就實現了跨域。

服務端設定 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,如果設定萬用字元則表示所有網站都可以訪問資源。

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,分別為簡單請求複雜請求

1) 簡單請求

只要同時滿足以下兩大條件,就屬於簡單請求

條件1:使用下列方法之一:

  • GET
  • HEAD
  • POST

條件2:Content-Type 的值僅限於下列三者之一:

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

請求中的任意 XMLHttpRequestUpload 物件均沒有註冊任何事件監聽器; XMLHttpRequestUpload 物件可以使用 XMLHttpRequest.upload 屬性訪問。

2) 複雜請求

不符合以上條件的請求就肯定是複雜請求了。 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')
})

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()
//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)

上述程式碼由http://localhost:3000/index.htmlhttp://localhost:4000/跨域請求,正如我們上面所說的,後端是實現 CORS 通訊的關鍵。

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,它可用於解決以下方面的問題:

  • 頁面和其開啟的新視窗的資料傳遞
  • 多視窗之間訊息傳遞
  • 頁面與巢狀的iframe訊息傳遞
  • 上面三個場景的跨域資料傳遞

postMessage()方法允許來自不同源的指令碼採用非同步方式進行有限的通訊,可以實現跨文字檔、多視窗、跨域訊息傳遞

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

  • message: 將要傳送到其他 window的資料。
  • targetOrigin:通過視窗的origin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。在傳送訊息的時候,如果目標視窗的協議、主機地址或埠這三者的任意一項不匹配targetOrigin提供的值,那麼訊息就不會被髮送;只有三者完全匹配,訊息纔會被髮送。
  • transfer(可選):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。

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」,然後後者傳回"我不愛你"。

// a.html
  <iframe src="http://localhost:4000/b.html" frameborder="0" id="frame" onload="load()"></iframe> //等它載入完觸發一個事件
  //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') //傳送資料
        window.onmessage = function(e) { //接受返回資料
          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,它實現了瀏覽器與伺服器的全雙工通訊,同時也是跨域的一種解決方案。WebSocket和HTTP都是應用層協議,都基於 TCP 協議。但是 WebSocket 是一種雙向通訊協議,在建立連線之後,WebSocket 的 server 與 client 都能主動向對方傳送或接收資料。同時,WebSocket 在建立連線時需要藉助 HTTP 協議,連線建立好了之後 client 與 server 之間的雙向通訊就與 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。

我們先來看個例子:本地檔案socket.html向localhost:3000發生資料和接受資料

// socket.html
<script>
    let socket = new WebSocket('ws://localhost:3000');
    socket.onopen = function () {
      socket.send('我愛你');//向伺服器傳送資料
    }
    socket.onmessage = function (e) {
      console.log(e.data);//接收伺服器返回的資料
    }
</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中介軟體代理(兩次跨域)

實現原理:同源策略是瀏覽器需要遵循的標準,而如果是伺服器向伺服器請求就無需遵循同源策略。 代理伺服器,需要做以下幾個步驟:

  • 接受客戶端請求 。
  • 將請求 轉發給伺服器。
  • 拿到伺服器 響應 資料。
  • 將 響應 轉發給客戶端。 img

我們先來看個例子:本地檔案index.html檔案,通過代理伺服器http://localhost:3000向目標伺服器http://localhost:4000請求資料。

// 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 代理伺服器(http://localhost:3000)
const http = require('http')
// 第一步:接受客戶端請求
const server = http.createServer((request, response) => {
  // 代理伺服器,直接和瀏覽器直接互動,需要設定CORS 的首部欄位
  response.writeHead(200, {
    'Access-Control-Allow-Origin': '*',
    'Access-Control-Allow-Methods': '*',
    'Access-Control-Allow-Headers': 'Content-Type'
  })
  // 第二步:將請求轉發給伺服器
  const proxyRequest = http
    .request(
      {
        host: '127.0.0.1',
        port: 4000,
        url: '/',
        method: request.method,
        headers: request.headers
      },
      serverResponse => {
        // 第三步:收到伺服器的響應
        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')
})

上述程式碼經過兩次跨域,值得注意的是瀏覽器向代理伺服器傳送請求,也遵循同源策略,最後在index.html檔案列印出{"title":"fontend","password":"123456"}

6.nginx反向代理

實現原理類似於Node中介軟體代理,需要你搭建一箇中轉nginx伺服器,用於轉發請求。

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,支援所有瀏覽器,支援session,不需要修改任何程式碼,並且不會影響伺服器效能。

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。

先下載nginx,然後將nginx目錄下的nginx.conf修改如下:

// proxy伺服器
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;
    }
}

最後通過命令列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中的代理伺服器
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: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...');

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)載入後依舊存在,並且可以支援非常長的 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>

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。

8.location.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>
 // 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。

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。

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支援所有型別的HTTP請求,是跨域HTTP請求的根本解決方案
  • JSONP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。
  • 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。
  • 日常工作中,用得比較多的跨域方案是cors和nginx反向代理
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Written by Nat
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