彻底理解CORS跨域原理

背景

现在的前端开发中都是前后端分离的开发模式，数据的获取并非同源，所以跨域的问题在我们日常开发中特别常见。其实这种资料网上也是一搜一大堆，但是都不够全面，理解起来也不够透彻。这篇文章就结合具体的示例代码以及之前分享的PPT进行整合将跨域的原理梳理一遍。

跨域的基本概念

什么是跨域，什么时候产生跨域，相信大家都是知道的。咱们这里就长话短说了。

不要觉得我夸张了，我是为了强调，强调，强调！！!^_^

浏览器为了一定的安全因素，增加了同源策略。有违同源策略的操作都是被禁止的，这个时候就会发生我们所说的跨域。如果没有同源策略会怎样？这就好玩了。

诶，请求发出去了，数据没回来。**

广义的跨域

其实浏览器加载的资源很多都是跨域的，只是有些资源的加载浏览器是允许的。

图片、CSS、Script等资源是不受同源策略限制的。

狭义的跨域

我们所说的跨域主要说的是ajax请求无法完成。

跨域解决方案

跨域解决方案有很多了，能搜出一堆。不过也只有几个是常用的。有些方案可以了解下看看是怎么回事就可以了。

古老的JSONP

JSONP的优点就是因为他够老，能兼容各种浏览器，无兼容问题，众生平等。

他发送的不是ajax请求，而是利用了script标签加载机制。他发送的不是ajax请求。

一图胜过千言啊。

既然机制我们已经了解了。那咱们看下具体的实现。

客户端代码

function jsonp() {
    var script = document.createElement('script');
    script.type = 'text/javascript';

    // 传参并指定回调执行函数为backFn
    script.src = 'http://localhost:8100/getUserInfo?uid=100&callback=backFn';
    document.head.appendChild(script);
}

// 回调执行函数
function backFn(res) {
    alert(JSON.stringify(res));
}

document.getElementById('btn_get_data').addEventListener('click',()=>{
    jsonp();
});

服务端代码

let uid = ctx.query.uid;
let callback=ctx.query.callback;
ctx.body = 'backFn({"code": 0, "user": "admin"})';

代码很简单，就不多说了。

JSONP缺点

只支持get，而且存在安全问题。

技术发展至今，jsonp这种前后端耦合的方式肯定要被代替。

CORS跨域解决方案

2014年1月16号CORS作为http协议的扩充部分正式发布，主要定义了客户端和服务端的沟通机制，也就是所谓的协议。

看图加深理解

CORS从具体的代码实现上来说比较方便，前端几乎不需要写任何代码就可以支持。主要是靠服务端进行配置。而且是对各种请求方法、各种数据请求类型都是完美支持的。

CORS需要浏览器和服务器同时支持。目前所有浏览器都支持该功能，IE浏览器不能低于IE10。

整个CORS通信过程，都是浏览器自动完成，不需要用户参与。对于开发者来说，CORS通信与同源的AJAX通信没有差别，代码完全一样。浏览器一旦发现AJAX请求跨源，就会自动添加一些附加的头信息，有时还会多出一次附加的请求，但用户不会有感觉。

因此，实现CORS通信的关键是服务器。只要服务器实现了CORS接口，就可以跨源通信。

CORS的两种请求

浏览器将CORS请求分成两类：简单请求（simple request）和非简单请求（预检请求）（not-so-simple request）。

只要同时满足以下两大条件，就属于简单请求。

(1) 请求方法是以下三种方法之一：

HEAD
GET
POST

(2)HTTP请求头信息不超出以下几种字段：

Accept
Accept-Language
Content-Language
Last-Event-ID
Content-Type：只限于三个值application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、text/plain

凡是不同时满足上面两个条件，就属于非简单请求。

浏览器对这两种请求的处理，是不一样的。

CORS的简单请求

对于简单请求，浏览器直接发出CORS请求。具体来说，就是在头信息之中，增加一个Origin字段。

下面是一个例子，浏览器发现这次跨源AJAX请求是简单请求，就自动在头信息之中，添加一个Origin字段。

GET /cors HTTP/1.1 
Origin: http://m.xin.com
Host: api.alice.com
Accept-Language: en-US
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0...

