Ajax原理详解

Ajax主要组成部分

Ajax 是 Asynchronous JavaScript and XML（以及 DHTML 等）的缩写。
Ajax 由 HTML、JavaScript™ 技术、DHTML 和 DOM 组成，这一杰出的方法可以将笨拙的 Web 界面转化成交互性的 Ajax 应用程序。
Ajax的核心是JavaScript对象 XmlHttpRequest。该对象在Internet Explorer 5中首次引入，它是一种支持异步请求的技术。简而言之，XmlHttpRequest使您可以使用JavaScript向服务器提出请求并处理响应，而不阻塞用户。

Ajax原理
Ajax的原理简单来说通过XmlHttpRequest对象来向服务器发异步请求，从服务器获得数据，然后用javascript来操作DOM而更新页面。这其中最关键的一步就是从服务器获得请求数据.

Ajax是做什么的?

目前，编写应用程序时有两种基本的选择：

    * 桌面应用程序
    * Web 应用程序 两者是类似的，桌面应用程序通常以 CD 为介质（有时候可从网站下载）并完全安装到您的计算机上。桌面应用程序可能使用互联网下载更新，但运行这些应用程序的代码在桌面计算机上。Web 应用程序运行在某处的 Web 服务器上 ------ 毫不奇怪，要通过 Web 浏览器访问这种应用程序。不 过，比这些应用程序的运行代码放在何处更重要的是，应用程序如何运转以及如何与其进行交互。桌面应用程序一般很快（就在您的计算机上运行，不用等待互联网 连接），具有漂亮的用户界面（通常和操作系统有关）和非凡的动态性。可以单击、选择、输入、打开菜单和子菜单、到处巡游，基本上不需要等待。另一方面，Web 应用程序是最新的潮流，它们提供了在桌面上不能实现的服务（比如 Amazon.com 和 eBay）。但是，伴随着 Web 的强大而出现的是等待，等待服务器响应，等待屏幕刷新，等待请求返回和生成新的页面。显然这样说过于简略了，但基本的概念就是如此。您可能已经猜到，Ajax 尝试建立桌面应用程序的功能和交互性，与不断更新的 Web 应用程序之间的桥梁。可以使用像桌面应用程序中常见的动态用户界面和漂亮的控件，不过是在 Web 应用程序中。

Ajax 如何将笨拙的 Web 界面转化成能迅速响应的 Ajax 应用程序

下面是 Ajax 应用程序所用到的基本技术：

    * HTML 用于建立 Web 表单并确定应用程序其他部分使用的字段。
    * JavaScript 代码是运行 Ajax 应用程序的核心代码，帮助改进与服务器应用程序的通信。
    * DHTML 或 Dynamic HTML，用于动态更新表单。我们将使用div、span和其他动态 HTML 元素来标记 HTML。
    * 文档对象模型 DOM 用于（通过 JavaScript 代码）处理 HTML 结构和（某些情况下）服务器返回的 XML。

或者可以说是:
   1.使用CSS和XHTML来表示。
   2. 使用DOM模型来交互和动态显示。
   3.使用XMLHttpRequest来和服务器进行异步通信。
   4.使用javascript来绑定和调用。

具体操作

XMLHttpRequest对象

获得XMLHttpRequest对象可能需要采用不同的方法

使用 Microsoft 浏览器Microsoft 浏览器 Internet Explorer 使用 MSXML 解析器处理 XML。因此如果编写的 Ajax 应用程序要和 Internet Explorer 打交道，那么必须用一种特殊的方式创建对象。但并不是这么简单。根据 Internet Explorer 中安装的 JavaScript 技术版本不同，MSXML 实际上有两种不同的版本，因此必须对这两种情况分别编写代码。请参阅 清单3，其中的代码在 Microsoft 浏览器上创建了一个XMLHttpRequest。清单 3. 在 Microsoft 浏览器上创建 XMLHttpRequest 对象
var xmlHttp = false;
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
{color:black}} catch (e) {{color}
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
{color:black}} catch (e2) {{color}
xmlHttp = false;
{color:black}}
{color:}}

处理 Mozilla 和非 Microsoft 浏览器
如果选择的浏览器不是 Internet Explorer，或者为非 Microsoft 浏览器编写代码，就需要使用不同的代码。事实上就是 清单1 所示的一行简单代码：
var xmlHttp = new XMLHttpRequest object;。这行简单得多的代码在 Mozilla、Firefox、Safari、Opera 以及基本上所有以任何形式或方式支持 Ajax 的非 Microsoft 浏览器中，创建了XMLHttpRequest对象。

