Ajax原理学习

一、AJAX 简介

AJAX即“Asynchronous Javascript And XML”（异步JavaScript和XML），是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术。

AJAX 是一种用于创建快速动态网页的技术。

通过在后台与服务器进行少量数据交换，AJAX 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。传统的网页（不使用 AJAX）如果需要更新内容，必须重载整个网页页面。AJAX 技术的广泛使用，对B/S模式应用慢慢取代了桌面软件起到了很大的推动作用。

二、同步、异步传输的区别

异步传输是面向字符的传输，它的单位是字符；而同步传输是面向比特的传输，它的单位是桢，它传输的时候要求接受方和发送方的时钟是保持一致的。

异步传输

具体来说，异步传输是将比特分成小组来进行传送。一般每个小组是一个8位字符，在每个小组的头部和尾部都有一个开始位和一个停止位，它在传送过程中接收方和发送方的时钟不要求一致，也就是说，发送方可以在任何时刻发送这些小组，而接收方并不知道它什么时候到达。

一个最明显的例子就是计算机键盘和主机的通信，按下一个键的同时向主机发送一个8比特位的ASCII代码，键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。这是一个典型的异步传输过程。

异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号。步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。

同步传输

同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。

数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。

帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。

同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符，它就在接下来的数据到达时接收它们。另外，同步传输的开销也比较少。例如，一个典型的帧可能有500字节（即4000比特）的数据，其中可能只包含100比特的开销。这时，增加的比特位使传输的比特总数增加2.5%，这与异步传输中25 %的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加，开销比特所占的百分比将相应地减少。但是，数据比特位越长，缓存数据所需要的缓冲区也越大，这就限制了一个帧的大小。另外，帧越大，它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下，这将导致其他用户等得太久。

了解了同步和异步的概念之后，大家应该对ajax为什么可以提升用户体验应该比较清晰了，它是利用异步请求方式的。打个比方，如果现在你家里所在的小区因某种情况而面临停水，现在有关部门公布了两种方案，一是完全停水8个小时，在这8个小时内完全停水，8个小时后恢复正常。二是不完全停水10 个小时，在这10个小时内水没有完全断，只是流量比原来小了很多，在10个小时后恢复正常流量，那么，如果是你你会选择哪种方式呢？显然是后者。

三、AJAX 所包含的技术

大家都知道ajax并非一种新的技术，而是几种原有技术的结合体。它由下列技术组合而成。

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。

在上面几中技术中，除了XmlHttpRequest对象以外，其它所有的技术都是基于web标准并且已经得到了广泛使用的，XMLHttpRequest虽然目前还没有被W3C所采纳，但是它已经是一个事实的标准，因为目前几乎所有的主流浏览器都支持它。

四、XMLHttpRequest 对象

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。要清楚这个过程和原理，我们必须对 XMLHttpRequest有所了解。

XMLHttpRequest是ajax的核心机制，它是在IE5中首先引入的，是一种支持异步请求的技术。简单的说，也就是javascript可以及时向服务器提出请求和处理响应，而不阻塞用户。达到无刷新的效果。

所以我们先从XMLHttpRequest讲起，来看看它的工作原理。

首先，我们先来看看XMLHttpRequest这个对象的属性。

它的属性有：

onreadystatechange  每次状态改变所触发事件的事件处理程序。
responseText     从服务器进程返回数据的字符串形式。
responseXML    从服务器进程返回的DOM兼容的文档数据对象。
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）
status Text       伴随状态码的字符串信息
readyState       对象状态值
　　0 (未初始化) 对象已建立，但是尚未初始化（尚未调用open方法）
　　1 (初始化) 对象已建立，尚未调用send方法
　　2 (发送数据) send方法已调用，但是当前的状态及http头未知
　　3 (数据传送中) 已接收部分数据，因为响应及http头不全，这时通过responseBody和responseText获取部分数据会出现错误，
　　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

创建 XMLHttpRequest 对象

所有现代浏览器 (IE7+、Firefox、Chrome、Safari 以及 Opera) 都内建了 XMLHttpRequest 对象。

通过一行简单的 JavaScript 代码，我们就可以创建 XMLHttpRequest 对象。

创建 XMLHttpRequest 对象的语法：

xmlhttp=new XMLHttpRequest();

