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Ajax原理学习

简介:

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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:

这里写图片描述

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









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