15 张精美动图全面讲解 CORS

前言：

本文翻译自 Lydia Hallie^[1] 小姐姐写的 ✋?? CS Visualized: CORS^[2]，她用了大量的动图去解释 CORS 这个概念，国内还没有人翻译本文，所以我在原文的理解上翻译了本文并修改了一些错误，希望能帮到大家。

觉得翻译的不错一定要点赞哦，谢谢你，这对我真的很重要！?

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注：原文的动图均为 keynote 制作

前端开发中，我们经常要使用其他站点的数据。前端显示这些数据之前，必须向服务器发出请求以获取该数据。

假设我们正在访问 https://api.mywebsite.com 这个站点，点击按钮向  https://api.mywebsite.com/users 发送请求，获取网站上的一些用户信息：

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⚠️：这里原作者有个笔误，把 https://api.mywebsite.com 误写为 https://www.mywebsite.com 了，图中也有这个错误，读者要注意一下不要被误导

从结果上看表现非常完美，我们向服务器发送请求，服务器返回了我们需要的 JSON 数据，前端也正常的渲染出了结果。

下面我们换一个网站试试。用  https://www.anotherwebsite.com 这个网站向 https://api.website.com/users 发送请求：

问题来了，我们请求同样的接口网站，但是这次浏览器给我们抛出一个 Error。

刚刚浏览器抛出的就是 CORS Error，下面让我们分析一下为什么会产生这种 Error，以及这个 Error 的确切含义是什么。

1.同源策略

浏览器网络请求时，有一个同源策略的机制。即默认情况下，使用 API 的 Web 应用程序只能从加载应用程序的同一个域请求 HTTP 资源。

比如说， https://www.mywebsite.com 请求  https://www.mywebsite.com/page 是完全没有问题的。但是当资源位于不同协议、子域或端口的站点时，这个请求就是跨域的。

目前来看，同源策略会让三种行为受限：

• Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 访问受限
• 无法操作跨域 DOM（常见于 iframe）
• Javascript 发起的 XHR 和 Fetch 请求受限

那么，为什么会存在同源策略呢？

我们做个假设，如果不存在同源策略，你无意中点击了七大姑在微信上给你发的一篇养生文章链接。其实这个网页是个钓鱼网站，访问链接后就把你重定向到一个嵌入了 iframe 的攻击网站，这个 iframe 会自动加载银行网站，并通过 cookies 登录你的账户。

登陆成功后，这个钓鱼网站还可以控制 iframe 的 DOM，通过一系列骚操作把你卡里的钱转走。

这是一个非常严重的安全漏洞，我们不希望自己在互联网的内容被随便访问，更不要说这种涉及到钱的网站了。

同源策略可以帮助我们解决这个安全问题，这个策略确保我们只能访问同一站点的资源。

在这种情况下，https://www.evilwebsite.com 尝试跨站访问 https://www.bank.com 的资源，同源策略就会阻止这个操作，让钓鱼网站无法访问银行网站的数据。

说了这么多，同源策略和 CORS 又有什么关系？

2.浏览器 CORS

出于安全原因，浏览器限制从脚本内发起的跨域 HTTP 请求。例如 XHR 和 Fetch 就遵循同源策略。这意味着使用 API 的 Web 应用程序只能从加载应用程序的同一个域请求 HTTP 资源。

日常的业务开发中，我们会经常访问跨域资源，为了安全的请求跨域资源，浏览器使用一种称为 CORS 的机制。

CORS 的全名是 Cross-Origin Resource Sharing，即跨域资源共享。尽管默认情况下浏览器禁止我们访问跨域资源，但是我们可以利用 CORS 放宽这种限制，在保证安全性的前提下访问跨域资源。

浏览器可以利用 CORS 机制，放行符合规范的跨域访问，阻止不合规范的跨域访问。浏览器内部是怎么做的呢？我们下面就来分析一下。

Web 程序发出跨域请求后，浏览器会自动向我们的 HTTP header 添加一个额外的请求头字段：Origin。Origin 标记了请求的站点来源：

GET https://api.website.com/users HTTP/1/1
Origin: https://www.mywebsite.com // <- 浏览器自己加的