要了解的一个对象可能对您来说也是最陌生的，即XMLHttpRequest。这是一个 JavaScript 对象，创建该对象很简单，如清单1 所示。清单 1. 创建新的 XMLHttpRequest 对象
<script language="javascript" type="text/javascript">
var xmlHttp = new XMLHttpRequest();
</script>
要知道这是处理所有服务器通信的对象
结合起来
清单 4. 以支持多种浏览器的方式创建 XMLHttpRequest 对象
/* Create a new XMLHttpRequest object to talk to the Web server */
var xmlHttp = false;
/@cc_on @/
/*@if (@_jscript_version >= 5)
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
{color:black}} catch (e) {{color}
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
{color:black}} catch (e2) {{color}
xmlHttp = false;
{color:black}}
{color:}}
@end @*/
if (!xmlHttp && typeof XMLHttpRequest != 'undefined') {
xmlHttp = new XMLHttpRequest();
{color:black}} |  现在先不管那些注释掉的奇怪符号，如@cc_on，这是特殊的 JavaScript 编译器命令，将在下一期针对XMLHttpRequest的文章中详细讨论。这段代码的核心分为三步：1.        建立一个变量xmlHttp来引用即将创建的XMLHttpRequest对象。2     .   尝试在 Microsoft 浏览器中创建该对象：o   尝试使用Msxml2.XMLHTTP对象创建它。o   如果失败，再尝试Microsoft.XMLHTTP对象。3.       如果仍然没有建立xmlHttp，则以非 Microsoft 的方式创建该对象。 最后，xmlHttp应该引用一个有效的XMLHttpRequest对象，无论运行什么样的浏览器。

通过XMLHttpRequest对象与服务器进行对话的是 JavaScript 技术。这不是一般的应用程序流，这恰恰是 Ajax 的强大功能的来源。在一般的 Web 应用程序中，用户填写表单字段并单击 Submit 按钮。然后整个表单发送到服务器，服务器将它转发给处理表单的脚本（通常是 PHP 或 Java，也可能是 CGI 进程或者类似的东西），脚本执行完成后再发送回全新的页面。该页面可能是带有已经填充某些数据的新表单的 HTML，也可能是确认页面，或者是具有根据原来表单中输入数据选择的某些选项的页面。当然，在服务器上的脚本或程序处理和返回新表单时用户必须等待。屏幕变成一片空白，等到服务器返回数据后再重新绘制。这就是交互性差的原因，用户得不到立即反馈，因此感觉不同于桌面应用程序。Ajax 基本上就是把 JavaScript 技术和XMLHttpRequest对象放在 Web 表单和服务器之间。当用户填写表单时，数据发送给一些 JavaScript 代码而不是直接发送给服务器。相反，JavaScript 代码捕获表单数据并向服务器发送请求。同时用户屏幕上的表单也不会闪烁、消失或延迟。换句话说，JavaScript 代码在幕后发送请求，用户甚至不知道请求的发出。更好的是，请求是异步发送的，就是说 JavaScript 代码（和用户）不用等待服务器的响应。因此用户可以继续输入数据、滚动屏幕和使用应用程序。然后，服务器将数据返回 JavaScript 代码（仍然在 Web 表单中），后者决定如何处理这些数据。它可以迅速更新表单数据，让人感觉应用程序是立即完成的，表单没有提交或刷新而用户得到了新数据。JavaScript 代码甚至可以对收到的数据执行某种计算，再发送另一个请求，完全不需要用户干预！这就是XMLHttpRequest的强大之处。它可以根据需要自行与服务器进行交互，用户甚至可以完全不知道幕后发生的一切。结果就是类似于桌面应用程序的动态、快速响应、高交互性的体验，但是背后又拥有互联网的全部强大力量。

