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那些年前端跨过的域

跨域 是前端领域绕不开的一道题,今天就来好好聊一聊前端跨域。

同源策略

同源策略(same-origin policy 最初是由 Netspace 公司在 1995 年引入浏览器的一种安全策略,现在所有的浏览器都遵守同源策略,它是浏览器安全的基石。

同源策略规定跨域之间的脚本是相互隔离的,一个域的脚本不能访问和操作另外一个域的绝大部分属性和方法。所谓的 同源 指的是 协议相同域名相同端口相同

同源策略最初只是用来防止不同域的脚本访问 Cookie 的,但是随着互联网的发展,同源策略越来越严格,目前在不同域的场景下,Cookie、本地存储(LocalStorage,SessionStorage,IndexDB),DOM 内容,AJAX(Asynchronous JavaScript and XML,非同步的 JavaScript 与 XML 技术) 都无法正常使用。

下表给出以 http://www.a.com/page/index.html 为例子进行同源检测的示例:

示例 URL 结果 原因
A http://www.a.com/page/login.html 成功 同源
B http://www.a.com/page2/index.html 成功 同源
C https://www.a.com/page/secure.html 失败 不同协议
D http://www.a.com:8080/page/index.html 失败 不同端口
E http://static.a.com/page/index.html 失败 不同域名
F http://www.b.com/page/index.html 失败 不同域名

解决方案

解决方案按照解决方式可以分为四个大的方面:

  • 纯前端方式
  • 纯后端方式
  • 前后端配合的方式
  • 其他方式

纯前端方式

  • src 或者 herf 属性的标签
  • window.name
  • document.domain
  • location.hash
  • postMessage
  • CSST (CSS Text Transformation)
  • Flash

src 或者 herf 属性的标签


所有具有 src 属性的标签都是可以跨域,比如:<script><img><iframe>,以及 <link> 标签,这些标签给我们了提供调用第三方资源的能力。

这些标签也有限制,如:只能用于 GET 方式获取资源,需要创建一个 DOM 对象等。

不同的标签发送请求的机制不同,需要区别对待。如:<img> 标签在更改 src 属性时就会发起请求,而其他的标签需要添加到 DOM 树之后才会发起请求。

const img = new Image()
img.src = 'http://domain.com/picture' // 发起请求

const iframe = document.createElement('iframe')
iframe.src = 'http://localhost:8082/window_name_data.html'
document.body.appendChild(iframe) // 发起请求
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window.name


原理:利用神奇的 window.name 属性以及 iframe 标签的跨域能力。 window.name 的值不是普通的全局变量,而是当前窗口的名字,iframe 标签也有包裹的窗体,自然也就有 window.name 属性。

window.name 属性神奇的地方在于 name 值在不同的页面(甚至不同域)加载后依旧存在,且在没有修改的情况下不会变化。

// 打开一个空白页,打开控制台
window.name = JSON.stringify({ name: 'window', version: '1.0.0' })
window.location = 'http://baidu.com'
//页面跳转且加载成功后, window.name 的值还是我们最初赋值的值
console.log(window.name) // {"name":"window","version":"1.0.0"}
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window.name 属性结合 iframe 的跨域能力就可以实现不同域之间的数据通信,具体步骤如下:

  1. 在访问页面(http://a.com/page.html)动态创建 iframe 标签,src 属性指向数据页面(http://b.com/data.html)
  2. 为 iframe 绑定 load 事件,当数据页面载入成功后,把 iframe 的 src 属性指向同源代理页面(也可以是空白页)
  3. 当 iframe 再次 load,即可以操作 iframe 对象的 contentWindow.name 属性,获取数据源页面设置的 window.name 值