为了使浏览器允许访问跨域资源， 服务器返回的 response 还需要加一些响应头字段，这些字段将显式表明此服务器是否允许这个跨域请求。

3.服务端 CORS

作为服务器开发人员，我们可以通过在 HTTP 响应中添加额外的响应头字段 Access-Control-* 来表明是否允许跨域请求。根据这些 CORS 响应头字段，浏览器可以允许一些被同源策略限制的跨源响应。

虽然有好几个 CORS 响应头字段^[3]，但有一个字段是必加的，那就是 Access-Control-Allow-Origin。这个头字段的值指定了哪些站点被允许跨域访问资源。

1️⃣ 如果我们有服务器的开发权限，我们可以给 https://www.mywebsite.com 加上访问权限：将该域添加到 Access-Control-Allow-Origin 中。

这个响应头字段现在被添加到服务器发回给客户端的 response header 中。这个字段添加后，如果我们从 https://www.mywebsite.com 发送跨域请求，同源策略将不再限制 https://api.mywebsite.com 站点返回的资源。

HTTP/1.1 200 OK
Access-Control-Allow-Origin: https://www.mywebsite.com
Date: Fri, 11 Oct 2019 15:47 GM
Content-Length: 29
Content-Type: application/json
Server: Apache

{user: [{...}]}

2️⃣ 收到服务器返回的 response 后，浏览器中的 CORS 机制会检查 Access-Control-Allow-Origin 的值是否等于 request 中 Origin 的值。

在这个例子中，request 的 Origin 是 https://www.mywebsite.com，这和 response 中 Access-Control-Allow-Origin 的值是一样的：

3️⃣ 浏览器校验通过，前端成功地接收到跨域资源。

那么，当我们试图从一个没有在 Access-Control-Allow-Origin 中列出的网站跨域访问这些资源会发生什么呢？

如上图所示，从 https://www.anotherwebsite.com 跨域访问 https://api.mywebsite.com 资源，浏览器抛出一个 CORS Error，经过上面的讲解，我们可以读懂这个报错信息了：

The 'Access-Control-Allow-Origin' header has a value
 'https://www.mywebsite.com' that is not equal 
to the supplied origin. 

在这种情况下，Origin 的值是 https://www.anotherwebsite.com。然而，服务器在 Access-Control-Allow-Origin 响应头字段中没有标记这个站点，浏览器 CORS 机制就阻止了这个响应，我们无法在我们的代码中获取响应数据。

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CORS 还允许我们添加通配符 * 作为允许的外域，这意味着该资源可以被任意外域访问，所以要注意这种特殊情况

Access-Control-Allow-Origin 是 CORS 机制提供的众多头字段之一。服务器开发人员还可以通过其它头字段扩展服务器的 CORS 策略，以允许/禁止某些请求。

另一个常见的响应头字段是 Access-Control-Allow-Methods。其指明了跨域请求所允许使用的 HTTP 方法。

在上图的案例中，只有GET，POST 或 PUT 方法被允许跨域访问资源。其他 HTTP 方法，例如 PATCH 和 DELETE 都会被阻止。

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如果您想知道其它的 CORS 响应头字段是什么以及它们的用途，可以查看此列表^[4]。

说到PUT，PATCH 和 DELETE 这几个 HTTP 方法，CORS 处理这些方法时还有些不同。这些非简单请求会触发 CORS 的预检请求。

4.预检请求

CORS 有两种类型的请求：一种是简单请求（simple request），一种是预检请求（preflight request）。一个跨域请求到底是简单的的还是预检的，取决于一些 request header。

当请求是 GET 或 POST 方法并且没有任何自定义 Header 字段时，一般来说就是个简单请求。除此之外的任何请求，诸如 PUT，PATCH 或 DELETE 方法，将会产生预检。

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如果你想知道一个请求必须满足哪些要求才能成为简单请求，可以查看 MDN 简单请求相关的文档^[5]。

