Ajax技術---核心XMLHttpRequest對象

Ajax 的全稱是Asynchronous JavaScript and XML，其中，Asynchronous 是異步的意思，它有別於傳統web開發中採用的同步的方式。

（一）ajax技術的意義

咱們在平時的開發中都多多少少的接觸或者應用到了ajax，談到ajax技術的意義，咱們關注得最多的毫無疑問是提高用戶的體驗。可是，若是咱們結合未來電腦和互聯網的發展趨勢，咱們會發現ajax技術在某些方面正好表明了這種趨勢。爲何這樣說呢？咱們知道，自從電腦出現以來，一直是桌面軟件佔據着絕對主導的地位，可是互聯網的出現和成功使這一切開始發生着微妙的變化。至關一部分的人都相信，早晚有一天，數據和電腦軟件將會從桌面轉移到互聯網。也就是說，未來的電腦有可能拋棄笨重的硬盤，而直接從互聯網來獲取數據和服務，我記得我念大學的時候，有位教授給咱們上課的時候，曾經設想過這樣一種情景，也許在未來的電腦桌面上，沒有任何多餘的軟件和程序，而僅僅只有一個IE，雖然如今看起來咱們距離這一天還很遙遠，而且這其中還有不少的問題須要解決，可是我以爲這個並不是夢想，而是早晚將實現的現實。那麼，這其中的主要問題就是互聯網的鏈接不穩定，誰也不肯意看着本身的電腦從服務器一點一滴的下載數據，那麼，ajax是否是解決了這個問題呢，說實話，與其說ajax解決了這個問題，人山人海英文倒不如它只是掩蓋了這個問題，它只是在服務器和客戶端之間充當了一個緩衝器，讓用戶誤覺得服務沒有中斷。精確的說，ajax並不能提升從服務器端下載數據的速度，而只是使這個等待不那麼使人沮喪。可是正是這一點就足以產生巨大的影響和震動，它實際上也對桌面軟件產生了巨大的衝擊。這一點我用一個例子來講明，咱們能夠比較一下Outlook Express和Gmail，前者是典型的桌面軟件，後者是ajax所實現的B/S模式，實際上後者目前已經在慢慢取代前者了，Gmail在收發郵件的時候已經和Outlook Express的功能幾乎沒有差異了，並且它不須要安裝客戶端程序。這就是爲何微軟對ajax所帶來的衝擊有着如此的恐懼心理，而且在它前不久所進行的調查之中，將google看作他們將來十年內的主要競爭對手的主要緣由之一。固然，這種變化也並不會將桌面軟件所有淘汰，現有的瀏覽器尚未一個能像PhotoShop等桌面程序那樣處理複雜的圖像。可是咱們也不能忽視它帶來的影響和衝擊。

（二）傳統開發模式與Ajax開發模式對比

在傳統的Web應用模式中，頁面用戶的每一次操做都將會觸發一次返回Web服務器的HTTP請求，服務器進行相應的處理（得到數據、運行與不一樣的系統會話）後，返回一個HTML頁面給客戶端，如圖所示：

而在Ajax應用中，頁面中用戶操做將經過Ajax引擎與服務器端進行通訊，而後將返回結果提交給客戶端的Ajax引擎，再由Ajax引擎來決定將這些數據插入到頁面的指定位置（背後實際是經過XMLHttpRequest對象實現的），如圖：

區別：對於每一個用戶的行爲，在傳統的Web應用模式中，將生成一次HTTP請求，而在Ajax應用開發模式中，將變成對Ajax引擎的一次JavaScript調用。在Ajax應用開發模式中經過JavaScript實如今不刷新整個頁面的狀況下，對部分數據進行更新，從而下降了網絡流量，給用戶帶來更好的體驗。