注意:当数据源页面载入成功后(即 window.name 已经赋值),需要把 iframe 的 src 指向访问页面的同源页面(或者空白页 about:blank;),否则在读取 iframe.contentWindow.name 属性时会因为同源策略而报错。

window.name 还有一种实现思路,就是 数据页在设置完 window.name 值之后,通过 js 跳转到与父页面同源的一个页面地址,这样的话,父页面就能通过操作同源子页面对象的方式获取 window.name 的值,以达到通信的目的。

document.domain


原理:通过使用 js 对父子框架页面设置相同的 document.domain 值来达到父子页面通信的目的。 限制:只能在主域相同的场景下使用。

iframe 标签是一个强大的标签,允许在页面内部加载别的页面,如果没有同源策略那我们的网站在 iframe 标签面前基本没有安全可言。

www.a.comnews.a.com 被认为是不同的域,那么它们下面的页面能够通过 iframe 标签嵌套显示,但是无法互相通信(不能读取和调用页面内的数据与方法),这时候我们可以使用 js 设置 2 个页面的 document.domain 的值为 a.com(即它们共同的主域),浏览器就会认为它们处于同一个域下,可以互相调用对方的方法来通信。

// http://www.a.com/www.html
document.domain = 'a.com'

// 设置一个测试方法给 iframe 调用
window.openMessage = function () {
  alert('www page message !')
}

const iframe = document.createElement('iframe')

iframe.src = 'http://news.a.com:8083/document_domain_news.html'
iframe.style.display = 'none'
iframe.addEventListener('load', function () {
  // 如果未设置相同的主域,那么可以获取到 iframeWin 对象,但是无法获取 iframeWin 对象的属性与方法
  const iframeWin = iframe.contentWindow
  const iframeDoc = iframeWin.document
  const iframeWinName = iframeWin.name

  console.log('iframeWin', iframeWin)
  console.log('iframeDoc', iframeDoc)
  console.log('iframeWinName', iframeWinName)

  // 尝试调用 getTestContext 方法
  const iframeTestContext = iframeWin.getTestContext()

  document.querySelector('#text').innerText = iframeTestContext
})
document.body.appendChild(iframe)


// http://news.a.com/news.html
document.domain = 'a.com'

// 设置 windon.name
window.name = JSON.stringify({ name: 'document.domain', version: '1.0.0' })

// 设置一些全局方法
window.getTestContext = function () {
  // 尝试调用父页面的方法
  if (window.parent) {
    window.parent.openMessage()
  }

  return `${document.querySelector('#test').innerText} (${new Date()})`
}
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location.hash


原理:利用修改 URL 中的锚点值来实现页面通信。URL 中有 #abc 这样的锚点信息,此部分信息的改变不会产生新的请求(但是会产生浏览器历史记录),通过修改子页的 hash 值传递数据,通过监听自身 URL hash 值的变化来接收消息。

该方案要做到父子页面的双向通信,需要用到 3 个页面:主调用页,数据页,代理页。这是因为主调用页可以修改数据页的 hash 值,但是数据页不能通过 parent.location.hash 的方式修改父页面的 hash 值(仅 IE 与 Chrome 浏览器不允许),所以只能在数据页中再加载一个代理页(代理页与主调用页同域),通过同域的代理页去操作主调用页的方法与属性。

// http://www.a.com/a.html
const iframe = document.createElement('iframe')

iframe.src = 'http://www.b.com/b.html'
iframe.style.display = 'none'
document.body.appendChild(iframe)

setTimeout(function () {
  // 向数据页传递信息
  iframe.src = `${iframe.src}#user=admin`
}, 1000)

window.addEventListener('hashchange', function () {
  // 接收来自代理页的消息(也可以让代理页直接操作主调用页的方法)
  console.log(`page: data from proxy.html ---> ${location.hash}`)
})

// http://www.a.com/b.html
const iframe = document.createElement('iframe')

iframe.src = 'http://www.a.com/proxy.html'
iframe.style.display = 'none'
document.body.appendChild(iframe)

window.addEventListener('hashchange', function () {
  // 收到主调用页传来的信息
  console.log(`data: data from page.html ---> ${location.hash}`)

