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CORS通信

Airship
 Airship
发布于 2016/12/06 14:38
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CORS是一个W3C标准,全称是“跨域资源共享”(Cross-origin resource sharing)。

它允许浏览器向跨源服务器,发出XMLHttpRequest请求,从而克服了AJAX只能同源使用的限制。

本文详细介绍CORS的内部机制。

简介

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。

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(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的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-urlencodedmultipart/form-datatext/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。

简单请求

基本流程

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://api.bob.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XMLHttpRequestonerror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-ControlContent-LanguageContent-TypeExpiresLast-ModifiedPragma。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请求默认不包含Cookie信息(以及HTTP认证信息等)。如果需要包含Cookie信息,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。

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PUTDELETE,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。

下面是一段浏览器的JavaScript脚本。

var url = 'http://api.alice.com/cors';
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://api.bob.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

预检请求的回应

服务器收到“预检”请求以后,检查了OriginAccess-Control-Request-MethodAccess-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://api.bob.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://api.bob.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: *

如果服务器否定了“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://api.alice.com.
Origin http://api.bob.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。

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://api.bob.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://api.bob.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。

与JSONP的比较

CORS与JSONP的使用目的相同,但是比JSONP更强大。

JSONP只支持GET请求,CORS支持所有类型的HTTP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。

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