关于cookie的深入了解

1.cookie的诞生

由于HTTP协议是无状态的，服务端的业务必须带用户状态，cookie的诞生最初就是为了存储web中的用户状态以及其他的相关状态，以方便服务器使用。比如是否用户第一次访问网站，用户是否登录等。Cookie目前最新的规范是RFC 6265，它是一个由浏览器和服务器共同协作实现的规范。

2.cookie的工作原理

Cookie的处理基本步骤是：服务器向客户端发送cookie；浏览器保存cookie；浏览器再次访问服务器带上cookie；可以通过有效期来限制cookie的访问时间，并且cookie不能通过跨域来访问，还有一些对象依赖于cookie，比如session。还有就是客户端cookie数量限制在300个，不能超过4kb，每个web站点设置的cookie数量不能超过20个。

2.1 服务器端的发送与解析

服务端向客户端发送cookie是通过http响应报文实现的，在Set-Cookie中设置需要向客户端发送的cookie，格式如下：

Set-Cookie: "name=value;domain=.domain.com;path=/;expires=Sat, 11 Jun 2016 11:29:42 GMT;HttpOnly;secure" 

其中name=value是必选项，其他都是可选项。Cookie的主要构成如下：

• name：一个唯一确定的cookie名称。通常cookie的名称不区分大小写。
• value：存储在cookie中的字符串的值。最好为cookie中的name和value进行url编码。
• domain：cookie对于那个域是有效的。客户端响应一次之后，所有向这个域发送的请求都会包含这个cookie信息。注意这个值也可以包含子域（例如：如果domain是aliyun.com，则对阿里云所有的子域都有效，比如，访问yq.aliyun.com,xxx.aliyun.com的请求都会带上这个cookie）。
• path：表示这个cookie影响到的路径，浏览器会根据这个配置向指定的域中匹配的路径发送cookie。
• expires：失效时间，一个时间戳，表示cookie何时应该被删除，换言之就是何时浏览器停止向服务器发送这个cookie。如果不设置这个时间戳，浏览器会在页面关闭时删除所有的cookie。不过也可以在客户端自己设置这个expires时间戳。这个值是GMT时间格式，如果客户端和服务器时间不一致，使用expires就会存在偏差。
• max-age：和expires作用相同，用来告诉浏览器此cookie过多久失效（单位是秒），而不是一个固定时间点。正常情况下，max-age的优先级高于expires。
• HttpOnly：告诉浏览器不允许通过脚本document.cookie去更改这个值，同样这个值在document.cookie中也不可见。但是http请求仍然会携带这个cookie。注意这个值虽然在JavaScript脚本中不可获取，但仍然在浏览器安装目录中以文件形式存在。这个选项一般在服务端设置。
• secure：安全标志，指定后，只有在使用SSL链接时候才能发送到服务器，http链接则不会传递该信息。就算设置了secure属性也并不代表其他人不能看到本地保存的cookie信息，所以不要把重要的信息放在cookie中。

使用node.js在服务端设置cookie如下：

var http = require('http');
var fs = require('fs');

http.createServer(function(req, res) {
    res.setHeader('status', '200 OK');
    res.setHeader('Set-Cookie', 'isVisit=true;domain=.yourdomain.com;path=/;max-age=1000');
    res.write('Hello World');
    res.end();
}).listen(8888);

console.log('running localhost:8888') 

下次请求中携带cookie：

直接设置cookie过于简单粗暴，我们可以包装成一个方法：

var serilize = function(name, val, options) {
    if (!name) {
        throw new Error("coolie must have name");
    }
    var enc = encodeURIComponent;
    var parts = [];

    val = (val !== null && val !== undefined) ? val.toString() : "";
    options = options || {};
    parts.push(enc(name) + "=" + enc(val));
    // domain中必须包含两个点号
    if (options.domain) {
        parts.push("domain=" + options.domain);
    }
    if (options.path) {
        parts.push("path=" + options.path);
    }
    // 如果不设置expires和max-age浏览器会在页面关闭时清空cookie
    if (options.expires) {
        parts.push("expires=" + options.expires.toGMTString());
    }
    if (options.maxAge && typeof options.maxAge === "number") {
        parts.push("max-age=" + options.maxAge);
    }
    if (options.httpOnly) {
        parts.push("HTTPOnly");
    }
    if (options.secure) {
        parts.push("secure");
    }

    return parts.join(";");
} 

需要注意的是，如果给cookie设置一个已经过去的cookie，浏览器会立即删除该cookie；此外domain项不许有两个点，因此不能设置为localhost。

