Ajax工作原理及概述

AJAX是异步的JavaScript和XML（Asynchronous JavaScript And XML）。简单点说，就是使用 XMLHttpRequest 对象与服务器通信。 它可以使用JSON，XML，HTML和文本等多种格式发送和接收。AJAX最吸引人的就是它的“异步”特性，也就是说他可以在不重新刷新页面的情况下与服务器通信，交换数据，更新页面。

你可以使用AJAX最主要的两个特性做下列事：

• 在不重新加载页面的情况下发送请求给服务器。
• 接受并使用从服务器发来的数据。

工作原理

Ajax的工作原理相当于在用户和服务器之间加了—个中间层,使用户操作与服务器响应异步化。并不是所有的用户请求都提交给服务器,像—些数据验证和数据处理等都交给Ajax引擎自己来做, 只有确定需要从服务器读取新数据时再由Ajax引擎代为向服务器提交请求。

发送Http请求

为了使用JavaScript向服务器发送一个http请求，你需要一个包含必要函数功能的对象实例。这就是为什么会有 XMLHttpRequest 的原因。 这是IE浏览器的ActiveX对象 XMLHTTP的前身。 随后Mozilla，Safari和其他浏览器也都实现了类似的方法，被称为 XMLHttpRequest 。同时，微软也实现了XMLHttpRequest方法。

// Old compatibility code, no longer needed.

if (window.XMLHttpRequest) { // Mozilla, Safari, IE7+ ...
    httpRequest = new XMLHttpRequest();
} 
else if (window.ActiveXObject) { // IE 6 and older
    httpRequest = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

Note: 上面代码只是简单版的如何创建一个XMLHttp实例。更实际的例子，请看本篇文章下方简单例子。

发送一个请求后，你会收到响应。在这一阶段，你要告诉XMLHttp请求对象是由哪一个JavaScript函数处理响应，在设置了对象的 onreadystatechange属性后给他命名，当请求状态改变时调用函数。

httpRequest.onreadystatechange = nameOfTheFunction;

要注意的是，函数名后没有参数，因为你把一个引用赋值给了函数，而不是真正的调用了它。 此外，如果不使用函数名的方式，你还可以用JavaScript的匿名函数响应处理的动作，就像下面这样：

httpRequest.onreadystatechange = function(){
    // Process the server response here.
};

接下来，声明当你接到响应后要做什么，你要发送一个实际的请求，通过调用HTTP请求对象的 open() 和 send() 方法，像下面这样:

httpRequest.open('GET', 'http://www.example.org/some.file', true);

httpRequest.send();

• open() 的第一个参数是HTTP请求方法 - 有GET，POST，HEAD以及服务器支持的其他方法。 保证这些方法一定要是大写字母，否则其他一些浏览器（比如FireFox）可能无法处理这个请求。更多关于HTTP的请求方法，可以查看 W3C 文档哈。
• 第二个参数是你要发送的URL。由于安全原因，默认不能调用第三方URL域名。 确保你在页面中使用的是正确的域名，否则在调用 open() 方法是会有 “权限被拒绝” 错误提示。如果你真的需要向另一个域名发送请求, 可以查看 HTTP access control，跨域问题将在后期文章发布。
• 第三个参数是可选的，用于设置请求是否是异步的。如果设为 true (默认设置)，JavaScript执行会持续，并且在服务器还没有响应的情况下与页面进行交互。

send() 方法的参数可以是任何你想发送给服务器的内容，如果是 POST 请求的话。发送表单数据时应该用服务器可以解析的格式，像查询语句：

"name=value&anothername="+encodeURIComponent(myVar)+"&so=on"

或者其他格式, 类似 multipart/form-data，JSON，XML等。

如果你使用 POST 数据，那就需要设置请求的MIME类型。比如，在调用 send() 方法获取表单数据前要有下面这个：

httpRequest.setRequestHeader('Content-Type','application/x-www-form-urlencoded');

