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# 同源限制
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浏览器安全的基石是“同源政策”（[same-origin policy](https://en.wikipedia.org/wiki/Same-origin_policy)）。很多开发者都知道这一点，但了解得不全面。
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## 概述
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### 含义
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1995年，同源政策由 Netscape 公司引入浏览器。目前，所有浏览器都实行这个政策。
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最初，它的含义是指，A 网页设置的 Cookie，B 网页不能打开，除非这两个网页“同源”。所谓“同源”指的是“三个相同”。
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> - 协议相同
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> - 域名相同
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> - 端口相同（这点可以忽略，详见下文）
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举例来说，`http://www.example.com/dir/page.html`这个网址，协议是`http://`，域名是`www.example.com`，端口是`80`（默认端口可以省略），它的同源情况如下。
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- `http://www.example.com/dir2/other.html`：同源
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- `http://example.com/dir/other.html`：不同源（域名不同）
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- `http://v2.www.example.com/dir/other.html`：不同源（域名不同）
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- `http://www.example.com:81/dir/other.html`：不同源（端口不同）
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- `https://www.example.com/dir/page.html`：不同源（协议不同）
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注意，标准规定端口不同的网址不是同源（比如8000端口和8001端口不是同源），但是浏览器没有遵守这条规定。实际上，同一个网域的不同端口，是可以互相读取 Cookie 的。
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### 目的
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同源政策的目的，是为了保证用户信息的安全，防止恶意的网站窃取数据。
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设想这样一种情况：A 网站是一家银行，用户登录以后，A 网站在用户的机器上设置了一个 Cookie，包含了一些隐私信息。用户离开 A 网站以后，又去访问 B 网站，如果没有同源限制，B 网站可以读取 A 网站的 Cookie，那么隐私就泄漏了。更可怕的是，Cookie 往往用来保存用户的登录状态，如果用户没有退出登录，其他网站就可以冒充用户，为所欲为。因为浏览器同时还规定，提交表单不受同源政策的限制。
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由此可见，同源政策是必需的，否则 Cookie 可以共享，互联网就毫无安全可言了。
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### 限制范围
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随着互联网的发展，同源政策越来越严格。目前，如果非同源，共有三种行为受到限制。
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> （1） 无法读取非同源网页的 Cookie、LocalStorage 和 IndexedDB。
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> （2） 无法接触非同源网页的 DOM。
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> （3） 无法向非同源地址发送 AJAX 请求（可以发送，但浏览器会拒绝接受响应）。
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另外，通过 JavaScript 脚本可以拿到其他窗口的`window`对象。如果是非同源的网页，目前允许一个窗口可以接触其他网页的`window`对象的九个属性和四个方法。
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- window.closed
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- window.frames
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- window.length
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- window.location
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- window.opener
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- window.parent
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- window.self
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- window.top
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- window.window
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- window.blur()
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- window.close()
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- window.focus()
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- window.postMessage()
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上面的九个属性之中，只有`window.location`是可读写的，其他八个全部都是只读。而且，即使是`location`对象，非同源的情况下，也只允许调用`location.replace()`方法和写入`location.href`属性。
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虽然这些限制是必要的，但是有时很不方便，合理的用途也受到影响。下面介绍如何规避上面的限制。
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## Cookie
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Cookie 是服务器写入浏览器的一小段信息，只有同源的网页才能共享。如果两个网页一级域名相同，只是次级域名不同，浏览器允许通过设置`document.domain`共享 Cookie。
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举例来说，A 网页的网址是`http://w1.example.com/a.html`，B 网页的网址是`http://w2.example.com/b.html`，那么只要设置相同的`document.domain`，两个网页就可以共享 Cookie。因为浏览器通过`document.domain`属性来检查是否同源。
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```javascript
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// 两个网页都需要设置
