深度解剖Ajax的工作原理
- 零到壹度原創
- 2018-04-03 11:11:011481瀏覽
這篇文章主要介紹了深度解剖Ajax的工作原理,小編覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧
1、ajax技術的背景
不可否認，ajax技術的流行得益於google的大力推廣，正是由於google earth、google suggest以及gmail等對ajax技術的廣泛應用，催生了ajax的流行。而這也讓微軟感到無比的尷尬，因為早在97年，微軟便已經發明了ajax中的關鍵技術，並且在99年IE5推出之時，它便開始支持XmlHttpRequest對象，並且微軟之前已經開始在它的一些產品中應用ajax，比如說MSDN網站選單中的一些應用。遺憾的是，不知道出於什麼想法，當時微軟發明了ajax的核心技術之後，並沒有看到它的潛力而加以發展和推廣，而是將它擱置起來。對這一點來說，我個人是覺得非常奇怪的，因為以微軟的資源和它的戰略眼光來說，應該不會看不到ajax技術的前景，唯一的解釋也許就是因為當時它的主要競爭對手Netscape的消失反而使它變得麻痺和遲鈍，畢竟巨人也有打盹的時候，例如IBM曾經在對微軟戰略上的失誤。正是這次的失誤，成就了它現在的競爭對手google在ajax方面的領先地位，而事實上google目前在ajax技術方面的領先是微軟所無法達到的，這一點在後面我講述ajax缺陷的時候也會提到。現在微軟也意識到了這個問題，因此它也開始在ajax領域奮起直追，比如說推出它自己的ajax框架atlas，並且在.NET2.0也提供了一個用來實現異步回調的接口，即ICallBack接口。那麼微軟為什麼對自己在ajax方面的落後如此緊張呢？現在就讓我們來分析一下ajax技術後面隱藏的深刻意義。
2、ajax技術的意義
我們在平時的開發中都多多少少的接觸或應用到了ajax，談到ajax技術的意義，我們關注得最多的毫無疑問是提升使用者的體驗。但是，如果我們結合未來電腦和網路的發展趨勢，我們會發現ajax技 術在某些方面正好代表了這種趨勢。為什麼要這樣說呢？我們知道，自從電腦出現以來，一直是桌面軟體佔據著絕對主導的地位，但是互聯網的出現和成功使這一切開 始發生著微妙的變化。相當一部分的人都相信，遲早有一天，數據和電腦軟體將會從桌面轉移到網路。也就是說，將來的電腦有可能拋棄笨重的硬碟，而直接從網路來獲取數據和服務，我記得我念大學的時候，有位教授給我們上課的時候，曾經設想過這樣一種情景，也許在將來的電腦桌面上，沒有任何多餘的軟體和程序， 而僅僅只有一個IE，雖然現在看起來我們距離這一天還很遙遠，並且這其中還有很多的問題需要解決，但是我覺得這個並非夢想，而是遲早將實現的現實。那麼，這其中的主要問題就是互聯網的連接不穩定，誰也不願意看著自己的電腦從伺服器一點一滴的下載數據，那麼，ajax是不是解決了這個問題呢，說實話，與其說ajax解決了這個問題，倒不如它只是掩蓋了這個問題，它只是在伺服器和客戶端之間充當了一個緩衝器，讓用戶誤以為服務沒有中斷。精確的說，ajax並不能提高從伺服器端下載資料的速度，而只是使這個等待不那麼令人沮喪。但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體產生了巨大的衝擊。這一點我用一個例子來說明，我們可以比較一下Outlook Express和Gmail，前者是典型的桌面軟體，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的功能幾乎沒有差別了，而且它不需要安裝客戶端程式。這就是為什麼微軟對ajax所帶來的衝擊有著如此的恐懼心理，並且在它前不久所進行的調查之中，將google看做他們未來十年內的主要競爭對手的主要原因之一。當然，這種變化也不會將桌面軟體全部淘汰，現有的瀏覽器還沒有一個能像PhotoShop等桌面程式那樣處理複雜的影像。但是我們也不能忽略它所帶來的影響和衝擊。
3、關於ajax的名字
ajax 的全名是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。
4、關於同步和非同步
非同步傳輸是面向字元的傳輸，它的單位是字元；而同步傳輸是面向位元的傳輸，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。