  // 一些其他的操作
  const data = location.hash.replace(/#/ig, '').split('=')

  if (data[1]) {
    data[1] = String(data[1]).toLocaleUpperCase()
  }

  setTimeout(function () {
    // 修改子页 proxy.html iframe 的 hash 传递消息
    iframe.src = `${iframe.src}#${data.join('=')}`
  }, 1000)
})

// http://www.a.com/proxy.html
window.addEventListener('hashchange', function () {
  console.log(`proxy: data from data.html ---> ${location.hash}`)

  if (window.parent.parent) {
    // 把数据代理给同域的主调用页(也可以直接调用主调用页的方法传递消息)
    window.parent.parent.location.hash = location.hash
  }
})
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postMessage


postMessage 是 HTML5 XMLHttpRequest Level 2 中的 API,可以安全的实现跨域通信,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 的具体使用方法可以参考 window.postMessage ,其中有 2 点需要注意:

  • postMessage 方法依附于具体的 window 对象,比如 iframe 的 contentWindow,执行 window.open 语句返回的窗口对象等。
  • targetOrigin 参数可以指定哪些窗口接收消息,包含 协议 + 主机 + 端口号,也可以设置为通配符 '*'。
// http://www.a.com/a.html
const iframe = document.createElement('iframe')

iframe.src = 'http://www.b.com/b.html'
iframe.style.display = 'none'
iframe.addEventListener('load', function () {
  const data = { user: 'admin' }

  // 向 b.com 传送跨域数据
  // iframe.contentWindow.postMessage(JSON.stringify(data), 'http://www.b.com')
  iframe.contentWindow.postMessage(JSON.stringify(data), '*')
})
document.body.appendChild(iframe)

// 接受 b.com 返回的数据
window.addEventListener('message', function (e) {
  console.log(`a: data from b.com ---> ${e.data}`)
}, false)


// http://www.b.com/b.html
window.addEventListener('message', function (e) {
  console.log(`b: data from a.com ---> ${e.data}`)

  const data = JSON.parse(e.data)

  if (data) {
    data.user = String(data.user).toLocaleUpperCase()

    setTimeout(function () {
      // 处理后再发回 a.com
      // window.parent.postMessage(JSON.stringify(data), 'http://www.a.com')
      window.parent.postMessage(JSON.stringify(data), '*')
    }, 1000)
  }
}, false)
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CSST (CSS Text Transformation)


原理:借助 CSS3 的 content 属性获取传送内容的跨域传输文本的方式。

相比较 JSONP 来说更为安全,不需要执行跨站脚本。

缺点就是没有 JSONP 适配广,且只能在支持 CSS3 的浏览器正常工作。

具体内容可以通过查看 CSST 了解。

Flash


Flash 有自己的一套安全策略,服务器可以通过 crossdomain.xml 文件来声明能被哪些域的 SWF 文件访问,通过 Flash 来做跨域请求代理,并且把响应结果传递给 javascript,实现跨域通信。

纯后端方式

  • Server Proxy
  • CORS(Cross-origin resource sharing)

Server Proxy


同源策略针对的是浏览器,http/https 协议不受此影响,所以通过 Server Proxy 的方式就能解决跨域问题。

实现步骤也比较简单,主要是服务端接收到客户端请求后,通过判断 URL 实现特定跨域请求就代理转发(http,https),并且把代理结果返回给客户端,从而实现跨域的目的。

// NodeJs
const http = require('http')

const server = http.createServer(async (req, res) => {
  if (req.url === '/api/proxy_server') {
    const data = 'user=admin&group=admin'
    const options = {
      protocol: 'http:',
      hostname: 'www.b.com',
      port: 8081,
      path: '/api/proxy_data',
      method: req.method,
      headers: {
        'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded',
        'Content-Length': Buffer.byteLength(data),
      },
    }
  
    const reqProxy = http.request(options, (resProxy) => {
      res.writeHead(resProxy.statusCode, { 'Content-Type': 'application/json' })
      resProxy.pipe(res) // 将 resProxy 收到的数据转发到 res
    })

    reqProxy.write(data)
    reqProxy.end()
  }
})
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NodeJs 中 Server Proxy 主要使用 http 模块的 request 方法以及 streampipe 方法。