说了这么多，「预检请求」到底是什么意思？下面我们就来探讨一下。

1️⃣ 在发送实际请求之前，客户端会先使用 `OPTIONS`^[6] 方法发起一个预检请求，预检请求的 Access-Control-Request-* 中包含有关我们将要处理的实际请求的信息：

• 首部字段 `Access-Control-Request-Method`^[7] 告知服务器，实际请求要用到的方法是什么
• 首部字段 `Access-Control-Request-Headers`^[8] 告知服务器，实际请求将附带的自定义请求首部字段是什么

OPTIONS https://api.mywebsite.com/user/1 HTTP/1.1
Origin: https://www.mywebsite.com
Access-Control-Request-Method: PUT
Access-Control-Request-Headers: Content-Type

2️⃣ 服务器接收到预检请求后，会返回一个没有 body 的 HTTP 响应，这个响应标记了服务器允许的 HTTP 方法和 HTTP Header 字段：

HTTP/1.1 204 No Content
Access-Control-Allow-Origin: https://www.mywebsite.com
Access-Control-Request-Method: GET POST PUT
Access-Control-Request-Headers: Content-Type

3️⃣ 浏览器收到预检响应，并检查是否应允许发送实际请求。

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⚠️：上图预检响应漏了 Access-Control-Allow-Headers: Content-Type

4️⃣ 如果预检响应检测通过，浏览器会将实际请求发送到服务器，然后服务器返回我们需要的资源。

如果预检响应没有检验通过，CORS 会阻止跨域访问，实际的请求永远不会被发送。预检请求是一种很好的方式，可以防止我们访问或修改那些没有启用 CORS 策略的服务器上的资源。

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? 为了减少网络往返次数，我们可以通过在 CORS 请求中添加  Access-Control-Max-Age 头字段来缓存预检响应。浏览器可以使用缓存来代替发送新的预检请求。

5.认证

XHR 或 Fetch 与 CORS 的一个有趣的特性是，我们可以基于 Cookies^[9] 和 HTTP 认证信息发送身份凭证。一般而言，对于跨域 XHR 或 Fetch 请求，浏览器不会发送身份凭证信息。

尽管 CORS 默认情况下不发送身份凭证，但我们可以通过添加 Access-Control-Allow-Credentials CORS 响应头来更改它。

如果要在跨域请求中包含 cookie 和其他授权信息，我们需要做以下操作：

• XHR 请求中将 withCredentials 字段设置为 true
• Fetch 请求中将 credentials 设为 include
• 服务器把 Access-Control-Allow-Credentials: true 添加到响应头中

// 浏览器 fetch 请求
fetch('https://api.mywebsite,com.users', {
  credentials: "include"
})

// 浏览器 XHR 请求
let xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.withCredentials = true;

// 服务器添加认证字段
HTTP/1.1 200 OK
Access-Control-Allow-Credentials: true

把上面的工作做好后，我们就可以在跨域请求中包含身份凭证信息了。

6.总结

CORS Error 一定程度上会让前端开发很头疼，但是遵循它的相关规定后，它可以让我们在浏览器中进行安全的跨域请求。

同源策略和 CORS 的知识点有很多，本文只讲了一些关键知识点，如果你想全面学习 CORS 的相关知识，我推荐你查阅MDN 文档^[10]和 W3C 规范^[11]，这些一手知识是最准确的。

7.最后

这篇文章就到此结束了，如果觉得不错的话一定要点赞鼓励一下哦，祝大家学习进步，工作顺利！

如果想要学习更多非笔记式的 HTTP 知识，可以看看我之前写的旧文：

• X-Forwarded-For 拿到的就是真实 IP 吗？^[12]
• HTTP 请求中，空格应该被编码为 %20 还是 + ？^[13]
• HTTP 的这几个坑你都踩过吗？

最后推荐一波我的个人号：卤蛋实验室（egglabs），会更新一些前端技术与图形学相关的文章，独创不灌水，欢迎大家关注。

参考资料