（三）關於同步和異步

異步傳輸是面向字符的傳輸，它的單位是字符；而同步傳輸是面向比特的傳輸，它的單位是楨，它傳輸的時候要求接受方和發送方的時鐘是保持一致的。
具體來講，異步傳輸是將比特分紅小組來進行傳送。通常每一個小組是一個8位 字符，在每一個小組的頭部和尾部都有一個開始位和一箇中止位，它在傳送過程當中接收方和發送方的時鐘不要求一致，也就是說，發送方能夠在任什麼時候刻發送這些小組，而接收方並不知道它何時到達。一個最明顯的例子就是計算機鍵盤和主機的通訊，按下一個鍵的同時向主機發送一個8比特位的ASCII代 碼，鍵盤能夠在任什麼時候刻發送代碼，這取決於用戶的輸入速度，內部的硬件必須可以在任什麼時候刻接收一個鍵入的字符。這是一個典型的異步傳輸過程。異步傳輸存在 一個潛在的問題，即接收方並不知道數據會在何時到達。在它檢測到數據並作出響應以前，第一個比特已通過去了。這就像有人出乎意料地從後面走上來跟你說 話，而你沒來得及反應過來，漏掉了最前面的幾個詞。所以，每次異步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收 和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一箇中止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例，空閒（沒有傳送數據）的線路實際攜帶着一個表明二進制1的信號。異步傳輸的開始位使信號變成0，其餘的比特位使信號隨傳輸的數據信息而變化。最後，中止位使信號從新變回1，該信號一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字「1」，按照8比特位的擴展ASCII編碼，將發送「00110001」，同時須要在8比特位的前面加一個起始位，後面一箇中止位。
同步傳輸的比特分組要大得多。它不是獨立地發送每一個字符，每一個字符都有本身的開始位和中止位，少兒英語教學法而是把它們組合起來一塊兒發送。咱們將這些組合稱爲數據幀，或簡稱爲幀。
　　數據幀的第一部分包含一組同步字符，它是一個獨特的比特組合，相似於前面提到的起始位，用於通知接收方一個幀已經到達，但它同時還能確保接收方的採樣速度和比特的到達速度保持一致，使收發雙方進入同步。
　　幀的最後一部分是一個幀結束標記。與同步字符同樣，它也是一個獨特的比特串，相似於前面提到的中止位，用於表示在下一幀開始以前沒有別的即將到達的數據了。
　　同步傳輸一般要比異步傳輸快速得多。接收方沒必要對每一個字符進行開始和中止的操做。一旦檢測到幀同步字符，它就在接下來的數據到達時接收它們。另外，同步傳輸的開銷也比較少。例如，一個典型的幀可能有500字節（即4000比特）的數據，其中可能只包含100比特的開銷。這時，增長的比特位使傳輸的比特總數增長2.5%，這與異步傳輸中25 %的增值要小得多。隨着數據幀中實際數據比特位的增長，開銷比特所佔的百分比將相應地減小。可是，數據比特位越長，緩存數據所須要的緩衝區也越大，這就限制了一個幀的大小。另外，幀越大，它佔據傳輸媒體的連續時間也越長。在極端的狀況下，這將致使其餘用戶等得過久。
瞭解了同步和異步的概念以後，你們應該對ajax爲何能夠提高用戶體驗應該比較清晰了，它是利用異步請求方式的。打個比方，若是如今你家裏所在的小區因 某種狀況而面臨停水，如今有關部門公佈了兩種方案，一是徹底停水8個小時，在這8個小時內徹底停水，8個小時後恢復正常。二是不徹底停水10 個小時，在這10個小時內水沒有徹底斷，只是流量比原來小了不少，在10個小時後恢復正常流量，那麼，若是是你你會選擇哪一種方式呢？顯然是後者。

（四）Ajax所包含的技術

你們都知道ajax並不是一種新的技術，而是幾種原有技術的結合體。它由下列技術組合而成。
1.使用CSS和XHTML來表示。
2. 使用DOM模型來交互和動態顯示（DOM是文檔對象模型的簡稱，是表示文檔和訪問、操做構成文檔的各類元素的應用程序接口。W3C定義了標準的文檔對象模型，它以樹形結構表示HTML和XML文檔，而且定義了遍歷樹和添加、修改、查找樹的節點的方法和屬性。在Ajax中經過JavaScript操做DOM，能夠達到在不刷新頁面的狀況下實時修改用戶界面的目的）。
3.使用XMLHttpRequest來和服務器進行異步通訊。
4.使用javascript來綁定和調用。
在上面幾中技術中，除了XmlHttpRequest對象之外，其它全部的技術都是基於web標準而且已經獲得了普遍使用的，XMLHttpRequest雖然目前尚未被W3C所採納，可是它已是一個事實的標準，由於目前幾乎全部的主流瀏覽器都支持它。

