全面了解Cookie

一、Cookie 的出现

浏览器和服务器之间的通信少不了 HTTP 协议，但是因为 HTTP 协议是无状态的，所以服务器并不知道上一次浏览器做了什么样的操作，这样严重阻碍了交互式 Web 应用程序的实现。

针对上述的问题，网景公司的程序员创造了 Cookie。

二、Cookie 的传输

服务器端在实现 Cookie 标准的过程中，需要对任意 HTTP 请求发送 Set-Cookie HTTP 头作为响应的一部分：

Set-Cookie: name=value; expires=Tue, 03-Sep-2019 14:10:21 GMT; path=/; domain=.xxx.com;

浏览器端会存储这样的 Cookie，并且为之后的每个请求添加 Cookie HTTP 请求头发送回服务器：

Cookie: name=value

服务器通过验证 Cookie 值，来判断浏览器发送请求属于哪一个用户。

三、浏览器中的 Coookie

浏览器中的 Cookie 主要由以下几部分组成：

• 名称：Cookie 唯一的名称，必须经过 URL 编码处理。（同名会出现覆盖的情况）
• 值：必须经过 URL 编码处理。
• 域（domain）：默认情况下 cookie 在当前域下有效，你也可以设置该值来确保对其子域是否有效。
• 路径（path）：指定 Cookie 在哪些路径下有效，默认是当前路径下。
• 失效时间（expires）：默认情况下，浏览器会话结束时会自动删除 Cookie；也可以设置一个 GMT 格式的日期，指定具体的删除日期；如果设置的日期为以前的日期，那么 Cookie 会立即删除。
• 安全标志（secure）：指定之后只允许 Cookie 发送给 https 协议。

浏览器在发送请求时，只会将名称与值添加到请求头的 Cookie 字段中，发送给服务端。

浏览器提供了一个非常蹩脚的 API 来操作 Cookie：

document.cookie

通过上述方法可以对该 Cookie 进行写操作，每一次只能写入一条 Cookie 字符串：

document.cookie = 'a=1; secure; path=/'

通过该方法还可以进行 Cookie 的读操作：

document.cookie
// "a=1"

由于上述方法操作 Cookie 非常的不直观，一般都会写一些函数来简化 Cookie 读取、设置和删除操作。

对于 Cookie 的设置操作中，需要以下几点：
对于名

• 称和值进行 URL 编码处理，也就是采用 JavaScript 中的 encodeURIComponent() 方法；
• expires 要求传入 GMT 格式的日期，需要处理为更易书写的方式，比如：设置秒数的方式；
• 注意只有的属性名的 secure；每一段信息需要采用分号加空格。

function setCookie (key, value, attributes) {if (typeof document === 'undefined') {return}
  attributes = Object.assign({}, {path: '/'}, attributes)

  let {domain, path, expires, secure} = attributes

  if (typeof expires === 'number') {expires = new Date(Date.now() + expires * 1000)
  }
  if (expires instanceof Date) {expires = expires.toUTCString()
  } else {expires = ''}

  key = encodeURIComponent(key)
  value = encodeURIComponent(value)

  let cookieStr = `${key}=${value}`

  if (domain) {cookieStr += `; domain=${domain}`
  }

  if (path) {cookieStr += `; path=${path}`
  }

  if (expires) {cookieStr += `; expires=${expires}`
  }

  if (secure) {cookieStr += `; secure`}

  return (document.cookie = cookieStr)
}

Cookie 的读操作需要注意的是将名称与值进行 URL 解码处理，也就是调用 JavaScript 中的 decodeURIComponent() 方法：

function getCookie (name) {if (typeof document === 'undefined') {return}
  let cookies = []
  let jar = {}
  document.cookie && (cookies = document.cookie.split(';'))

  for (let i = 0, max = cookies.length; i < max; i++) {let [key, value] = cookies[i].split('=')
    key = decodeURIComponent(key)
    value = decodeURIComponent(value)
    jar[key] = value
    if (key === name) {break}
  }

  return name ? jar[name] : jar
}

最后一个清除的方法就更加简单了，只要将失效日期（expires）设置为过去的日期即可：

function removeCookie (key) {setCookie(key, '', { expires: -1})
}

介绍 Cookie 基本操作的封装之后，还需要了解浏览器为了限制 Cookie 不会被恶意使用，规定了 Cookie 所占磁盘空间的大小以及每个域名下 Cookie 的个数。

