Ajax工作原理深入理解

1. 概念

ajax 的全称是AsynchronousJavaScript and XML，其中，Asynchronous 是异步的意思，它有别于传统web开发中采用的同步的方式。

2. 理解同步异步

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。
举个例子来说同步和异步，同步就好像我们买楼一次性支付，而异步就是买楼分期付款。所以当我们把这种生活中的概念化解释转移到理解Ajax异步上来就发现，它是通过这样一种异步的方式来让用户更加收益，也就是说可以让用户的有更好的体验性。其实这也是Ajax的意义所在。

3.创建异步过程

(1)创建XMLHttpRequest对象,也就是创建一个异步调用对象
(2)创建一个新的HTTP请求,并指定该HTTP请求的方法、URL及验证信息
(3)设置响应HTTP请求状态变化的函数
(4)发送HTTP请求
(5)获取异步调用返回的数据
(6)使用JavaScript和DOM实现局部刷新

4. 通过分析XmlHttpRequest来理解Ajax的原理

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，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。
所以要想理解Ajax原理就要先理解XMLHttpRequest的工作原理。
首先，我们先来看看XMLHttpRequest这个对象的属性。

readyState属性 返回当前请求的状态

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responseBody和responseText获取完整的回应数据

    var xhr =XHR();    alert(xhr.readyState);//0    xhr.open("get","test.htm",true);    alert(xhr.readyState);//1    xhr.send(null);    alert(xhr.readyState);//IE下会是4,而FF下会是2    //可以通过readystatechange事件监听    xhr = XHR();    xhr.onreadystatechange = function () {        alert(xhr.readyState);//FF下会依次是1,2,3,4但最后还会再来个1        //IE下则是1,1,3,4    };    xhr.open("get","test.txt",true);    xhr.send(null);

从上面可以看到,对于readyState这个属性,各个浏览器看法也不一样,但其实我们只需要知道当状态为4的时候可以获取response就行了!

status 返回当前请求的http状态码

status属性返回当前请求的http状态码,此属性仅当数据发送并接收完毕后才可获取。完整的HTTP状态码如下:

100 Continue 初始的请求已经接受，客户应当继续发送请求的其余部分
101 Switching Protocols 服务器将遵从客户的请求转换到另外一种协议
200 OK 一切正常，对GET和POST请求的应答文档跟在后面。
201 Created 服务器已经创建了文档，Location头给出了它的URL。
202 Accepted 已经接受请求，但处理尚未完成。
203 Non-Authoritative Information 文档已经正常地返回，但一些应答头可能不正确，因为使用的是文档的拷贝
204 No Content 没有新文档，浏览器应该继续显示原来的文档。如果用户定期地刷新页面，而Servlet可以确定用户文档足够新，这个状态代码是很有用的
205 Reset Content 没有新的内容，但浏览器应该重置它所显示的内容。用来强制浏览器清除表单输入内容
206 Partial Content 客户发送了一个带有Range头的GET请求，服务器完成了它
300 Multiple Choices 客户请求的文档可以在多个位置找到，这些位置已经在返回的文档内列出。如果服务器要提出优先选择，则应该在Location应答头指明。
301 Moved Permanently 客户请求的文档在其他地方，新的URL在Location头中给出，浏览器应该自动地访问新的URL。
302 Found 类似于301，但新的URL应该被视为临时性的替代，而不是永久性的。
303 See Other 类似于301/302，不同之处在于，如果原来的请求是POST，Location头指定的重定向目标文档应该通过GET提取
304 Not Modified 客户端有缓冲的文档并发出了一个条件性的请求（一般是提供If-Modified-Since头表示客户只想比指定日期更新的文档）。服务器告诉客户，原来缓冲的文档还可以继续使用。
305 Use Proxy 客户请求的文档应该通过Location头所指明的代理服务器提取
307 Temporary Redirect 和302（Found）相同。许多浏览器会错误地响应302应答进行重定向，即使原来的请求是POST，即使它实际上只能在POST请求的应答是303时才能重定向。由于这个原因，HTTP 1.1新增了307，以便更加清除地区分几个状态代码：当出现303应答时，浏览器可以跟随重定向的GET和POST请求；如果是307应答，则浏览器只能跟随对GET请求的重定向。
400 Bad Request 请求出现语法错误。
401 Unauthorized 客户试图未经授权访问受密码保护的页面。应答中会包含一个WWW-Authenticate头，浏览器据此显示用户名字/密码对话框，然后在填写合适的Authorization头后再次发出请求。
403 Forbidden 资源不可用。
404 Not Found 无法找到指定位置的资源
405 Method Not Allowed 请求方法（GET、POST、HEAD、Delete、PUT、TRACE等）对指定的资源不适用。
406 Not Acceptable 指定的资源已经找到，但它的MIME类型和客户在Accpet头中所指定的不兼容
407 Proxy Authentication Required 类似于401，表示客户必须先经过代理服务器的授权。
408 Request Timeout 在服务器许可的等待时间内，客户一直没有发出任何请求。客户可以在以后重复同一请求。
409 Conflict 通常和PUT请求有关。由于请求和资源的当前状态相冲突，因此请求不能成功。
410 Gone 所请求的文档已经不再可用，而且服务器不知道应该重定向到哪一个地址。它和404的不同在于，返回407表示文档永久地离开了指定的位置，而404表示由于未知的原因文档不可用。
411 Length Required 服务器不能处理请求，除非客户发送一个Content-Length头
412 Precondition Failed 请求头中指定的一些前提条件失败
413 Request Entity Too Large 目标文档的大小超过服务器当前愿意处理的大小。如果服务器认为自己能够稍后再处理该请求，则应该提供一个Retry-After头
414 Request URI Too Long URI太长
416 Requested Range Not Satisfiable 服务器不能满足客户在请求中指定的Range头
500 Internal Server Error 服务器遇到了意料不到的情况，不能完成客户的请求
501 Not Implemented 服务器不支持实现请求所需要的功能。例如，客户发出了一个服务器不支持的PUT请求
502 Bad Gateway 服务器作为网关或者代理时，为了完成请求访问下一个服务器，但该服务器返回了非法的应答
503 Service Unavailable 服务器由于维护或者负载过重未能应答。例如，Servlet可能在数据库连接池已满的情况下返回503。服务器返回503时可以提供一个Retry-After头
504 Gateway Timeout 由作为代理或网关的服务器使用，表示不能及时地从远程服务器获得应答
505 HTTP Version Not Supported 服务器不支持请求中所指明的HTTP版本
事实上,我们只需要知道状态为200的时候(OK)才读取response就行了!