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document.domain = 'example.com';
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```
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注意，A 和 B 两个网页都需要设置`document.domain`属性，才能达到同源的目的。因为设置`document.domain`的同时，会把端口重置为`null`，因此如果只设置一个网页的`document.domain`，会导致两个网址的端口不同，还是达不到同源的目的。
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现在，A 网页通过脚本设置一个 Cookie。
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```javascript
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document.cookie = "test1=hello";
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```
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B 网页就可以读到这个 Cookie。
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```javascript
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var allCookie = document.cookie;
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```
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注意，这种方法只适用于 Cookie 和 iframe 窗口，LocalStorage 和 IndexedDB 无法通过这种方法，规避同源政策，而要使用下文介绍 PostMessage API。
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另外，服务器也可以在设置 Cookie 的时候，指定 Cookie 的所属域名为一级域名，比如`example.com`。
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```http
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Set-Cookie: key=value; domain=example.com; path=/
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```
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这样的话，二级域名和三级域名不用做任何设置，都可以读取这个 Cookie。
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## iframe 和多窗口通信
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`iframe`元素可以在当前网页之中，嵌入其他网页。每个`iframe`元素形成自己的窗口，即有自己的`window`对象。`iframe`窗口之中的脚本，可以获得父窗口和子窗口。但是，只有在同源的情况下，父窗口和子窗口才能通信；如果跨域，就无法拿到对方的 DOM。
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比如，父窗口运行下面的命令，如果`iframe`窗口不是同源，就会报错。
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```javascript
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document
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.getElementById("myIFrame")
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.contentWindow
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.document
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// Uncaught DOMException: Blocked a frame from accessing a cross-origin frame.
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```
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上面命令中，父窗口想获取子窗口的 DOM，因为跨域导致报错。
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反之亦然，子窗口获取主窗口的 DOM 也会报错。
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```javascript
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window.parent.document.body
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// 报错
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```
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这种情况不仅适用于`iframe`窗口，还适用于`window.open`方法打开的窗口，只要跨域，父窗口与子窗口之间就无法通信。
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如果两个窗口一级域名相同，只是二级域名不同，那么设置上一节介绍的`document.domain`属性，就可以规避同源政策，拿到 DOM。
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对于完全不同源的网站，目前有两种方法，可以解决跨域窗口的通信问题。
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> - 片段识别符（fragment identifier）
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> - 跨文档通信API（Cross-document messaging）
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### 片段识别符
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片段标识符（fragment identifier）指的是，URL 的`#`号后面的部分，比如`http://example.com/x.html#fragment`的`#fragment`。如果只是改变片段标识符，页面不会重新刷新。
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父窗口可以把信息，写入子窗口的片段标识符。
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```javascript
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var src = originURL + '#' + data;
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document.getElementById('myIFrame').src = src;
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```
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上面代码中，父窗口把所要传递的信息，写入 iframe 窗口的片段标识符。
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子窗口通过监听`hashchange`事件得到通知。
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```javascript
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window.onhashchange = checkMessage;
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function checkMessage() {
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var message = window.location.hash;
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// ...
