HTML5 postMessage 和 onmessage API 具体应用

随着 HTML5 的发展。了解并熟悉 HTML5 的 API 接口是很重要的。postMessage(send) 和 onmessage 此组 API 在 HTML5 中有着广泛的应用，比方 Web Workers 中应用此组 API 实现多个线程间 JavaScript 调用功能 ,Cross-document messaging 中实现两个不同域间 JavaScript 调用功能等等。本文主要介绍此组 API 在 Web Workers，Cross-document messaging。WebSockets
以及 Server-Sent Events 中的具体应用情况。

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姜
俊杰, 软件project师, IBM

2013 年 1 月 10 日

内容

Web Workers

Web Workers 简单介绍

至 2008 年 W3C 制定出第一个 HTML5 草案開始。HTML5 承载了越来越多崭新的特性和功能。它不但强化了 Web 系统或网页的表现性能，并且还添加了对本地数据库等 Web 应用功能的支持。

当中，最重要的一个便是对多线程的支持。在 HTML5 中提出了工作线程（Web Workers）的概念。并且规范出 Web Workers 的三大主要特征：可以长时间执行（响应），理想的启动性能以及理想的内存消耗。Web Workers 同意开发者编写可以长时间执行而不被用户所中断的后台程序，去执行事务或者逻辑，并同一时候保证页面对用户的及时响应。

Web Workers 为 Web 前端网页上的脚本提供了一种能在后台进程中执行的方法。一旦它被创建，Web Workers 就行通过 postMessage 向任务池发送任务请求。执行完之后再通过 postMessage 返回消息给创建者指定的事件处理程序 ( 通过 onmessage 进行捕获 )。

Web Workers 进程可以在不影响用户界面的情况下处理任务。而且，它还可以使用 XMLHttpRequest 来处理 I/O，但通常，后台进程（包含 Web Workers 进程）不能对 DOM 进行操作。假设希望后台程序处理的结果可以改变
DOM，仅仅能通过返回消息给创建者的回调函数进行处理。

浏览器对 HTML5 支持情况能够參考站点 When can I use...

在 Web Workers 中使用 postMessage 和 onmessage

首先，须要在client页面的 JavaScript 代码中 new 一个 Worker 实例出来，參数是须要在还有一个线程中执行的 JavaScript 文件名。然后在这个实例上监听 onmessage 事件。

最后还有一个线程中的 JavaScript 就能够通过调用 postMessage 方法在这两个线程间传递数据了。

清单 1. 主线程中创建 Worker 实例，并监听 onmessage 事件

 <html>

 <head>

 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">

 <title>Test Web worker</title>

 <script type="text/JavaScript">

	 function init(){

		 var worker = new Worker('compute.js');

		 //event 參数中有 data 属性，就是子线程中返回的结果数据

		 worker.onmessage= function (event) {

			 // 把子线程返回的结果加入到 div 上

			 document.getElementById("result").innerHTML +=

			    event.data+"<br/>";

		 };

	 }

 </script>

 </head>

 <body onload="init()">

 <div id="result"></div>

 </body>

 </html>

在client的 compute.js 中，仅仅是简单的反复多次加和操作，最后通过 postMessage 方法把结果返回给主线程，目的就是等待一段时间。而在这段时间内，主线程不应该被堵塞，用户能够通过拖拽浏览器，变大缩小浏览器窗体等操作測试这一现象。这个非堵塞主线程的结果就是 Web Workers 想达到的目的。

清单 2. compute.js 中调用 postMessage 方法返回计算结果

 var i=0; 

 function timedCount(){

	 for(var j=0,sum=0;j<100;j++){

		 for(var i=0;i<100000000;i++){

			 sum+=i;

		 }

	 }

	 // 调用 postMessage 向主线程发送消息

	 postMessage(sum);

 } 

 postMessage("Before computing,"+new Date());

 timedCount();

 postMessage("After computing,"+new Date());