具體來說，非同步傳輸是將位元分成小組來進行傳送。一般每個小組是一個8位字符，在每個小組的頭部和尾部都有一個開始位和一個停止位，它在傳送過程中接收方和發送方的時鐘不要求一致，也就是說，發送方可以在任何時刻發送這些小組，而接收方並不知道它何時到達。一個最明顯的例子就是電腦鍵盤和主機的通信，按下一個鍵的同時向主機發送一個8位元的ASCII代碼，鍵盤可以在任何時刻發送代碼，這取決於用戶的輸入速度，內部的硬體必須能夠在任何時刻接收一個鍵入的字元。這是一個典型的非同步傳輸過程。非同步傳輸存在 一個潛在的問題，即接收方並不知道資料會在什麼時候到達。在它檢測到數據並做出回應之前，第一個比特已經過去了。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字。因此，每次非同步傳輸的訊息都以一個起始位元開頭，它通知接收方資料已經到達了，這就給了接收方回應、接收和快取資料位元的時間；在傳輸結束時，一個停止位元表示該次傳輸訊息的終止。依照慣例，空閒（沒有傳送資料）的線路實際攜帶著一個代表二進位1的訊號。步傳輸的開始位元使訊號變成0，其他的位元位使訊號隨傳輸的資料資訊而改變。最後，停止位元使訊號重新變回1，該訊號一直保持到下一個開始位元到達。例如在鍵盤上數字“1”，按照8位元的擴展ASCII編碼，將發送“00110001”，同時需要在8位元的前面加一個起始位，後面一個停止位。
同步傳輸的位元分組則大得多。它不是獨立地發送每個字符，每個字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發送。我們將這些組合稱為資料幀，或簡稱為幀。
資料幀的第一部分包含一組同步字符，它是一個獨特的位元組合，類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取樣速度和位元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。與同步字元一樣，它也是一個獨特的位元串，類似於前面提到的停止位，用於表示在下一幀開始之前沒有別的即將到達的資料了。
同步傳輸通常比非同步傳輸快速得多。接收方不必對每個字元進行開始和停止的操作。一旦檢測到幀同步字符，它就在接下來的資料到達時接收它們。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位元組（即4000位元）的數據，其中可能只包含100位元的開銷。這時，增加的位元組使傳輸的位元總數增加2.5%，這與非同步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著資料幀中實際資料位元的增加，開銷位元所佔的百分比將會相應地減少。但是，資料位元越長，快取資料所需的緩衝區也越大，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。在極端的情況下，這將導致其他用戶等太久。
了解了同步與非同步的概念之後，大家應該對ajax為什麼可以提升使用者體驗應該比較清晰了，它是利用非同步請求方式的。打個比方，如果現在你家裡所在的小區因某種情況而面臨停水，現在有關部門公佈了兩種方案，一是完全停水8個小時，在這8個小時內完全停水，8個小時後恢復正常。二是不完全停水10 個小時，在這10個小時內水沒有完全斷，只是流量比原來小了很多，在10個小時後恢復正常流量，那麼，如果是你會選擇哪種方式呢？顯然是後者。
5、ajax所包含的技術
大家都知道ajax並非一種新的技術，而是幾種原有技術的結合體。它是由下列技術組合而成。
1.使用CSS和XHTML來表示。
2. 使用DOM模型互動和動態顯示。
3.使用XMLHttpRequest來和伺服器進行非同步通訊。
4.使用javascript來綁定和呼叫。
在上面幾中技術中，除了XmlHttpRequest物件以外，其它所有的技術都是基於web標準並且已經得到了廣泛使用的，XMLHttpRequest雖然目前還沒有被W3C所採納，但是它已經是一個事實的標準，因為目前幾乎所有的主流瀏覽器都支援它。
6、ajax原理和XmlHttpRequest物件
# Ajax的原理簡單來說透過XmlHttpRequest物件來向伺服器發異步請求，從伺服器獲得數據，然後用javascript來操作DOM而更新頁面。這其中最關鍵的一步就是從伺服器取得請求資料。要清楚這個過程和原理，我們必須對 XMLHttpRequest有所了解。
XMLHttpRequest是ajax的核心機制，它是在IE5中首先引入的，是一種支援非同步請求的技術。簡單的說，也就是javascript可以及時向伺服器提出請求和處理回應，而不阻塞使用者。達到無刷新的效果。
所以我們先從XMLHttpRequest講起，來看看它的運作方式。
首先，我們先來看看XMLHttpRequest這個物件的屬性。
它的屬性有：
#onreadystatechange 每次狀態改變所觸發事件的事件處理程序。
responseText 從伺服器程序傳回資料的字串形式。
responseXML 從伺服器程序傳回的DOM相容的文件資料物件。
status 從伺服器返回的數位代碼，例如常見的404（未找到）和200（已就緒）