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}
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```
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同样的，子窗口也可以改变父窗口的片段标识符。
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```javascript
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parent.location.href = target + '#' + hash;
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```
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### window.postMessage()
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上面的这种方法属于破解，HTML5 为了解决这个问题，引入了一个全新的API：跨文档通信 API（Cross-document messaging）。
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这个 API 为`window`对象新增了一个`window.postMessage`方法，允许跨窗口通信，不论这两个窗口是否同源。举例来说，父窗口`aaa.com`向子窗口`bbb.com`发消息，调用`postMessage`方法就可以了。
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```javascript
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// 父窗口打开一个子窗口
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var popup = window.open('http://bbb.com', 'title');
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// 父窗口向子窗口发消息
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popup.postMessage('Hello World!', 'http://bbb.com');
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```
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`postMessage`方法的第一个参数是具体的信息内容，第二个参数是接收消息的窗口的源（origin），即“协议 + 域名 + 端口”。也可以设为`*`，表示不限制域名，向所有窗口发送。
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子窗口向父窗口发送消息的写法类似。
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```javascript
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// 子窗口向父窗口发消息
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window.opener.postMessage('Nice to see you', 'http://aaa.com');
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```
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父窗口和子窗口都可以通过`message`事件，监听对方的消息。
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```javascript
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// 父窗口和子窗口都可以用下面的代码，
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// 监听 message 消息
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window.addEventListener('message', function (e) {
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console.log(e.data);
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},false);
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```
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`message`事件的参数是事件对象`event`，提供以下三个属性。
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> - `event.source`：发送消息的窗口
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> - `event.origin`: 消息发送者的源（origin），即协议、域名、端口。
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> - `event.data`: 消息内容
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下面的例子是，子窗口通过`event.source`属性引用父窗口，然后发送消息。
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```javascript
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window.addEventListener('message', receiveMessage);
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function receiveMessage(event) {
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event.source.postMessage('Nice to see you!', '*');
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}
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```
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上面代码有几个地方需要注意。首先，`receiveMessage`函数里面没有过滤信息的来源，任意网址发来的信息都会被处理。其次，`postMessage`方法中指定的目标窗口的网址是一个星号，表示该信息可以向任意网址发送。通常来说，这两种做法是不推荐的，因为不够安全，可能会被恶意利用。
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`event.origin`属性可以过滤非许可地址发来的消息。
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```javascript
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window.addEventListener('message', receiveMessage);
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function receiveMessage(event) {
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if (event.origin !== 'http://aaa.com') return;
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if (event.data === 'Hello World') {
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event.source.postMessage('Hello', event.origin);
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} else {
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console.log(event.data);
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}
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}
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```
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### LocalStorage
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通过`window.postMessage`，读写其他窗口的 LocalStorage 也成为了可能。
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下面是一个例子，主窗口写入 iframe 子窗口的`localStorage`。
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```javascript
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window.onmessage = function(e) {
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if (e.origin !== 'http://bbb.com') {
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return;
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}
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var payload = JSON.parse(e.data);
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||
localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));
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};
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```
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上面代码中，子窗口将父窗口发来的消息，写入自己的 LocalStorage。
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父窗口发送消息的代码如下。
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```javascript
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var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
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var obj = { name: 'Jack' };
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win.postMessage(
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JSON.stringify({key: 'storage', data: obj}),
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'http://bbb.com'
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);
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```
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加强版的子窗口接收消息的代码如下。
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```javascript
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window.onmessage = function(e) {
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if (e.origin !== 'http://bbb.com') return;
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var payload = JSON.parse(e.data);
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||
switch (payload.method) {
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case 'set':
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||
localStorage.setItem(payload.key, JSON.stringify(payload.data));
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||
break;
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case 'get':
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var parent = window.parent;
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||
var data = localStorage.getItem(payload.key);
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parent.postMessage(data, 'http://aaa.com');
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||
break;
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||
case 'remove':
|
||
localStorage.removeItem(payload.key);
|
||
break;