处理服务器响应

在发送请求时，你提供的JavaScript函数名负责处理响应：

httpRequest.onreadystatechange = nameOfTheFunction;

这个函数应该做什么？首先，函数要检查请求的状态。如果状态的值是 XMLHttpRequest.DONE （对应的值是4），意味着服务器响应收到了并且是没问题的，然后就可以继续执行。

if (httpRequest.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
    // Everything is good, the response was received.
} 
else {
    // Not ready yet.
}

全部readyState状态值可以查看书籍或者文档，如下也是：

• 0 (未初始化) or (请求还未初始化)
• 1 (正在加载) or (已建立服务器链接)
• 2 (加载成功) or (请求已接受)
• 3 (交互) or (正在处理请求)
• 4 (完成) or (请求已完成并且响应已准备好)

接下来，判断HTTP响应的 response code。 更多响应码可以查看W3C文档。在下面的例子中，我们通过检查响应码 200 OK 区别对待成功和不成功的AJAX调用。

if (httpRequest.status === 200) {
    // Perfect!  
} 
else {
    // There was a problem with the request.
    // For example, the response may have a 404 (Not Found)
    // or 500 (Internal Server Error) response code.
}

在检查完请求状态和HTTP响应码后， 你就可以用服务器返回的数据做任何你想做的了。你有两个方法去访问这些数据：

• httpRequest.responseText –服务器以文本字符的形式返回
• httpRequest.responseXML – 以 XMLDocument 对象方式返回，之后就可以使用JavaScript来处理

注意上面这一步只在你发起异步请求时有效（既 open() 的第三个参数未特别指定或设为 true）。如果你你发起的是同步请求则不必使用函数，但是非常不推荐这样子做，它的用户体验很不好。

简单的例子

让我们把所有的知识都集中起来做一个简单的HTTP请求。这个JavaScript会请求一个HTML文档 test.html，包含 "I'm a test" 内容。然后我们 alert() 响应的内容。注意这个例子我们只是用了JavaScript，没有用jQuery。而且，HTML，XML和PHP文件都要放在用一个目录下。

<button id="ajaxButton" type="button">Make a request</button>
<script>
(function() {
  var httpRequest;
  document.getElementById("ajaxButton").addEventListener('click', makeRequest);
  function makeRequest() {
    httpRequest = new XMLHttpRequest();
    if (!httpRequest) {
      alert('Giving up :( Cannot create an XMLHTTP instance');
      return false;
    }
    httpRequest.onreadystatechange = alertContents;
    httpRequest.open('GET', 'test.html');
    httpRequest.send();
  }
  function alertContents() {
    if (httpRequest.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
      if (httpRequest.status === 200) {
        alert(httpRequest.responseText);
      } else {
        alert('There was a problem with the request.');
      }
    }
  }})();
</script>

在这个例子中：

• 用户点击 “Make a request” 按钮；
• 事件处理调用 makeRequest() 函数；
• 请求已通过然后（onreadystatechange）传给 alertContents() 执行。
• alertContents() 检查返回的响应是否OK，然后 alert() test.html 文件内容。

Note: 如果你向一个代码片段发送请求，将返回XML，而不是静态XML文件，在IE浏览器上则必须要设置响应头才能正常工作。如果不设置响应头为 Content-Type:application/xml ，IE浏览器会在你访问XML元素时抛出 “Object Expected” 错误。

Note 2: 如果不设置响应头 Cache-Control: no-cache 浏览器将会把响应缓存下来而且再也不无法重新提交请求。你也可以添加一个总是不同的 GET 参数，比如时间戳或者随机数 。

在通信错误的事件中（例如服务器宕机），在访问响应状态 onreadystatechange 方法中会抛出一个例外。为了缓和这种情况，则可以使用 try...catch 把 if...then 语句包裹起来。

function alertContents() {
  try {
    if (httpRequest.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
      if (httpRequest.status === 200) {
        alert(httpRequest.responseText);
      } else {
        alert('There was a problem with the request.');
      }
    }
  }
  catch( e ) {
    alert('Caught Exception: ' + e.description);
  }
}