上面是一个最简单的 NodeJs Server Proxy 实现,真实场景需要考虑更多复杂的情况,更详细的可以介绍可以点击 如何编写一个 HTTP 反向代理服务器 进行了解。

进一步了解:HTTP 代理原理及实现(一) HTTP 代理原理及实现(二)

CORS(Cross-origin resource sharing)


CORS 的全称是“跨域资源共享”(Cross-origin resource sharing),是 W3C 标准。通过 CORS 协议实现跨域通信关键部分在于服务器以及浏览器支持情况(IE不低于IE10),整个 CORS 通信过程都是浏览器自动完成,对开发者来说 CORS 通信与同源的 AJAX 请求没有差别。

浏览器将 CORS 请求分为两类:简单请求(simple request)和 非简单请求(not-so-simple request)。更加详细的信息可以通过阅读 阮一峰老师跨域资源共享 CORS 详解 文章进行深入了解。

// server.js
// http://www.b.com/api/cors
const server = http.createServer(async (req, res) => {
  if (typeof req.headers.origin !== 'undefined') {
    // 如果是 CORS 请求,浏览器会在头信息中增加 origin 字段,说明请求来自于哪个源(协议 + 域名 + 端口)

    if (req.url === '/api/cors') {
      res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', req.headers.origin)
      res.setHeader('Access-Control-Allow-Credentials', true)
      res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'POST, GET, PUT, DELETE, OPTIONS')
      res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers', 'Content-Type, Cache-Control, X-Access-Token')

      const resData = {
        error_code: 0,
        message: '',
        data: null,
      }

      if (req.method === 'OPTIONS') {
        // not-so-simple request 的 预请求
        res.setHeader('status', 200)
        res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
        res.end()
        return
      } else if (req.method === 'GET') {
        // simple request
        Object.assign(resData, { data: { user: 'admin' } })
      } else if (req.method === 'PUT') {
        // not-so-simple
        res.setHeader('Set-Cookie', ['foo=bar; HttpOnly', 'bar=baz; HttpOnly', 'y=88']) // 设置服务器域名 cookie
        Object.assign(resData, { data: { user: 'ADMIN', token: req.headers['x-access-token'] } })
      } else {
        Object.assign(resData, { data: { user: 'woqu' } })
      }

      res.setHeader('status', 200)
      res.setHeader('Content-Type', 'application/json')
      res.write(JSON.stringify(resData))
      res.end()
      return
    }

    res.setHeader('status', 404)
    res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
    res.write(`This request URL '${req.url}' was not found on this server.`)
    res.end()
    return
  }
})


// http://www.a.com/cors.html
setTimeout(function () {
  console.log('CORS: simple request')
  ajax({
    url: 'http://www.b.com:8082/api/cors',
    method: 'GET',
    success: function (data) {
      data = JSON.parse(data)
      console.log('http://www.b.com:8082/api/cors: GET data', data)

      document.querySelector('#test1').innerText = JSON.stringify(data)
    },
  })
}, 2000)

setTimeout(function () {
  // 设置 cookie
  document.cookie = 'test cookie value'

  console.log('CORS: not-so-simple request')
  ajax({
    url: 'http://www.b.com:8082/api/cors',
    method: 'PUT',
    body: { user: 'admin' },
    header: { 'X-Access-Token': 'abcdefg' },
    success: function (data) {
      data = JSON.parse(data)
      console.log('http://www.b.com:8082/api/cors: PUT data', data)

      document.querySelector('#test2').innerText = JSON.stringify(data)
    },
  })
}, 4000)
复制代码

前后端配合的方式

  • JSONP(JSON with Padding)

JSONP(JSON with Padding)


原理: <script> 标签可以跨域加载并执行脚本。

JSONP 是一种简单高效的跨域方式,并且易于实现,但是因为有跨站脚本的执行,比较容易遭受 CSRF(Cross Site Request Forgery,跨站请求伪造) 攻击,造成用户敏感信息泄露,而且 因为 <script> 标签跨域方式的限制,只能通过 GET 方式获取数据。

