跨域资源共享 CORS 解析

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。

一、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OPTIONS请求，用于校验该次请求是否被服务器允许，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。

二、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-urlencoded、multipart/form-data、text/plain

这是为了兼容表单（form），因为历史上表单一直可以发出跨域请求。AJAX 的跨域设计就是，只要表单可以发，AJAX 就可以直接发。

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。

三、简单请求

3.1 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。(但如果是它是不支持cookie的，如果需要发送其它响应头字段，就不能为)

（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。(默认为FALSE)

（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。

3.2 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。(以下为客户端设置代码)

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。

四、非简单请求

4.1 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。

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"也就是OPTIONS请求请求，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。

4.2 预检请求的回应

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://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。

4.3 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。

五、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。允许JSONP的网站容易导致XSS脚本攻击，这是非常不安全的行为

六、koa2-cors源码

/**
 * CORS middleware for koa2
 *
 * @param {Object} [options]
 *  - {String|Function(ctx)} origin `Access-Control-Allow-Origin`, default is request Origin header
 *  - {Array} exposeHeaders `Access-Control-Expose-Headers`
 *  - {String|Number} maxAge `Access-Control-Max-Age` in seconds
 *  - {Boolean} credentials `Access-Control-Allow-Credentials`
 *  - {Array} allowMethods `Access-Control-Allow-Methods`,
 *    default is ['GET', 'PUT', 'POST', 'PATCH', 'DELETE', 'HEAD', 'OPTIONS']
 *  - {Array} allowHeaders `Access-Control-Allow-Headers`
 * @return {Function}
 * @api public
 */
 module.exports = function crossOrigin(options = {}) {
    const defaultOptions = {
      allowMethods: ['GET', 'PUT', 'POST', 'PATCH', 'DELETE', 'HEAD', 'OPTIONS']
    };
  
    // set defaultOptions to options
    options = Object.assign({}, defaultOptions, options); // eslint-disable-line no-param-reassign
  
    // eslint-disable-next-line consistent-return
    return async function cors(ctx, next) {
      // always set vary Origin Header
      // https://github.com/rs/cors/issues/10
      ctx.vary('Origin');
  
      let origin;
      if (typeof options.origin === 'function') {
        origin = options.origin(ctx);
      } else {
        origin = options.origin || ctx.get('Origin') || '*';
      }
      if (!origin) {
        return await next();
      }
  
      // Access-Control-Allow-Origin
      ctx.set('Access-Control-Allow-Origin', origin);
  
      if (ctx.method === 'OPTIONS') {
        // Preflight Request
        if (!ctx.get('Access-Control-Request-Method')) {
          return await next();
        }
  
        // Access-Control-Max-Age
        if (options.maxAge) {
          ctx.set('Access-Control-Max-Age', String(options.maxAge));
        }
  
        // Access-Control-Allow-Credentials
        if (options.credentials === true) {
          // When used as part of a response to a preflight request,
          // this indicates whether or not the actual request can be made using credentials.
          ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');
        }
  
        // Access-Control-Allow-Methods
        if (options.allowMethods) {
          ctx.set('Access-Control-Allow-Methods', options.allowMethods.join(','));
        }
  
        // Access-Control-Allow-Headers
        if (options.allowHeaders) {
          ctx.set('Access-Control-Allow-Headers', options.allowHeaders.join(','));
        } else {
          ctx.set('Access-Control-Allow-Headers', ctx.get('Access-Control-Request-Headers'));
        }
  
        ctx.status = 204; // No Content
      } else {
        // Request
        // Access-Control-Allow-Credentials
        if (options.credentials === true) {
          if (origin === '*') {
            // `credentials` can't be true when the `origin` is set to `*`
            ctx.remove('Access-Control-Allow-Credentials');
          } else {
            ctx.set('Access-Control-Allow-Credentials', 'true');
          }
        }
  
        // Access-Control-Expose-Headers
        if (options.exposeHeaders) {
          ctx.set('Access-Control-Expose-Headers', options.exposeHeaders.join(','));
        }
  
        try {
          await next();
        } catch (err) {
          throw err;
        }
      }
    };
  };

参考文章