（五）Ajax原理和XmlHttpRequest對象

　　Ajax的原理簡單來講經過XmlHttpRequest對象來向服務器發異步請求，從服務器得到數據，而後用javascript來操做DOM而更新頁面。這其中最關鍵的一步就是從服務器得到請求數據。雅思考試內容要清楚這個過程和原理，咱們必須對 XMLHttpRequest有所瞭解。
　　XMLHttpRequest是ajax的核心機制，它是在IE5中首先引入的，是一種支持異步請求的技術。簡單的說，也就是javascript能夠及時向服務器提出請求和處理響應，而不阻塞用戶。達到無刷新的效果。

（1）初始化XMLHttpRequest對象
在使用XMLHttpRequest對象發送請求和處理響應以前，首先須要初始化該對象，因爲XMLHttpRequest不是一個W3C標準，因此對於不一樣的瀏覽器，初始化的方法是不一樣的。一般狀況下，XMLHttpRequest對象只需考慮兩種狀況，一種是IE瀏覽器，另外一種是非IE瀏覽器：
IE瀏覽器（把XMLHttpRequest實例化爲一個ActiveX對象）

或者

其中Msxml2.XMLHTTP和Microsoft.XMLHTTP是針對IE瀏覽器的不一樣版本進行設置的，目前比較經常使用的是這兩種。

非IE瀏覽器

把XMLHttpRequest對象實例化爲一個本地JavaScript對象：

爲了提升程序的兼容性能夠建立一個跨瀏覽器的XMLHttpRequest對象：

(2)XMLHttpRequest對象的經常使用方法

（3）XMLHttpRequest對象的經常使用屬性

實例

　如上所示，函數首先檢查XMLHttpRequest的總體狀態而且保證它已經完成（readyStatus=4），即數據已經發送完畢。而後根據服務器的設定詢問請求狀態，若是一切已經就緒（status=200），那麼就執行下面須要的操做。
對於XmlHttpRequest的兩個方法，open和send，其中open方法指定了：
a、向服務器提交數據的類型，即post仍是get。
b、請求的url地址和傳遞的參數。
c、傳輸方式，false爲同步，true爲異步。默認爲true。若是是異步通訊方式(true)，客戶機就不等待服務器的響應；若是是同步方式(false)，客戶機就要等到服務器返回消息後纔去執行其餘操做。咱們須要根據實際須要來指定同步方式，在某些頁面中，可能會發出多個請求，甚至是有組織有計劃有隊形大規模的高強度的request，然後一個是會覆蓋前一個的，這個時候固然要指定同步方式。Send方法用來發送請求。

　　經過XMLHttpRequest的工做流程，咱們能夠看出，XMLHttpRequest是徹底用來向服務器發出一個請求的，它的做用也侷限於此，但它的做用是整個Ajax實現的關鍵，由於Ajax無非是兩個過程，發出請求和響應請求。而且它徹底是一種客戶端的技術。而XMLHttpRequest正是處理了服務器端和客戶端通訊的問題因此纔會如此的重要。
　　如今，咱們對Ajax的原理大概能夠有一個瞭解了。咱們能夠把服務器端當作一個數據接口，它返回的是一個純文本流，固然，這個文本流能夠是XML格式，能夠是Html，能夠是Javascript代碼，boat怎麼讀也能夠只是一個字符串。這時候，XMLHttpRequest向服務器端請求這個頁面，服務器端將文本的結果寫入頁面，這和普通的web開發流程是同樣的，不一樣的是，客戶端在異步獲取這個結果後，不是直接顯示在頁面，而是先由javascript來處理，而後再顯示在頁面。至於如今流行的不少Ajax控件，好比magicajax等，能夠返回DataSet等其它數據類型，只是將這個過程封裝了的結果，本質上他們並無什麼太大的區別。