传统web应用与AJAX应用的比较：处理用户交互

传统web应用与AJAX应用的比较：交互模式

XMLHttpRequest这个对象的属性如下:
onreadystatechange 每次状态改变所触发事件的事件处理程序。
(open()方法中 "true" 这个小小的关键字建立了异步请求)该属性允许指定一个回调函数。回调允许服务器反向调用Web 页面中的代码。它也给了服务器一定程度的控制权，当服务器完成请求之后，会查看XMLHttpRequest对象，特别是 onreadystatechange属性。然后调用该属性指定的任何方法。之所以称为回调是因为服务器向网页发起调用，无论网页本身在做什么。比方说，可能在用户坐在椅子上手没有碰键盘的时候调用该方法，但是也可能在用户输入、移动鼠标、滚动屏幕或者点击按钮时调用该方法。它并不关心用户在做什么。 这就是称之为异步的原因：用户在一层上操作表单，而在另一层上服务器响应请求并触发onreadystatechange属性指定的回调方法。
需要特别注意的是该属性在代码中设置的位置------ 它是在调用send()之前设置的。发送请求之前必须设置该属性，这样服务器在回答完成请求之后才能查看该属性。

responseText     从服务器进程返回数据的字符串形式。
读取响应文本

可以确保请求已经处理完成（通过就绪状态），服务器给出了正常的响应（通过状态码），最后我们可以处理服务器返回的数据了。返回的数据保存在 XMLHttpRequest 对象的 responseText 属性中。

关于 responseText 中的文本内容，比如格式和长度，有意保持含糊。这样服务器就可以将文本设置成任何内容。比方说，一种脚本可能返回逗号分隔的值，另一种则使用管道符（即 | 字符）分隔的值，还有一种则返回长文本字符串。何去何从由服务器决定。
responseXML   从服务器进程返回的DOM兼容的文档数据对象。
如果服务器选择使用 XML 响应则该属性包含（也许您已经猜到）XML 响应。处理 XML 响应和处理普通文本有很大不同，涉及到解析、文档对象模型（DOM）和其他一些问题。(一般不用这个)
status           从服务器返回的数字代码，比如常见的404（未找到）和200（已就绪）
HTTP 状态码

虽然 清单 13中的代码看起来似乎不错，但是还有一个问题 ------ 如果服务器响应请求并完成了处理但是报告了一个错误怎么办？要知道，服务器端代码应该明白它是由 Ajax、JSP、普通 HTML 表单或其他类型的代码调用的，但只能使用传统的 Web 专用方法报告信息。而在 Web 世界中，HTTP 代码可以处理请求中可能发生的各种问题。

比方说，您肯定遇到过输入了错误的 URL 请求而得到 404 错误码的情形，它表示该页面不存在。这仅仅是 HTTP 请求能够收到的众多错误码中的一种。表示所访问数据受到保护或者禁止访问的 403 和 401 也很常见。无论哪种情况，这些错误码都是从完成的响应 得到的。换句话说，服务器履行了请求（即 HTTP 就绪状态是 4）但是没有返回客户机预期的数据。

因此除了就绪状态外，还需要检查 HTTP 状态。我们期望的状态码是 200，它表示一切顺利。如果就绪状态是 4 而且状态码是 200，就可以处理服务器的数据了，而且这些数据应该就是要求的数据（而不是错误或者其他有问题的信息）。因此还要在回调方法中增加状态检查，如 清单 14 所示。
清单 14. 检查 HTTP 状态码
function updatePage()
Unknown macro: { if (request.readyState == 4) if (request.status == 200) alert("Server is done!"); }

status Text       伴随状态码的字符串信息
readyState       对象状态值
根据浏览器的不同，在表单停止弹出警告之前会看到两次、三次甚至四次警告。这是怎么回事呢？原来我们还没有考虑 HTTP 就绪状态，这是请求/响应循环中的一个重要部分。

HTTP 就绪状态

前面提到，服务器在完成请求之后会在 XMLHttpRequest 的 onreadystatechange 属性中查找要调用的方法。这是真的，但还不完整。事实上，每当 HTTP 就绪状态改变时它都会调用该方法。这意味着什么呢？首先必须理解 HTTP 就绪状态。

HTTP 就绪状态表示请求的状态或情形。它用于确定该请求是否已经开始、是否得到了响应或者请求/响应模型是否已经完成。它还可以帮助确定读取服务器提供的响应文本或数据是否安全。在 Ajax 应用程序中需要了解五种就绪状态：

    * 0：请求没有发出（在调用 open() 之前）。
    * 1：请求已经建立但还没有发出（调用 send() 之前）。
    * 2：请求已经发出正在处理之中（这里通常可以从响应得到内容头部）。
    * 3：请求已经处理，响应中通常有部分数据可用，但是服务器还没有完成响应。
    * 4：响应已完成，可以访问服务器响应并使用它。