处理XML相应

在上一个例子中，在收到HTTP请求的响应后我们会请求对象的 responseText 属性，包含 test.html 文件的内容。现在我们试试 responseXML属性。

首先，我们创建一个稍后将要请求的有效的 XML 文档。文档（test.html）包含以下内容：

<?xml version="1.0" ?><root>
    I'm a test.</root>

在脚本里我们只需要把请求行改为：

...
onclick="makeRequest('test.xml')">
...

然后在 alertContents() 里，我们把 alert(httpRequest.responseText) 改为：

pRequest.responseXML;

var root_node = xmldoc.getElementsByTagName('root').item(0);

alert(root_node.firstChild.data);

这部分代码采用 responseXML 提供的 XMLDocument 对象，并使用 DOM 方法访问 XML 文档中包含的一些数据。你可以在这里查看 test.xml 并且在这里更新测试代码。

处理数据

最后，我们发送一个数据给服务器并收到响应。这次我们用 JavaScript 请求动态页面，test.php 并返回一个计算后的字符串 - “Hello, [user date]”，并用 alert() 出来。

首先要添加一个文本到 HTML 中以方便用户输入名字：

<label>
Your name: <input type="text" id="ajaxTextbox" />
</label>
<span id="ajaxButton" style="cursor: pointer; text-decoration: underline">
  Make a request
</span>

还要添加事件处理程序，从表单中获取用户数据连同服务器端的UTL一并发送给 makeRequest() 函数：

document.getElementById("ajaxButton").onclick = function() { 
      var userName = document.getElementById("ajaxTextbox").value;
      makeRequest('test.php',userName); 
  };

我们还要修改 makeRequest() 让它接受用户数据并将其发给服务器。把请求方法从 GET 改为 POST，把数据作为参数让httpRequest.send() 调用。

uest(url, userName) {

    ...

    httpRequest.onreadystatechange = alertContents;
    httpRequest.open('POST', url);
    httpRequest.setRequestHeader('Content-Type', 'application/x-www-form-urlencoded');
    httpRequest.send('userName=' + encodeURIComponent(userName));
  }

如果这就是服务器返回的全部内容，alertContents() 函数可以使用 简单例子 中的相同函数写。可是，服务器会返回计算后的内容和原内容。所以，如果用户输入 “Jane” 在输入框中，那服务器就会返回如下内容：

{"userData":"Jane","computedString":"Hi, Jane!"}

为了在 alertContents() 中使用这个数据，我们可不能只是alert responseText ，我们要解析它并 alertconputedString，我们想要的属性：

function alertContents() {
  if (httpRequest.readyState === XMLHttpRequest.DONE) {
    if (httpRequest.status === 200) {
      var response = JSON.parse(httpRequest.responseText);
      alert(response.computedString);
    } else {
      alert('There was a problem with the request.');
    }
  }
}

test.php 文件应该包含一下内容：

$name = (isset($_POST['userName'])) ? $_POST['userName'] : 'no name';
$computedString = "Hi, " . $name;
$array = ['userName' => $name, 'computedString' => $computedString];
echo json_encode($array);

优点

• 优秀的用户体验
• 减轻服务器和带宽的负担，节约空间和宽带租用成本。
• 提高Web程序的性能
• 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。

缺点

• 破坏浏览器前进，后退按钮的正常
• 开发和调试工具缺乏。
• 对搜索引擎的支持比较弱。
• 破坏了程序的异常机制。
• 违背了url和资源定位的初衷。采用了ajax技术，真正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
• 一些手持设备（如手机、PDA等）现在还不能很好的支持ajax。
• 浏览器对XMLHttpRequest对象的支持度不足

参考书籍：锋利的jQuery（第二版）

参考书籍：jQuery权威指南

参考地址：https://developer.mozilla.org/zh-CN/