为了绕开单域名下 Cookie 个数的限制，开发人员还创造了一种称为 subcookie 的概念，这里就不在赘述了，可以参考【JavaScript 高级程序设计第 23 章 p633】。

四、服务端的 Cookie

相比较浏览器端，服务端执行 Cookie 的写操作时，是将拼接好的 Cookie 字符串放入响应头的 Set-Cookie 字段中；执行 Cookie 的读操作时，则是解析 HTTP 请求头字段 Cookie 中的键值对。

与浏览器最大的不同，在于服务端对于 Cookie 的安全性操碎了心

signed

当设置 signed=true 时，服务端会对该条 Cookie 字符串生成两个 Set-Cookie 响应头字段：

Set-Cookie: lastTime=2019-03-05T14:31:05.543Z; path=/; httponly
Set-Cookie: lastTime.sig=URXREOYTtMnGm0b7qCYFJ2Db400; path=/; httponly

这里通过再发送一条以.sig 为后缀的名称以及对值进行加密的 Cookie，来验证该条 Cookie 是否在传输的过程中被篡改。

httpOnly

服务端 Set-Cookie 字段中新增 httpOnly 属性，当服务端在返回的 Cookie 信息中含有 httpOnly 字段时，开发者是不能通过 JavaScript 来操纵该条 Cookie 字符串的。

这样做的好处主要在于面对 XSS（Cross-site scripting）攻击时，黑客无法拿到设置 httpOnly 字段的 Cookie 信息。

此时，你会发现 localStorage 相比较 Cookie，在 XSS 攻击的防御上就略逊一筹了。sameSite

在介绍这个新属性之前，首先你需要明白：当用户从 http://a.com 发起 http://b.com 的请求也会携带上 Cookie，而从 http://a.com 携带过来的 Cookie…。

虽然第三方 Cookie 有一些好处，但是给 CSRF（Cross-site request forgrey）攻击的机会。

为了从根源上解决 CSRF 攻击，sameSite 属性便闪亮登场了，它的取值有以下几种：

• strict：浏览器在任何跨域请求中都不会携带 Cookie，这样可以有效的防御 CSRF 攻击，但是对于有多个子域名的网站采用主域名存储用户登录信息的场景，每个子域名都需要用户重新登录，造成用户体验非常的差。
• lax：相比较 strict，它允许从三方网站跳转过来的时候使用 Cookie。

为了方便大家理解 sameSite 的实际效果，可以看这个例子：

// a.com 服务端会在访问页面时返回如下 Cookie

  cookies.set('foo', 'aaaaa')
  cookies.set('bar', 'bbbbb')
  cookies.set('name', 'cccccc')

  // b.com 服务端会在访问页面时返回如下 Cookie
  cookies.set('foo', 'a', { sameSite: 'strict'})
  cookies.set('bar', 'b', { sameSite: 'lax'})
  cookies.set('baz', 'c')

如何现在用户在 a.com 中点击链接跳转到 b.com，它的请求头是这样的：

  Request Headers
  Cookie: bar=b; baz=

五、网站性能优化

Cookie 在服务端和浏览器的通信中，主要依靠 HTTP 的响应头和请求头传输的，所以 Cookie 会占据一定的带宽。

前面提到浏览器会为每一次 HTPP 请求自动携带上 Cookie 信息，但是对于同站内的静态资源，服务器并不需要处理其携带的 Cookie，这无形中便浪费了带宽。

在最佳实践中，一般都会将静态资源部署到独立的域名上，从而可以避免无效 Cookie 的影响。