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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網站菜單中的一些應用。遺憾的是，不知道出於什麽想法，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。對於這一點來說，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痹和遲鈍，畢竟巨人也有打盹的時候，比如IBM曾經在對微軟戰略上的失誤。正是這一次的失誤，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。那麽微軟為什麽對自己在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者應用到了ajax，談到ajax技術的意義，我們關註得最多的毫無疑問是提升用戶的體驗。但是，如果我們結合將來電腦和互聯網的發展趨勢，我們會發現ajax技 術在某些方面正好代表了這種趨勢。為什麽這樣說呢？我們知道，自從電腦出現以來，一直是桌面軟件占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，數據和電腦軟件將會從桌面轉移到互聯網。也就是說，將來的電腦有可能拋棄笨重的硬盤，而直接從互 聯網來獲取數據和服務，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，沒有任何多余的軟件和程序， 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。那麽，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服務器一點一滴的下載數據，那麽，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，它只是在服務器和客戶端之間充當了一個緩沖器，讓用戶誤以為服務沒有中斷。精確的說，ajax並不能提高從服務器端下載數據的速度，而只是使這個等待不那麽令人沮喪。但是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件產生了巨大的沖擊。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件，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序。這就是為什麽微軟對ajax所帶來的沖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，這種變化也並不會將桌面軟件全部淘汰，現有的瀏覽器還沒有一個能像PhotoShop等桌面程序那樣處理復雜的圖像。但是我們也不能忽視它帶來的影響和沖擊。

3、關於ajax的名字

ajax 的全稱是Asynchronous JavaScript and XML，其中，Asynchronous 是異步的意思，它有別於傳統web開發中采用的同步的方式。

4、關於同步和異步

異步傳輸是面向字符的傳輸，它的單位是字符；而同步傳輸是面向比特的傳輸，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，異步傳輸是將比特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什麽時候到達。一個最明顯的例子就是計算機鍵盤和主機的通信，按下一個鍵的同時向主機發送一個8比特位的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，內部的硬件必須能夠在任何時刻接收一個鍵入的字符。這是一個典型的異步傳輸過程。異步傳輸存在 一個潛在的問題，即接收方並不知道數據會在什麽時候到達。在它檢測到數據並做出響應之前，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詞。因此，每次異步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收 和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例，空閑（沒有傳送數據）的線路實際攜帶著一個代表二進制1的信號。步傳輸的開始位使信號變成0，其他的比特位使信號隨傳輸的數據信息而變化。最後，停止位使信號重新變回1，該信號一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字“1”，按照8比特位的擴展ASCII編碼，將發送“00110001”，同時需要在8比特位的前面加一個起始位，後面一個停止位。

同步傳輸的比特分組要大得多。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數據幀，或簡稱為幀。

　　數據幀的第一部分包含一組同步字符，它是一個獨特的比特組合，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采樣速度和比特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。與同步字符一樣，它也是一個獨特的比特串，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數據了。

　　同步傳輸通常要比異步傳輸快速得多。接收方不必對每個字符進行開始和停止的操作。一旦檢測到幀同步字符，它就在接下來的數據到達時接收它們。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字節（即4000比特）的數據，其中可能只包含100比特的開銷。這時，增加的比特位使傳輸的比特總數增加2.5%，這與異步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著數據幀中實際數據比特位的增加，開銷比特所占的百分比將相應地減少。但是，數據比特位越長，緩存數據所需要的緩沖區也越大，這就限制了一個幀的大小。另外，幀越大，它占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得太久。

了解了同步和異步的概念之後，大家應該對ajax為什麽可以提升用戶體驗應該比較清晰了，它是利用異步請求方式的。打個比方，如果現在你家裏所在的小區因 某種情況而面臨停水，現在有關部門公布了兩種方案，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，那麽，如果是你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。它由下列技術組合而成。

1.使用CSS和XHTML來表示。

2. 使用DOM模型來交互和動態顯示。

3.使用XMLHttpRequest來和服務器進行異步通信。

4.使用javascript來綁定和調用。

在上面幾中技術中，除了XmlHttpRequest對象以外，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所采納，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持它。

6、ajax原理和XmlHttpRequest對象

　　Ajax的原理簡單來說通過XmlHttpRequest對象來向服務器發異步請求，從服務器獲得數據，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服務器獲得請求數據。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，是一種支持異步請求的技術。簡單的說，也就是javascript可以及時向服務器提出請求和處理響應，而不阻塞用戶。達到無刷新的效果。

　所以我們先從XMLHttpRequest講起，來看看它的工作原理。

　首先，我們先來看看XMLHttpRequest這個對象的屬性。

　　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 從服務器進程返回數據的字符串形式。

　　responseXML 從服務器進程返回的DOM兼容的文檔數據對象。

　　status 從服務器返回的數字代碼，比如常見的404（未找到）和200（已就緒）

　　status Text 伴隨狀態碼的字符串信息

　　readyState 對象狀態值

　　　　0 (未初始化) 對象已建立，但是尚未初始化（尚未調用open方法）

　　　　1 (初始化) 對象已建立，尚未調用send方法

　　　　2 (發送數據) send方法已調用，但是當前的狀態及http頭未知

　　　　3 (數據傳送中) 已接收部分數據，因為響應及http頭不全，這時通過responseBody和responseText獲取部分數據會出現錯誤，

　　　　4 (完成) 數據接收完畢,此時可以通過通過responseXml和responseText獲取完整的回應數據

　　但是，由於各瀏覽器之間存在差異，所以創建一個XMLHttpRequest對象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創建XMLHttpRequest對象的方法。

function CreateXmlHttp() {

    //非IE瀏覽器創建XmlHttpRequest對象
    if (window.XmlHttpRequest) {
        xmlhttp = new XmlHttpRequest();
    }