（六）Ajax的優缺點

優勢：

• 頁面無刷新，在頁面內與服務器通訊，給用戶的體驗很是好
• 異步方式與服務器通訊，不須要打斷用戶的操做，具備更加迅速的響應能力
• 能夠把之前一些服務器負擔的工做轉嫁到客戶端，利用客戶端閒置的能力來處理，減輕服務器和帶寬的負擔，節約空間和寬帶租用成本。而且減輕服務器的負擔，ajax的原則是「按需取數據」，能夠最大程度的減小冗餘請求，和響應對服務器形成的負擔。
• 基於標準化的並被普遍支持的技術，不須要下載插件或者小程序

缺點

• ajax幹掉了back按鈕，即對瀏覽器後退機制的破壞。後退按鈕是一個標準的web站點的重要功能，可是它無法和js進行很好的合做。這是ajax所帶來的一個比較嚴重的問題，由於用戶每每是但願可以經過後退來取消前一次操做的。那麼對於這個問題有沒有辦法？答案是確定的，用過Gmail的知道，Gmail下面採用的ajax技術解決了這個問題，在Gmail下面是能夠後退的，可是，它也並不能改變ajax的機制，它只是採用的一個比較笨可是有效的辦法，即用戶單擊後退按鈕訪問歷史記錄時，經過建立或使用一個隱藏的IFRAME來重現頁面上的變動。（例如，當用戶在Google Maps中單擊後退時，它在一個隱藏的IFRAME中進行搜索，而後將搜索結果反映到Ajax元素上，以便將應用程序狀態恢復到當時的狀態。）可是，雖說這個問題是能夠解決的，可是它所帶來的開發成本是很是高的，和ajax框架所要求的快速開發是相背離的。這是ajax所帶來的一個很是嚴重的問題。
• 安全問題
  技術同時也對IT企業帶來了新的安全威脅，ajax技術就如同對企業數據創建了一個直接通道。這使得開發者在不經意間會暴露比之前更多的數據和服務器邏輯。ajax的邏輯能夠對客戶端的安全掃描技術隱藏起來，容許黑客從遠端服務器上創建新的攻擊。還有ajax也難以免一些已知的安全弱點，諸如跨站點腳步攻擊、SQL注入攻擊和基於credentials的安全漏洞等
• 對搜索引擎的支持比較弱
• 破壞了程序的異常機制。至少從目前看來，像ajax.dll，ajaxpro.dll這些ajax框架是會破壞程序的異常機制的（這個是看到的，目前我我的尚未實際理解和遇到）
• 違背了url和資源定位的初衷。例如，我給你一個url地址，若是採用了ajax技術，也許你在該url地址下面看到的和我在這個url地址下看到的內容是不一樣的。這個和資源定位的初衷是相背離的
• 一些手持設備（如手機、PDA等）如今還不能很好的支持ajax，好比說咱們在手機的瀏覽器上打開採用ajax技術的網站時，它目前是不支持的

（七）Ajax經常使用框架

目前咱們採用的比較多的ajax框架主要有ajax.dll,ajaxpro.dll,magicajax.dll 以及微軟的atlas框架。Ajax.dll和Ajaxpro.dll這兩個框架差異不大，而magicajax.dll只是封裝得更厲害一些，好比說它能夠直接返回DataSet數據集，前面咱們已經說過，ajax返回的都是字符串，magicajax只是對它進行了封裝而已。可是它的這個特色能夠給咱們帶來很大的方便，好比說咱們的頁面有一個列表，而列表的數據是不斷變化的，那麼咱們能夠採用magicajax來處理，操做很簡單，添加magicajax以後，將要更新的列表控件放在magicajax的控件以內，而後在pageload裏面定義更新間隔的時間就ok了，atlas的原理和magicajax差很少。可是，須要注意的一個問題是，這幾種框架都只支持IE，沒有進行瀏覽器兼容方面的處理，用反編譯工具察看他們的代碼就能夠知道。
除了這幾種框架以外，咱們平時用到的比較多的方式是本身建立xmlHttpRequest對象，這種方式和前面的幾種框架相比更具備靈活性。另外，在這裏還提一下aspnet2.0自帶的異步回調接口，它和ajax同樣也能夠實現局部的無刷新，但它的實現實際上也是基於xmlhttprequest對象的，另外也是隻支持IE，固然這是微軟的一個競爭策略。

此文也要感謝此連接，從其中也學習到了不少