- 代碼的字串資訊
- readyState 物件狀態值
2 (傳送資料) send方法已調用，但是目前的狀態及http頭未知
3 (資料傳送中) 接收部分數據，因為回應及http頭不全，這時透過responseBody和responseText取得部分資料會出現錯誤，
4 (完成) 資料接收完畢,此時可以透過透過responseXml和responseText取得完整的回應資料
但是，由於各瀏覽器之間存在差異，因此建立一個XMLHttpRequest物件可能需要不同的方法。這個差異主要體現在IE和其它瀏覽器之間。下面是一個比較標準的建立XMLHttpRequest物件的方法。
function CreateXmlHttp() {
//非IE浏览器创建XmlHttpRequest对象
if (window.XmlHttpRequest) {
xmlhttp = new XmlHttpRequest();
}
//IE浏览器创建XmlHttpRequest对象
if (window.ActiveXObject) {
try {
xmlhttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
}
catch (e) {
try {
xmlhttp = new ActiveXObject("msxml2.XMLHTTP");
}
catch (ex) { }
}
}
}
function Ustbwuyi() {
var data = document.getElementById("username").value;
CreateXmlHttp();
if (!xmlhttp) {
alert("创建xmlhttp对象异常！");
return false;
}
xmlhttp.open("POST", url, false);
xmlhttp.onreadystatechange = function () {
if (xmlhttp.readyState == 4) {
document.getElementById("user1").innerHTML = "数据正在加载...";
if (xmlhttp.status == 200) {
document.write(xmlhttp.responseText);
}
}
}
xmlhttp.send();
}如上所示，函數首先檢查XMLHttpRequest的整體狀態並且保證它已經完成（readyStatus=4），也就是資料已經傳送完畢。然後根據伺服器的設定詢問請求狀態，如果一切已經就緒（status=200），那麼就執行下面需要的操作。
對於XmlHttpRequest的兩個方法，open和send，其中open方法指定了：
a、向伺服器提交資料的類型，即post還是get。
b、請求的url位址和傳遞的參數。
c、傳送方式，false為同步，true為非同步。預設為true。如果是非同步通訊方式(true)，客戶機就不等待伺服器的回應；如果是同步方式(false)，客戶機就要等到伺服器回傳訊息後才去執行其他操作。我們需要根據實際需求來指定同步方式，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，而後一個是會覆蓋前一個的，這個時候當然要指定同步方式。
Send方法用來傳送請求。
知道了XMLHttpRequest的工作流程，我們可以看出，XMLHttpRequest是完全用來向伺服器發出一個請求的，它的作用也局限於此，但它的作用是整個ajax實現的關鍵，因為ajax無非是兩個過程，發出請求和回應請求。並且它完全是一種客戶端的技術。而XMLHttpRequest正是處理了伺服器端和客戶端通訊的問題所以才會如此的重要。
現在，我們對ajax的原理大概可以有一個了解了。我們可以把伺服器端看成一個資料接口，它回傳的是一個純文字流，當然，這個文字流可以是XML格式，可以是Html，可以是Javascript程式碼，也可以只是一個字串。這時候，XMLHttpRequest向伺服器端請求這個頁面，伺服器端將文字的結果寫入頁面，這和普通的web開發流程是一樣的，不同的是，客戶端在非同步取得這個結果後，不是直接顯示在頁面，而是先由javascript來處理，然後再顯示在頁面。至於現在流行的許多ajax控件，例如magicajax等，可以返回DataSet等其它資料類型，只是將這個過程封裝了的結果，本質上他們並沒有什麼太大的區別。
7、ajax的優點
Ajax的帶給我們的好處大家基本上都深有體會，在這裡我只簡單的講幾點：
1.最大的一點是頁面無刷新，在頁面內與伺服器通信，給使用者的體驗非常好。
2、使用非同步方式與伺服器通信，不需要打斷使用者的操作，具有更迅速的回應能力。