    //IE瀏覽器創建XmlHttpRequest對象
    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("創建xmlhttp對象異常！");
        return false;
    }

    xmlhttp.open("POST", url, false);

    xmlhttp.onreadystatechange = function () {
        if (xmlhttp.readyState == 4) {
            document.getElementById("user1").innerHTML = "數據正在加載...";
            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），即數據已經發送完畢。然後根據服務器的設定詢問請求狀態，如果一切已經就緒（status=200），那麽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、向服務器提交數據的類型，即post還是get。

b、請求的url地址和傳遞的參數。

c、傳輸方式，false為同步，true為異步。默認為true。如果是異步通信方式(true)，客戶機就不等待服務器的響應；如果是同步方式(false)，客戶機就要等到服務器返回消息後才去執行其他操作。我們需要根據實際需要來指定同步方式，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方法用來發送請求。

　　知道了XMLHttpRequest的工作流程，我們可以看出，XMLHttpRequest是完全用來向服務器發出一個請求的，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，發出請求和響應請求。並且它完全是一種客戶端的技術。而XMLHttpRequest正是處理了服務器端和客戶端通信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。我們可以把服務器端看成一個數據接口，它返回的是一個純文本流，當然，這個文本流可以是XML格式，可以是Html，可以是Javascript代碼，也可以只是一個字符串。這時候，XMLHttpRequest向服務器端請求這個頁面，服務器端將文本的結果寫入頁面，這和普通的web開發流程是一樣的，不同的是，客戶端在異步獲取這個結果後，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。至於現在流行的很多ajax控件，比如magicajax等，可以返回DataSet等其它數據類型，只是將這個過程封裝了的結果，本質上他們並沒有什麽太大的區別。

7、ajax的優點

Ajax的給我們帶來的好處大家基本上都深有體會，在這裏我只簡單的講幾點：

1、最大的一點是頁面無刷新，在頁面內與服務器通信，給用戶的體驗非常好。

　 2、使用異步方式與服務器通信，不需要打斷用戶的操作，具有更加迅速的響應能力。

　 3、可以把以前一些服務器負擔的工作轉嫁到客戶端，利用客戶端閑置的能力來處理，減輕服務器和帶寬的負擔，節約空間和寬帶租用成本。並且減輕服務器的負擔，ajax的原則是“按需取數據”，可以最大程度的減少冗余請求，和響應對服務器造成的負擔。

4、基於標準化的並被廣泛支持的技術，不需要下載插件或者小程序。

8、ajax的缺點

　　下面我著重講一講ajax的缺陷，因為平時我們大多註意的都是ajax給我們所帶來的好處諸如用戶體驗的提升。而對ajax所帶來的缺陷有所忽視。

　　下面所闡述的ajax的缺陷都是它先天所產生的。

　1、ajax幹掉了back按鈕，即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，因為用戶往往是希望能夠通過後退來取消前一次操作的。那麽對於這個問題有沒有辦法？答案是肯定的，用過Gmail的知道，Gmail下面采用的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，它只是采用的一個比較笨但是有效的辦法，即用戶單擊後退按鈕訪問歷史記錄時，通過創建或使用一個隱藏的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，以便將應用程序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

技術同時也對IT企業帶來了新的安全威脅，ajax技術就如同對企業數據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數據和服務器邏輯。ajax的邏輯可以對客戶端的安全掃描技術隱藏起來，允許黑客從遠端服務器上建立新的攻擊。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註入攻擊和基於credentials的安全漏洞等。

3、對搜索引擎的支持比較弱。

4、破壞了程序的異常機制。至少從目前看來，像ajax.dll，ajaxpro.dll這些ajax框架是會破壞程序的異常機制的。關於這個問題，我曾經在開發過程中遇到過，但是查了一下網上幾乎沒有相關的介紹。後來我自己做了一次試驗，分別采用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，如果采用了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、一些手持設備（如手機、PDA等）現在還不能很好的支持ajax，比如說我們在手機的瀏覽器上打開采用ajax技術的網站時，它目前是不支持的，當然，這個問題和我們沒太多關系。

9、ajax的幾種框架

　　目前我們采用的比較多的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，比如說它可以直接返回DataSet數據集，前面我們已經說過，ajax返回的都是字符串，magicajax只是對它進行了封裝而已。但是它的這個特點可以給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，那麽我們可以采用magicajax來處理，操作很簡單，添加magicajax之後，將要更新的列表控件放在magicajax的控件之內，然後在pageload裏面定義更新間隔的時間就ok了，atlas的原理和magicajax差不多。但是，需要註意的一個問題是，這幾種框架都只支持IE，沒有進行瀏覽器兼容方面的處理，用反編譯工具察看他們的代碼就可以知道。

除了這幾種框架之外，我們平時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有靈活性。另外，在這裏還提一下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。

Ajax工作原理