上面的头信息中，Origin字段用来说明，本次请求来自哪个源（协议 + 域名 + 端口）。服务器根据这个值，决定是否同意这次请求。

如果Origin指定的源，不在许可范围内，服务器会返回一个正常的HTTP回应。浏览器发现，这个回应的头信息没有包含Access-Control-Allow-Origin字段（详见下文），就知道出错了，从而抛出一个错误，被XMLHttpRequest的onerror回调函数捕获。注意，这种错误无法通过状态码识别，因为HTTP回应的状态码有可能是200。

如果Origin指定的域名在许可范围内，服务器返回的响应，会多出几个头信息字段。

Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com
Access-Control-Allow-Credentials: true
Access-Control-Expose-Headers: FooBar
Content-Type: text/html; charset=utf-8

上面的头信息之中，有三个与CORS请求相关的字段，都以Access-Control-开头。

（1）Access-Control-Allow-Origin

该字段是必须的。它的值要么是请求时Origin字段的值，要么是一个*，表示接受任意域名的请求。

（2）Access-Control-Allow-Credentials

该字段可选。它的值是一个布尔值，表示是否允许发送Cookie。默认情况下，Cookie不包括在CORS请求之中。设为true，即表示服务器明确许可，Cookie可以包含在请求中，一起发给服务器。这个值也只能设为true，如果服务器不要浏览器发送Cookie，删除该字段即可。

（3）Access-Control-Expose-Headers

该字段可选。CORS请求时，XMLHttpRequest对象的getResponseHeader()方法只能拿到6个基本字段：Cache-Control、Content-Language、Content-Type、Expires、Last-Modified、Pragma。如果想拿到其他字段，就必须在Access-Control-Expose-Headers里面指定。上面的例子指定，getResponseHeader('FooBar')可以返回FooBar字段的值。

withCredentials 属性

上面说到，CORS请求默认不发送Cookie和HTTP认证信息。如果要把Cookie发到服务器，一方面要服务器同意，指定Access-Control-Allow-Credentials字段。

Access-Control-Allow-Credentials: true

另一方面，开发者必须在AJAX请求中打开withCredentials属性。

var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.withCredentials = true;

否则，即使服务器同意发送Cookie，浏览器也不会发送。或者，服务器要求设置Cookie，浏览器也不会处理。

但是，如果省略withCredentials设置，有的浏览器还是会一起发送Cookie。这时，可以显式关闭withCredentials。

xhr.withCredentials = false;

需要注意的是，如果要发送Cookie，Access-Control-Allow-Origin就不能设为星号，必须指定明确的、与请求网页一致的域名。同时，Cookie依然遵循同源政策，只有用服务器域名设置的Cookie才会上传，其他域名的Cookie并不会上传，且（跨源）原网页代码中的document.cookie也无法读取服务器域名下的Cookie。

CORS简单请求代码参考

简单请求客户端不需要做什么处理，这里只展示服务端需要做的处理。

服务端代码使用Node koa编写

    ctx.set('Access-Control-Allow-Origin', 'http://localhost:3000');
            ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials','true');
            body.data={
                carId:100,
                carName:'宝马x5-1000'
            };

另外关于cookie的传递大家可以自己试试

CORS非简单请求-预检请求

非简单请求是那种对服务器有特殊要求的请求，比如请求方法是PUT或DELETE，或者Content-Type字段的类型是application/json。

非简单请求的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（preflight）。

浏览器先询问服务器，当前网页所在的域名是否在服务器的许可名单之中，以及可以使用哪些HTTP动词和头信息字段。只有得到肯定答复，浏览器才会发出正式的XMLHttpRequest请求，否则就报错。

看图理解

下面是一段浏览器的JavaScript脚本。

var url = 'http://api.uxin.com/user';
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('PUT', url, true);
xhr.setRequestHeader('X-Custom-Header', 'value');
xhr.send();

上面代码中，HTTP请求的方法是PUT，并且发送一个自定义头信息X-Custom-Header。

浏览器发现，这是一个非简单请求，就自动发出一个"预检"请求，要求服务器确认可以这样请求。下面是这个"预检"请求的HTTP头信息。

OPTIONS /cors HTTP/1.1
Origin: http://m.a.com
Access-Control-Request-Method: PUT
Access-Control-Request-Headers: X-Custom-Header
Host: api.alice.com
Accept-Language: en-US
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0...