3、可以把以前一些伺服器負擔的工作轉嫁到客戶端，利用客戶端閒置的能力來處理，減輕伺服器和頻寬的負擔，節省空間和寬頻租用成本。並且減輕伺服器的負擔，ajax的原則是“按需取資料”，可以最大程度的減少冗餘請求，和回應對伺服器造成的負擔。
4、基於標準化的並且被廣泛支援的技術，不需要下載外掛程式或小程式。
8、ajax的缺點
下面我著重講一講ajax的缺陷，因為平時我們大多注意的都是ajax給我們所帶來的好處諸如使用者體驗的提升。而對ajax所帶來的缺陷則有所忽視。
以下所闡述的ajax的缺陷都是它先天所產生的。
1、ajax幹掉了back按鈕，也就是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，但是它沒辦法和js進行很好的合作。這是ajax所帶來的一個比較嚴重的問題，因為使用者往往是希望能夠透過後退來取消前一次的操作。那麼對於這個問題有沒有辦法呢？答案是肯定的，用過Gmail的知道，Gmail下面採用的ajax技術解決了這個問題，在Gmail下面是可以後退的，但是，它也並不能改變ajax的機制，它只是採用的一個比較笨但是有效的辦法，即使用者點擊後退按鈕存取歷史記錄時，透過建立或使用一個隱藏的IFRAME來重現頁面上的變更。 （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，然後將搜索結果反映到Ajax元素上，以便將應用程式狀態恢復到當時的狀態。）
但是，雖然說這個問題是可以解決的，但是它所帶來的開發成本是非常高的，和ajax框架所要求的快速開發是相背離的。這是ajax所帶來的一個非常嚴重的問題。
2、安全問題
技術同時也為IT企業帶來了新的安全威脅，ajax技術如同對企業資料建立了一個直接通道。這使得開發者在不經意間會暴露比以前更多的資料和伺服器邏輯。 ajax的邏輯可以對客戶端的安全掃描技術隱藏起來，讓駭客可以從遠端伺服器建立新的攻擊。還有ajax也難以避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。
3.搜尋引擎的支援較弱。
4.破壞了程式的異常機制。至少從目前看來，像是ajax.dll，ajaxpro.dll這些ajax框架是會破壞程式的異常機制的。關於這個問題，我曾經在開發過程中遇到過，但是查了一下網路上幾乎沒有相關的介紹。後來我自己做了一次試驗，分別採用ajax和傳統的form提交的模式來刪除一條數據……給我們的調試帶來了很大的困難。
5、另外，像其他方面的一些問題，比如說違背了url和資源定位的初衷。例如，我給你一個url地址，如果採用了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同的。這個和資源定位的初衷是相背離的。
6、一些手持裝置（如手機、PDA等）現在還不能很好的支援ajax，比如說我們在手機的瀏覽器上打開採用ajax技術的網站時，它目前是不支援的，當然，這個問題跟我們沒太多關係。
9、ajax的幾種框架
目前我們採用的比較多的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這兩個框架差別不大，而magicajax.dll只是封裝得更厲害一些，比如說它可以直接回傳DataSet資料集，前面我們已經說過，ajax回傳的都是字串， magicajax只是對它進行了封裝而已。但它的這個特點可以為我們帶來很大的方便，比如說我們的頁面有一個列表，而列表的數據是不斷變化的，那麼我們可以採用magicajax來處理，操作很簡單，添加magicajax之後，將要更新的清單控制項放在magicajax的控制項之內，然後在pageload裡面定義更新間隔的時間就ok了，atlas的原理和magicajax差不多。但是，需要注意的一個問題是，這幾種框架都只支援IE，沒有進行瀏覽器相容方面的處理，用反編譯工具察看他們的程式碼就可以知道。
除了這幾種框架之外，我們平常用到的比較多的方式是自己創建xmlHttpRequest對象，這種方式和前面的幾種框架相比更具靈活性。另外，這裡還提一下aspnet2.0自帶的異步回調接口，它和ajax一樣也可以實現局部的無刷新，但它的實現實際上也是基於xmlhttprequest對象的，另外也是只支持IE，當然這是微軟的一個競爭策略。
10、ajax範例
#驗證使用者名稱是否註冊。
採用兩種方式
1 ajax.dll
2 自己寫xmlhttprequest物件
10、ajax中常見到的一些錯誤
1 設定的問題
在pageload裡面配置該頁面的時候
11、在後台呼叫的方法裡呼叫了前台的部分…
以上是深度解剖Ajax的工作原理的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！