// server.js
// http://www.b.com/api/jsonp?callback=callback
const server = http.createServer((req, res) => {
  const params = url.parse(req.url, true)
 
  if (params.pathname === '/api/jsonp') {
    if (params.query && params.query.callback) {
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain' })
      res.write(`${params.query.callback}(${JSON.stringify({ error_code: 0, data: 'jsonp data', message: '' })})`)
      res.end()
    }
  }

  // ...
})


// http://www.a.com/jsonp.html
const script = document.createElement('script')
const callback = function (data) {
  console.log('jsonp data', typeof data, data)
}

window.callback = callback // 把回调函数挂载到全局对象 window 下
script.src = 'http://www.b.com:8081/api/jsonp?callback=callback'
setTimeout(function () {
  document.body.appendChild(script)
}, 1000)
复制代码

其他方式

  • WebSocket
  • SSE(Server-sent events)

WebSocket


WebSocket protocol 是 HTML5 一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信,同时允许跨域通讯,是 server push 技术的一种很好的实现。

// 服务端实现可以使用 socket.io,详见 https://github.com/socketio/socket.io


// client
const socket = new WebSocket('ws://www.b.com:8082')

socket.addEventListener('open', function (e) {
  socket.send('Hello Server!')
})
socket.addEventListener('message', function (e) {
  console.log('Message from server', e.data)
})
复制代码

SSE(Server-sent events)


SSE 即 服务器推送事件,支持 CORS,可以基于 CORS 做跨域通信。

// server.js
const server = http.createServer((req, res) => {
  const params = url.parse(req.url, true)
 
  if (params.pathname === '/api/sse') {
    // SSE 是基于 CORS 标准实现跨域的,所以需要设置对应的响应头信息
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', req.headers.origin)
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Credentials', true)
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Methods', 'POST, GET, PUT, DELETE, OPTIONS')
    res.setHeader('Access-Control-Allow-Headers', 'Content-Type, Cache-Control, X-Access-Token')

    res.setHeader('status', 200)
    res.setHeader('Content-Type', 'text/event-stream')
    res.setHeader('Cache-Control', 'no-cache')
    res.setHeader('Connection', 'keep-alive')

    res.write('retry: 10000\n')
    res.write('event: connecttime\n')
    res.write(`data: starting... \n\n`)

    const interval = setInterval(function () {
      res.write(`data: (${new Date()}) \n\n`)
    }, 1000)

    req.connection.addListener('close', function () {
      clearInterval(interval)
    }, false)

    return
  }
})


// http://www.a.com:8081/sse.html
const evtSource = new EventSource('http://www.b.com:8082/api/sse')

evtSource.addEventListener('connecttime', function (e) {
  console.log('connecttime data', e.data)

  document.querySelector('#log').innerText = e.data
})
evtSource.onmessage = function(e) {
  const p = document.createElement('p')

  p.innerText = e.data
  console.log('Message from server', e.data)

  document.querySelector('#log').append(p)
}

setTimeout(function () {
  evtSource.close()
}, 5000)
复制代码

最佳实践

No silver bullets:没有一种方案能够适用所有的跨域场景,针对特定的场景使用合适的方式,才是最佳实践。

  • 资源跨域
  • 页面相互通信
  • 客户端与服务端通信

资源跨域

对于静态资源,推荐借助 <link> <script> <img> <iframe> 标签原生的能力实现跨域资源请求。

对于第三方接口,推荐基于 CORS 标准实现跨域,浏览器不支持 CORS 时推荐使用 Server Proxy 方式跨域。

页面相互通信

页面间的通信首先推荐 HTML5 新 API postMessage 方式通信,安全方便。

其次浏览器支持不佳时,当主域相同时推荐使用 document.domain 方式,主域不同推荐 location.hash 方式。

客户端与服务端通信

非双工通信场景建议使用轻量级的 SSE 方式。

双工通信场景推荐使用 WebSocket 方式。

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