|
||
}
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||
};
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```
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||
加强版的父窗口发送消息代码如下。
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```javascript
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var win = document.getElementsByTagName('iframe')[0].contentWindow;
|
||
var obj = { name: 'Jack' };
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// 存入对象
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win.postMessage(
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||
JSON.stringify({key: 'storage', method: 'set', data: obj}),
|
||
'http://bbb.com'
|
||
);
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// 读取对象
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||
win.postMessage(
|
||
JSON.stringify({key: 'storage', method: "get"}),
|
||
"*"
|
||
);
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window.onmessage = function(e) {
|
||
if (e.origin != 'http://aaa.com') return;
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||
console.log(JSON.parse(e.data).name);
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||
};
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```
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## AJAX
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同源政策规定，AJAX 请求只能发给同源的网址，否则就报错。
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除了架设服务器代理（浏览器请求同源服务器，再由后者请求外部服务），有三种方法规避这个限制。
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> - JSONP
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> - WebSocket
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> - CORS
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### JSONP
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JSONP 是服务器与客户端跨源通信的常用方法。最大特点就是简单易用，没有兼容性问题，老式浏览器全部支持，服务端改造非常小。
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它的做法如下。
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第一步，网页添加一个`<script>`元素，向服务器请求一个脚本，这不受同源政策限制，可以跨域请求。
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```html
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<script src="http://api.foo.com?callback=bar"></script>
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```
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注意，请求的脚本网址有一个`callback`参数（`?callback=bar`），用来告诉服务器，客户端的回调函数名称（`bar`）。
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第二步，服务器收到请求后，拼接一个字符串，将 JSON 数据放在函数名里面，作为字符串返回（`bar({...})`）。
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第三步，客户端会将服务器返回的字符串，作为代码解析，因为浏览器认为，这是`<script>`标签请求的脚本内容。这时，客户端只要定义了`bar()`函数，就能在该函数体内，拿到服务器返回的 JSON 数据。
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下面看一个实例。首先，网页动态插入`<script>`元素，由它向跨域网址发出请求。
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```javascript
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function addScriptTag(src) {
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var script = document.createElement('script');
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script.setAttribute('type', 'text/javascript');
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script.src = src;
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||
document.body.appendChild(script);
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}
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window.onload = function () {
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addScriptTag('http://example.com/ip?callback=foo');
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}
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function foo(data) {
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console.log('Your public IP address is: ' + data.ip);
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||
};
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```
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||
上面代码通过动态添加`<script>`元素，向服务器`example.com`发出请求。注意，该请求的查询字符串有一个`callback`参数，用来指定回调函数的名字，这对于 JSONP 是必需的。
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服务器收到这个请求以后，会将数据放在回调函数的参数位置返回。
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||
```javascript
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foo({
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'ip': '8.8.8.8'
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||
});
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```
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由于`<script>`元素请求的脚本，直接作为代码运行。这时，只要浏览器定义了`foo`函数，该函数就会立即调用。作为参数的 JSON 数据被视为 JavaScript 对象，而不是字符串，因此避免了使用`JSON.parse`的步骤。
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### WebSocket
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WebSocket 是一种通信协议，使用`ws://`（非加密）和`wss://`（加密）作为协议前缀。该协议不实行同源政策，只要服务器支持，就可以通过它进行跨源通信。
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下面是一个例子，浏览器发出的 WebSocket 请求的头信息（摘自[维基百科](https://en.wikipedia.org/wiki/WebSocket)）。
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```http
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GET /chat HTTP/1.1
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Host: server.example.com
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Upgrade: websocket
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Connection: Upgrade
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Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
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Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
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Sec-WebSocket-Version: 13
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Origin: http://example.com
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```
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上面代码中，有一个字段是`Origin`，表示该请求的请求源（origin），即发自哪个域名。
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正是因为有了`Origin`这个字段，所以 WebSocket 才没有实行同源政策。因为服务器可以根据这个字段，判断是否许可本次通信。如果该域名在白名单内，服务器就会做出如下回应。
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```http
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HTTP/1.1 101 Switching Protocols
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||
Upgrade: websocket
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||
Connection: Upgrade
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||
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
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||
Sec-WebSocket-Protocol: chat
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||
```
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|
||
### CORS
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||
CORS 是跨源资源分享（Cross-Origin Resource Sharing）的缩写。它是 W3C 标准，属于跨源 AJAX 请求的根本解决方法。相比 JSONP 只能发`GET`请求，CORS 允许任何类型的请求。
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下一章将详细介绍，如何通过 CORS 完成跨源 AJAX 请求。
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## 参考链接
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- Mozilla Developer Network, [Window.postMessage](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/window.postMessage)
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||
- Jakub Jankiewicz, [Cross-Domain LocalStorage](http://jcubic.wordpress.com/2014/06/20/cross-domain-localstorage/)
|
||
- David Baron, [setTimeout with a shorter delay](http://dbaron.org/log/20100309-faster-timeouts): 利用 window.postMessage 可以实现0毫秒触发回调函数
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