responseText与responseXML

responseText 将响应信息作为字符串返回 . XMLHTTP尝试将响应信息解码为Unicode字符串，XMLHTTP默认将响应数据的编码定为UTF-8，如果服务器返回的数据带BOM(byte-order mark)，XMLHTTP可以解码任何UCS-2 (big or little endian)或者UCS-4 数据。注意，如果服务器返回的是xml文档，此属性并不处理xml文档中的编码声明。你需要使用responseXML来处理。

responseXML 将响应信息格式化为Xml Document对象并返回 . 如果响应数据不是有效的XML文档，此属性本身不返回XMLDOMParseError，可以通过处理过的DOMDocument对象获取错误信息。

其它一些XHR对象的方法

1. abort 取消当前请求

2. getAllResponseHeaders 获取响应的所有http头 每个http头名称和值用冒号分割，并以\r\n结束。当send方法完成后才可调用该方法。

3. getResponseHeader 从响应信息中获取指定的http头 当send方法成功后才可调用该方法。如果服务器返回的文档类型为”text/xml”, 则这句话xmlhttp.getResponseHeader(“Content-Type”);将返回字符串”text/xml”。可以使用getAllResponseHeaders方法获取完整的http头信息。

setRequestHeader 单独指定请求的某个http头 如果已经存在已此名称命名的http头，则覆盖之。此方法必须在open方法后调用。

通过上面对XMLHttpRequest对象的理解，我们通过一个示例来看它的工作原理：

这是一个验证input标签是不是为空的一个Ajax的示例：

function validate(field) {      if (trim(field.value).length != 0) {      var xmlHttp = null;      //表示当前浏览器不是ie,如ns,firefox      if(window.XMLHttpRequest) {          xmlHttp = new XMLHttpRequest();      } else if (window.ActiveXObject) {          xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");      }      var url = "user_validate.jsp?userId=" + trim(field.value) + "&time=" + new Date().getTime();      //设置请求方式为GET，设置请求的URL，设置为异步提交      xmlHttp.open("GET", url, true);      //将方法地址复制给onreadystatechange属性      //类似于电话号码      xmlHttp.onreadystatechange=function() {      //Ajax引擎状态为成功      if (xmlHttp.readyState == 4) {           //HTTP协议状态为成功           if (xmlHttp.status == 200) {          if (trim(xmlHttp.responseText) != "") {               //alert(xmlHttp.responseText);               document.getElementById("spanUserId").innerHTML = "<font color='red'>" + xmlHttp.responseText + "</font>"          }else {              document.getElementById("spanUserId").innerHTML = "";              }           }else {              alert("请求失败，错误码=" + xmlHttp.status);           }          };      //将设置信息发送到Ajax引擎      xmlHttp.send(null);      } else {      document.getElementById("spanUserId").innerHTML = "";      }     }  

首先创建一个XMLHttpRequest对象，之后javaspcript方法检查XMLHttpRequest的整体状态并且保证它已经完成（readyStatus=4），即数据已经发送完毕。然后根据服务器的设定询问请求状态，如果一切已经就绪（status=200），那么就执行下面需要的操作。

对于XmlHttpRequest的两个方法，open和send，其中open方法指定了：
a、向服务器提交数据的类型，即post还是get。
b、请求的url地址和传递的参数。
c、传输方式，false为同步，true为异步。默认为true。如果是异步通信方式(true)，客户机就不等待服务器的响应；如果是同步方式(false)，客户机就要等到服务器返回消息后才去执行其他操作。
之后调用Send方法用来发送请求。

通过这个示例我们看到Ajax 基本上就是把 JavaScript 技术和XMLHttpRequest对象放在 Web 表单和服务器之间。当用户向服务器请求时，数据发送给一些 JavaScript 代码而不是直接发送给服务器。JavaScript代码在幕后发送异步请求,然后服务器将数据返回 JavaScript 代码，后者决定如何处理这些数据,它可以迅速更新表单数据。这就是Ajax的原理所在。

4. 用图来理解Ajax原理

摘自：陈建秋