图 1. 浏览器中执行结果

Cross-document messaging

Cross-document messaging 简单介绍

因为同源策略的限制。JavaScript 跨域的问题。一直是一个颇为棘手的问题。

HTML5 提供了在网页文档之间互相接收与发送信息的功能。使用这个功能，仅仅要获取到网页所在窗体对象的实例。不仅同源（域 + port号）的 Web 网页之间能够互相通信，甚至能够实现跨域通信。要想接收从其他窗体发送来的信息，必须对窗体对象的 onmessage 事件进行监听，其他窗体能够通过 postMessage 方法来传递数据。该方法使用两个參数：第一个參数为所发送的消息文本，但也能够是不论什么 JavaScript 对象（通过 JSON
转换对象为文本），第二个參数为接收消息的对象窗体的 URL 地址，能够在 URL 地址字符串中使用通配符'*'指定所有地。

在 Cross-document messaging 中使用 postMessage 和 onmessage

为了实现不同域之间的通信，须要在操作系统的 hosts 文件加入两个域名。进行模拟。

清单 3. hosts 文件里加入两个不同的域名

 127.0.0.1 	 parent.com

 127.0.0.1 	 child.com

在父网页中通过 iframe 嵌入子页面。并在 JavaScript 代码中调用 postMessage 方法发送数据到子窗体。

清单 4. 父页面中嵌入子页面，调用 postMessage 方法发送数据

 <html>

 <head>

 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">

 <title>Test Cross-domain communication using HTML5</title>

 <script type="text/JavaScript">

	 function sendIt(){

		 // 通过 postMessage 向子窗体发送数据

		 document.getElementById("otherPage").contentWindow

			 .postMessage(

				 document.getElementById("message").value,

				"http://child.com:8080"

			 );

	 }

 </script>

 </head>

 <body>

	 <!-- 通过 iframe 嵌入子页面 -->

	 <iframe src="http://child.com:8080/TestHTML5/other-domain.html"

				 id="otherPage"></iframe>

	 <br/><br/>

	 <input type="text" id="message"><input type="button"

			 value="Send to child.com" onclick="sendIt()" />

 </body>

 </html>

在子窗体中监听 onmessage 事件，并用 JavaScript 实现显示父窗体发送过来的数据。

清单 5. 子窗体中监听 onmessage 事件，显示父窗体发送来的数据

 <html>

 <head>

 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">

 <title>Web page from child.com</title>

 <script type="text/JavaScript">

	 //event 參数中有 data 属性。就是父窗体发送过来的数据

	 window.addEventListener("message", function( event ) {

		 // 把父窗体发送过来的数据显示在子窗体中

	   document.getElementById("content").innerHTML+=event.data+"<br/>";

	 }, false ); 

 </script>

 </head>

 <body>

	 Web page from http://child.com:8080

	 <div id="content"></div>

 </body>

 </html>

图 2. 父窗体嵌入子窗体

图 3. 父窗体发送数据到子窗体

WebSockets

WebSockets 简单介绍

在 Web 应用中，HTTP 协议决定了client和服务端连接是短连接，即client Request，服务端 Response。连接断开。要想实现client和服务端实时通信，仅仅能通过client轮询来实现。服务端推送数据也并非字面上意思上的直接推。事实上还是client自己取。WebSockets 是 HTML5 规范新引入的功能。用于解决浏览器与后台server双向通讯的问题，使用 WebSockets 技术，后台能够随时向前端推送消息，以保证前后台状态统一。

在 WebSockets 中使用 send 和 onmessage

因为文本主要介绍 postMessage(send) 和 onmessage client API 的应用，而 WebSockets 涉及到server端代码的实现，所以本文将选取最简单的server端框架来编写server代码。WebSockets server端有 jetty 提供的基于 Java 的实现。有 WebSocket-Node 基于 node.js 的实现，在 .Net 4.5 中也直接提供了 WebSockets 的支持。本文将使用 WebSocket-Node 提供的演示样例代码，稍作改动作为 WebSockets 的server端。