与大多数跨浏览器问题一样，这些就绪状态的使用也不尽一致。您也许期望任务就绪状态从 0 到 1、2、3 再到 4，但实际上很少是这种情况。一些浏览器从不报告 0 或 1 而直接从 2 开始，然后是 3 和 4。其他浏览器则报告所有的状态。还有一些则多次报告就绪状态 1。在上中看到，服务器多次调用 回调函数，每次调用都会弹出警告框 ------ 可能和预期的不同！

对于 Ajax 编程，需要直接处理的惟一状态就是就绪状态 4，它表示服务器响应已经完成，可以安全地使用响应数据了。基于此，回调方法中的第一行应该如 清单 13 所示。
清单 13. 检查就绪状态
function updatePage()
Unknown macro: { if (request.readyState == 4) alert("Server is done!"); }

修改后就可以保证服务器的处理已经完成。尝试运行新版本的 Ajax 代码，现在就会看到与预期的一样，只显示一次警告信息了。
为了增加更健壮的错误处理并尽量避免过于复杂，可以增加一两个状态码检查，请看一看 清单 15 中修改后的 updatePage() 版本。
清单 15. 增加一点错误检查
function updatePage()
Unknown macro: { if (request.readyState == 4) if (request.status == 200) alert("Server is done!"); else if (request.status == 404) alert("Request URL does not exist"); else alert("Error}



XMLHttpRequest这个对象的方法如下:

    * open()：建立到服务器的新请求。该方法有五个参数：

   1. request-type：发送请求的类型。典型的值是 GET 或 POST，但也可以发送 HEAD 请求。
   2. url：要连接的 URL。
   3. asynch：如果希望使用异步连接则为 true，否则为 false。该参数是可选的，默认为 true。
   4. username：如果需要身份验证，则可以在此指定用户名。该可选参数没有默认值。
   5. password：如果需要身份验证，则可以在此指定口令。该可选参数没有默认值。

    (通常使用其中的前三个参数。事实上，即使需要异步连接，也应该指定第三个参数为 "true"。这是默认值，但坚持明确指定请求是异步的还是同步的更容   易理解。)

    * send()：向服务器发送请求。该方法只有一个参数:

   1. 就是要发送的内容。但是在考虑这个方法之前，回想一下前面已经通过 URL 本身发送过数据了：虽然可以使用 send() 发送数据，但也能通过 URL 本身发送数据。事实上，GET 请求（在典型的 Ajax 应用中大约占 80%）中，用 URL 发送数据要容易得多。如果需要发送安全信息或 XML，可能要考虑使用 send() 发送内容（本系列的后续文章中将讨论安全数据和 XML 消息）。如果不需要通过 send() 传递数据，则只要传递 null 作为该方法的参数即可。(一般是传递null值作为参数)

    * abort()：退出当前请求。
    * readyState：提供当前 HTML 的就绪状态。

4 (完成) 数据接收完毕,此时可以通过通过responseXml和responseText获取完整的回应数据。

加入一些 JavaScript得到XMLHttpRequest的句柄后，其他的 JavaScript 代码就非常简单了。事实上，我们将使用 JavaScript 代码完成非常基本的任务：

    * 获取表单数据：JavaScript 代码很容易从 HTML 表单中抽取数据并发送到服务器。
    * 修改表单上的数据：更新表单也很简单，从设置字段值到迅速替换图像。
    * 解析 HTML 和 XML：使用 JavaScript 代码操纵 DOM，处理 HTML 表单服务器返回的 XML 数据的结构。 对于前两点，需要非常熟悉getElementById()方法，如 清单2 所示。清单 2. 用 JavaScript 代码捕获和设置字段值| // Get the value of the "phone" field and stuff it in a variable called phone
      var phone = document.getElementById("phone").value;
      // Set some values on a form using an array called response
      document.getElementById("order").value = response[0];
      document.getElementById("address").value = response[1] | 只要掌握了XMLHttpRequest，Ajax 应用程序的其他部分就是如 清单2 所示的简单 JavaScript 代码了，混合有少量的 HTML。同时，还要用一点儿 DOM，我们就来看看吧。
      以 DOM 结束最后还有 DOM，即文档对象模型。可能对有些人来说 DOM 有点儿令人生畏，HTML 设计者很少使用它，即使 JavaScript 程序员也不大用到它，除非要完成某项高端编程任务。大量使用 DOM 的是复杂的 Java 和 C/C++ 程序，这可能就是 DOM 被认为难以学习的原因。幸运的是，在 JavaScript 技术中使用 DOM 很容易，也非常直观。现在，按照常规也许应该说明如何使用 DOM，或者至少要给出一些示例代码，但这样做也可能误导您。即使不理会 DOM，仍然能深入地探讨 Ajax，这也是我准备采用的方法。以后的文章将再次讨论 DOM，现在只要知道可能需要 DOM 就可以了。当需要在 JavaScript 代码和服务器之间传递 XML 和改变 HTML 表单的时候，我们再深入研究 DOM。没有它也能做一些有趣的工作，因此现在就把 DOM 放到一边吧。 |