2.2 服务端解析cookie

cookie可以设置不同的域和路径，所以对于同一个name，value，在不同路径下是可以重复的，浏览器会按照与当前请求url或页面地址最佳匹配的殊勋来先后排序。

所以当前端传递到服务器端的cookie有多个重复的name，value时，我们只需要找到最匹配的那个，也就是第一个。服务端代码示例如下：

var parse = function(cstr) {
    if (!cstr) {
        return null;
    }

    var dec = decodeURIComponent;
    var cookies = {};
    var parts = cstr.split(/\s*;\s*/g);
    parts.forEach(function(p){
        var pos = p.indexOf('=');
        // name 与value存入cookie之前，必须经过编码
        var name = pos > -1 ? dec(p.substr(0, pos)) : p;
        var val = pos > -1 ? dec(p.substr(pos + 1)) : null;
        //只需要拿到最匹配的那个
        if (!cookies.hasOwnProperty(name)) {
            cookies[name] = val;
        }/* else if (!cookies[name] instanceof Array) {
            cookies[name] = [cookies[name]].push(val);
        } else {
            cookies[name].push(val);
        }*/
    });

    return cookies;
} 

2.3 客户端的存取

浏览器管理服务器传递过来的cookie，并允许开发者在JavaScript中使用document.cookie来存取cookie。但是这个接口使用起来不方便，它会因为使用它的方式不同而表现出不同的欣慰。

• 当用来回去属性值时，document.cookie返回当前页面可用cookie（根据cookie的域，路径，失效时间和安全设置）的字符串，字符串格式如下：

  "name1=value1;name2=value2;name3=value3"; 

• 当用来设置值的时候，document.cookie属性可写，可以设置为一个新的cookie字符串。这个字符串会被解释并添加到现有的cookie集合中。如下：

  document.cookie = "_fa=aaaffffasdsf;domain=.dojotoolkit.org;path=/"

设置document.cookie并不会覆盖cookie，除非设置的name，value，domain，path都和一个已经存在的cookie重复。

由于cookie的读写很不方便，我们可以自己封装一些函数来处理cookie，主要针对cookie的添加，修改，删除操作。

var cookieUtils = {
        get: function(name){
          var cookieName=encodeURIComponent(name) + "=";
          //只取得最匹配的name，value
          var cookieStart = document.cookie.indexOf(cookieName);
          var cookieValue = null;

          if (cookieStart > -1) {
            // 从cookieStart算起
            var cookieEnd = document.cookie.indexOf(';', cookieStart);
            //从=后面开始
            if (cookieEnd > -1) {
              cookieValue = decodeURIComponent(document.cookie.substring(cookieStart + cookieName.length, cookieEnd));
            } else {
              cookieValue = decodeURIComponent(document.cookie.substring(cookieStart + cookieName.length, document.cookie.length));
            }
          }

          return cookieValue;
        },

        set: function(name, val, options) {
            if (!name) {
                throw new Error("coolie must have name");
            }
            var enc = encodeURIComponent;
            var parts = [];

            val = (val !== null && val !== undefined) ? val.toString() : "";
            options = options || {};
            parts.push(enc(name) + "=" + enc(val));
            // domain中必须包含两个点号
            if (options.domain) {
                parts.push("domain=" + options.domain);
            }
            if (options.path) {
                parts.push("path=" + options.path);
            }
            // 如果不设置expires和max-age浏览器会在页面关闭时清空cookie
            if (options.expires) {
                parts.push("expires=" + options.expires.toGMTString());
            }
            if (options.maxAge && typeof options.maxAge === "number") {
                parts.push("max-age=" + options.maxAge);
            }
            if (options.httpOnly) {
                parts.push("HTTPOnly");
            }
            if (options.secure) {
                parts.push("secure");
            }

            document.cookie = parts.join(";");
        },
        delete: function(name, options) {
          options.expires = new Date(0);// 设置为过去日期
          this.set(name, null, options);
        }
      }

当然也有一些第三方的js库，例如：js-cookie

3.HttpOnly

HttpOnly是包含在Set-Cookie Http响应头文件中的附加标志。生成cookie时使用HttpOnly标志有助于降低客户端脚本被访问，修改的风险。

如果一个cookie的选项被设置成HttpOnly = true的话，此cookie只能通过服务器修改，js操作不来。如下：