关于
node.js 的介绍以及使用请參考 node.js 官方站点 node.js，关于 WebSocket-Node 的使用请參考 WebSocket-Node。

首先。须要在client通过 JavaScript 代码 new 一个 WebSocket 实例出来，參数是实现 WebSocket server端 URL 地址。然后在这个实例上监听 onmessage 事件接收server端发送过来的数据。当然。client也能够调用 send 方法，发送数据到server端。

清单 6. 创建 WebSocket 对象。并监听 onmessage 事件

 connect : function() {

    var location ="ws://localhost:8000/";

	 // 创建 WebSockets 并传入 WebSockets server 地址

    this._ws =new WebSocket(location);

    this._ws.onmessage=this._onmessage;

   //WebSockets 还提供了 onopen 以及 onclose 事件

    this._ws.onopen =this._onopen;

    this._ws.onclose =this._onclose;

 }

在 _onmessage 方法中，接收数据，并显示在页面上

清单 7. _onmessage 方法

 _onmessage : function(event) {

	 //event 參数中有 data 属性。就是server发送过来的数据

     if (event.data) {

         var messageBox = document.getElementById('messageBox');

         var spanText = document.createElement('span');

         spanText.className ='text';

		 // 把server发送过来的数据显示在窗体中

         spanText.innerHTML = event.data;

         var lineBreak = document.createElement('br');

         messageBox.appendChild(spanText);

         messageBox.appendChild(lineBreak);

         messageBox.scrollTop = messageBox.scrollHeight

                 - messageBox.clientHeight;

     }

 },

在 _onopen 方法中，调用 _send 方法发送一条消息到server端，告之连接已经建立。在 _onclose 方法中，把 WebSocket 的实例设置成 null，释放资源。

清单 8. _onopen，_onclose 以及 send 方法

 _onopen : function() {

     server._send("Client:Open WebSockets,"+new Date());

 },

 //message 參数就是client向服务器端发送的数据

 _send : function(message) {

     if (this._ws)

         this._ws.send(message);

 },

 // 此方法提供外部代码调用

 send : function(text) {

     if (text !=null&& text.length >0)

         server._send(text);

 }, 

 _onclose : function(m) {

     this._ws =null;

 }

把这些方法封装在一个 server 对象中。方便提供外部调用。用户仅仅须要先调用 server 的 connect 方法建立连接，然后调用 send 方法发送数据。

清单 9. 封装client实现

 var server = {

	 // 对外主要提供 connect 和 send 方法

    connect : function() {...},

    _onopen : function() {...},

    _send : function(message) {...},

    send : function(text) {...},

    _onmessage : function(event) {...},

    _onclose : function(m) {...}

 };

在服务器端，通过 JavaScript 语言简单改动 WebSocket-Node 中提供的 echo-server.js 演示样例就可以。

这里仅仅展示关键代码部分，其他代码请參见 WebSocket-Node 演示样例。

清单 10. WebSockets server端简单实现

 // 监听client的连接请求

 wsServer.on('connect', function(connection) {

    function sendCallback(err) {

        if (err) console.error("send() error: " + err);

    }

	 // 监听client发送数据的请求

    connection.on('message', function(message) {

        if (message.type === 'utf8') {// 差别client发过来的数据是文本还是二进制类型

            connection.sendUTF(

				"Server:Get message:<br/>"+message.utf8Data, sendCallback

			 );

        }

        else if (message.type === 'binary') {

            connection.sendBytes(message.binaryData, sendCallback);

        }

    });

    connection.on('close', function(reasonCode, description) {

    });

 });