ajax的优点
   Ajax的给我们带来的好处大家基本上都深有体会，在这里我只简单的讲几点：
   1、最大的一点是页面无刷新，在页面内与服务器通信，给用户的体验非常好。
　 2、使用异步方式与服务器通信，不需要打断用户的操作，具有更加迅速的响应能力。
　 3、可以把以前一些服务器负担的工作转嫁到客户端，利用客户端闲置的能力来处理，减轻服务器和带宽的负担，节约空间和宽带租用成本。并且减轻服务器的负担，ajax的原则是"按需取数据"，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器造成的负担。

4、基于标准化的并被广泛支持的技术，不需要下载插件或者小程序。

ajax的缺点
下面我着重讲一讲ajax的缺陷，因为平时我们大多注意的都是ajax给我们所带来的好处诸如用户体验的提升。而对ajax所带来的缺陷有所忽视。
下面所阐述的ajax的缺陷都是它先天所产生的。
   1、 ajax干掉了back按钮，即对浏览器后退机制的破坏。后退按钮是一个标准的web站点的重要功能，但是它没法和js进行很好的合作。这是ajax所带 来的一个比较严重的问题，因为用户往往是希望能够通过后退来取消前一次操作的。那么对于这个问题有没有办法？答案是肯定的，用过Gmail的知 道，Gmail下面采用的ajax技术解决了这个问题，在Gmail下面是可以后退的，但是，它也并不能改变ajax的机制，它只是采用的一个比较笨但是 有效的办法，即用户单击后退按钮访问历史记录时，通过创建或使用一个隐藏的IFRAME来重现页面上的变更。（例如，当用户在Google Maps中单 击后退时，它在一个隐藏的IFRAME中进行搜索，然后将搜索结果反映到Ajax元素上，以便将应用程序状态恢复到当时的状态。）
但是，虽然说这个问题是可以解决的，但是它所带来的开发成本是非常高的，和ajax框架所要求的快速开发是相背离的。这是ajax所带来的一个非常严重的问题。
2、安全问题
技 术同时也对IT企业带来了新的安全威胁，ajax技术就如同对企业数据建立了一个直接通道。这使得开发者在不经意间会暴露比以前更多的数据和服务器逻辑。 ajax的逻辑可以对客户端的安全扫描技术隐藏起来，允许黑客从远端服务器上建立新的攻击。还有ajax也难以避免一些已知的安全弱点，诸如跨站点脚步攻 击、SQL注入攻击和基于credentials的安全漏洞等。
3、对搜索引擎的支持比较弱。
4、破坏了程序的异常机制。至少从目前看 来，像ajax.dll，ajaxpro.dll这些ajax框架是会破坏程序的异常机制的。关于这个问题，我曾经在开发过程中遇到过，但是查了一下网上 几乎没有相关的介绍。后来我自己做了一次试验，分别采用ajax和传统的form提交的模式来删除一条数据......给我们的调试带来了很大的困难。
5、另外，像其他方面的一些问题，比如说违背了url和资源定位的初衷。例如，我给你一个url地址，如果采用了ajax技术，也许你在该url地址下面看到的和我在这个url地址下看到的内容是不同的。这个和资源定位的初衷是相背离的。
6、一些手持设备（如手机、PDA等）现在还不能很好的支持ajax，比如说我们在手机的浏览器上打开采用ajax技术的网站时，它目前是不支持的，当然，这个问题和我们没太多关系。