九种跨域方式实现原理（完整版）

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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
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。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：

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：
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。

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

参考文章

跨域资源共享 CORS 详解
前端面试之道
window.postMessage
前端常见跨域解决方案（全）
深入跨域问题(4) – 利用代理解决跨域

九种跨域方式实现原理（完整版）

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