"预检"请求用的请求方法是OPTIONS，表示这个请求是用来询问的。头信息里面，关键字段是Origin，表示请求来自哪个源。

除了Origin字段，"预检"请求的头信息包括两个特殊字段。

（1）Access-Control-Request-Method

该字段是必须的，用来列出浏览器的CORS请求会用到哪些HTTP方法，上例是PUT。

（2）Access-Control-Request-Headers

该字段是一个逗号分隔的字符串，指定浏览器CORS请求会额外发送的头信息字段，上例是X-Custom-Header。

CORS预检请求的响应

服务器收到"预检"请求以后，检查了Origin、Access-Control-Request-Method和Access-Control-Request-Headers字段以后，确认允许跨源请求，就可以做出回应。

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 01 Dec 2008 01:15:39 GMT
Server: Apache/2.0.61 (Unix)
Access-Control-Allow-Origin: http://m.a.com
Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT
Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip
Content-Length: 0
Keep-Alive: timeout=2, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/plain

上面的HTTP回应中，关键的是Access-Control-Allow-Origin字段，表示http://m.a.com可以请求数据。该字段也可以设为星号，表示同意任意跨源请求。

Access-Control-Allow-Origin: *

如果浏览器否定了"预检"请求，会返回一个正常的HTTP回应，但是没有任何CORS相关的头信息字段。这时浏览器就会认定，服务器不同意预检请求，因此触发一个错误，被XMLHttpRequest对象的onerror回调函数捕获。控制台会打印出如下的报错信息。

XMLHttpRequest cannot load http://m.a.com.
Origin http://m.a.com is not allowed by Access-Control-Allow-Origin.

服务器回应的其他CORS相关字段如下。

Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT
Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header
Access-Control-Allow-Credentials: true
Access-Control-Max-Age: 1728000

（1）Access-Control-Allow-Methods

该字段必需，它的值是逗号分隔的一个字符串，表明服务器支持的所有跨域请求的方法。注意，返回的是所有支持的方法，而不单是浏览器请求的那个方法。这是为了避免多次"预检"请求。

（2）Access-Control-Allow-Headers

如果浏览器请求包括Access-Control-Request-Headers字段，则Access-Control-Allow-Headers字段是必需的。它也是一个逗号分隔的字符串，表明服务器支持的所有头信息字段，不限于浏览器在"预检"中请求的字段。

（3）Access-Control-Allow-Credentials

该字段与简单请求时的含义相同。

（4）Access-Control-Max-Age

该字段可选，用来指定本次预检请求的有效期，单位为秒。上面结果中，有效期是20天（1728000秒），即允许缓存该条回应1728000秒（即20天），在此期间，不用发出另一条预检请求。

CORS浏览器的正常请求和回应

一旦服务器通过了"预检"请求，以后每次浏览器正常的CORS请求，就都跟简单请求一样，会有一个Origin头信息字段。服务器的回应，也都会有一个Access-Control-Allow-Origin头信息字段。

下面是"预检"请求之后，浏览器的正常CORS请求。

PUT /cors HTTP/1.1
Origin: http://m.a.com
Host: api.alice.com
X-Custom-Header: value
Accept-Language: en-US
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0..

上面头信息的Origin字段是浏览器自动添加的。

下面是服务器正常的回应。

Access-Control-Allow-Origin: http://m.a.com
Content-Type: text/html; charset=utf-8

上面头信息中，Access-Control-Allow-Origin字段是每次回应都必定包含的。

CORS预检请求代码参考

代码使用Node koa实现

  //OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求
            ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');
            ctx.set('Access-Control-Allow-Methods','PUT');
            ctx.set('Access-Control-Allow-Origin', 'http://localhost:3000');
            ctx.set('Access-Control-Allow-Headers', 'content-type');
            ctx.set('Access-Control-Max-Age','100');
            body.data = {
                carId: 100,
                carName: '宝马x5'
            }

CORS兼容情况

CORS支持IE10+，IE8，9需要使用ie独有的api - 使用XDomainRequest对象来支持 cors。

注意：ie下 localhost:8000=localhost:8001=localhost 视为同域，以免本地进行测试的时候踩坑。

CORS总结

我们要知道CORS是http协议的一部分，由浏览器和服务器来完成。所以对于前端来说还是比较简单的。我们要做的是理解这个协议和实现机制，在遇到类似问题的时候可以快速的定位。

更多跨域处理方案

跨域解决办法很多，最常用的莫过于CORS。上图这7种有兴趣的同学可以继续研究。

参考资料

https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Access_control_CORS

https://segmentfault.com/a/1190000011145364

http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/04/cors.html