图 4. 点击 Connect button

图 5. 输入内容，单击 Send Message button

Server-Sent Events

Server-Sent Events 简单介绍

HTML5 Server-Sent 事件模型同意您从server push 实时数据到浏览器。本文我们将介绍利用 Eventsource 对象处理与页面间的接收和发送数据。在client。我们使用 HTML5+JavaScript。服务端使用 Java。在现存的 Ajax 模式中，web 页面会持续不断地请求server传输新数据，由client负责请求数据。而在服务端发送模式下。无需在client代码中运行连续的数据请求。而是由服务端 push 推送更新。一旦您在页面中初始化了 Server-Sent 事件。服务端脚本将持续地发送更新。

client
JavaScript 代码一旦接收到更新就将新的数据写入页面中展示出来。

在 Server-Sent Events 中使用 onmessage

Server-Sent Events 和 WebSockets 有相同之处，WebSockets 实现了server端以及client的双向通信功能，而 Server-Sent Events 则仅是指server端到client的单向通信。并且 Server-Sent Events 相同须要server端的实现。本文将使用基于 Java 的 Servlet 技术实现server端。

关于server端向client写数据的格式。能够參考 W3C 关于 Server-Sent Events 的规范文档 Server-Sent
Events。因为是server端到client的单向通信。所以在 Server-Sent Events 中没有 postMessage 方法。

首先，在client通过 JavaScript 代码 new 一个 EventSource 实例出来，參数是实现 EventSource server端 URL 地址。

然后在这个实例上监听 onmessage 事件接收server端发送过来的数据。

清单 11. 创建 EventSource 对象，并监听 onmessage 事件

 if (!!window.EventSource) {

 // 创建 EventSource 实例，传入 server 地址

	  var source = new EventSource('/TestHTML5/ServerSentEvent');

	 } else {

	  console.log("Your browser doesn't support server-sent event");

 }

 // 监听 message 事件，等待接收服务器端发送过来的数据

 source.addEventListener('message', function(event) {

		 //event 參数中有 data 属性，就是服务器发送过来的数据

	  console.log(event.data);

 }, false); 

 //EventSource 还提供了 onopen 以及 onerror 事件

 source.addEventListener('open', function(event) {

 }, false); 

 source.addEventListener('error', function(event) {

	 if (event.readyState == EventSource.CLOSED) {

	  }

 }, false);

server端，在 Java 语言实现的 Servlet doGet 方法中使用 response 对象向client写数据

清单 10. server端简单实现

 // 这里必须设置 Content-Type 为 text/event-stream

 response.setHeader("Content-Type", "text/event-stream");

 response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");

 response.setCharacterEncoding ("UTF-8"); 

 String id = new Date().toString();

 response.getWriter().println("id:"+id);

 // 向client写两行数据

 response.getWriter().println("data:server-sent event is working.");

 response.getWriter().println("data:test server-sent event multi-line data");

 response.getWriter().println();

 response.getWriter().flush();

图 6. Server-Sent Events 执行结果

结束语

本文具体介绍了 postMessage（send）和 onmessage API 在client的应用情况。能够看到在不同的场景中这两个方法的应用模式都是类似的。

postMessage 的作用就是传递数据，而 onmessage 的作用就是接收数据。

掌握此组 API 对以后开发 HTML 5 应用程序将会有所帮助。本文 Web Workers，Cross-document messaging，WebSockets 的代码在 Firefox 14 下通过測试，Server-Sent Events 的代码在 Chrome
16 下通过測试。

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描写叙述	名字	大小
演示样例代码	contentid=854164&filename=TestHTML5.zip&method=http&locale=zh_CN" style="margin:0px; padding:0px; border:0px; outline:0px; font-size:undefined; vertical-align:baseline; color:rgb(116,82,133); font-family:Arial,sans-serif">TestHTML5.zip	13KB

參考资料

学习

关于 HTML5 的规范，请參考 HTML5
关于 HTML5 WebSockets 的规范。请參考 WebSockets。
关于 HTML5 Web Workers 的规范，请參考 Web Workers。
关于 HTML5 Cross-document messaging 的规范，请參考 Cross-document messaging。
关于 HTML5 Server-Sent Events 的规范，请參考 Server-Sent Events。
关于 node.js 的信息，请參考 node.js。
关于 WebSocket-Node 的信息。请參考 WebSocket-Node。
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