老版本的 Internet Explorer （IE5 和 IE6）使用 ActiveX 对象：

xmlhttp=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

实例一

<html>
<head>
<script type="text/javascript">
var xmlhttp;
function loadXMLDoc(url)
{
xmlhttp=null;
if (window.XMLHttpRequest)
  {// code for IE7, Firefox, Opera, etc.
  xmlhttp=new XMLHttpRequest();
  }
else if (window.ActiveXObject)
  {// code for IE6, IE5
  xmlhttp=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
  }
if (xmlhttp!=null)
  {
  xmlhttp.onreadystatechange=state_Change;
  xmlhttp.open("GET",url,true);
  xmlhttp.send(null);
  }
else
  {
  alert("Your browser does not support XMLHTTP.");
  }
}

function state_Change()
{
if (xmlhttp.readyState==4)
  {// 4 = "loaded"
  if (xmlhttp.status==200)
    {// 200 = "OK"
    document.getElementById('A1').innerHTML=xmlhttp.status;
    document.getElementById('A2').innerHTML=xmlhttp.statusText;
    document.getElementById('A3').innerHTML=xmlhttp.responseText;
    }
  else
    {
    alert("Problem retrieving XML data:" + xmlhttp.statusText);
    }
  }
}
</script>
</head>

<body>
<h2>Using the HttpRequest Object</h2>

<p><b>Status:</b>
<span id="A1"></span>
</p>

<p><b>Status text:</b>
<span id="A2"></span>
</p>

<p><b>Response:</b>
<br /><span id="A3"></span>
</p>

<button onclick="loadXMLDoc('/example/xdom/note.xml')">Get XML</button>

</body>
</html>

执行结果：

注释：onreadystatechange 是一个事件句柄。它的值 (state_Change) 是一个函数的名称，当 XMLHttpRequest 对象的状态发生改变时，会触发此函数。状态从 0 (uninitialized) 到 4 (complete) 进行变化。仅在状态为 4 时，我们才执行代码。

为什么使用 Async=true ？

我们的实例在 open() 的第三个参数中使用了 “true”。

该参数规定请求是否异步处理。

True 表示脚本会在 send() 方法之后继续执行，而不等待来自服务器的响应。

onreadystatechange 事件使代码复杂化了。但是这是在没有得到服务器响应的情况下，防止代码停止的最安全的方法。

通过把该参数设置为 “false”，可以省去额外的 onreadystatechange 代码。如果在请求失败时是否执行其余的代码无关紧要，那么可以使用这个参数。

XML / ASP实例

您也可以把 XML 文档打开并发送到服务器上的 ASP 页面，分析此请求，然后传回结果。

<html>
<body>
<script type="text/javascript">
xmlHttp=null;
if (window.XMLHttpRequest)
  {// code for IE7, Firefox, Opera, etc.
  xmlHttp=new XMLHttpRequest();
  }
else if (window.ActiveXObject)
  {// code for IE6, IE5
  xmlHttp=new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
  }
if (xmlHttp!=null)
  {
  xmlHttp.open("GET", "note.xml", false);
  xmlHttp.send(null);
  xmlDoc=xmlHttp.responseText;

  xmlHttp.open("POST", "demo_dom_http.asp", false);
  xmlHttp.send(xmlDoc);
  document.write(xmlHttp.responseText);
  }
else
  {
  alert("Your browser does not support XMLHTTP.");
  }
</script>
</body>
</html>

ASP 页面，由 VBScript 编写：

<%
set xmldoc = Server.CreateObject("Microsoft.XMLDOM")
xmldoc.async=false
xmldoc.load(request)

for each x in xmldoc.documentElement.childNodes
   if x.NodeName = "to" then name=x.text
next
response.write(name)
%>

通过使用 response.write 属性把结果传回客户端。

执行结果：

<to> : George

五、AJAX 的缺点

AJAX的优点不言而喻。

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。

注：”二、同步、异步传输的区别“、”三、ajax所包含的技术“和”五、AJAX 的缺点“主要来自于文章：

http://www.cnblogs.com/mingmingruyuedlut/archive/2011/10/18/2216553.html