Ajax开发简略（第一部分）

 在使用浏览器浏览网页的时候，当页面刷新很慢的时候，你的浏览器在干什么？你的屏 幕内容是什么？是的，你的浏览器在等待刷新，而你的屏幕内容是一片空白，而你在屏幕前苦苦的等待浏览器的响应。开发人员为了克服这种尴尬的局面，不得不在 每一个可能需要长时间等待响应的页面上增加一个DIV，告诉用户“系统正在处理您的请求，请稍候……”。
现在，有一种越来越流行越热的“老”技术，可以彻底改变这种窘迫的局面。那就是AJAX。如今，随着Gmail、Google-maps的应用和各种浏览器的支持，AJAX正逐渐吸引全世界的眼球。
一、AJAX定义
AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）其实是多种技术的综合，包括Javascript、XHTML和CSS、DOM、XML和XSTL、XMLHttpRequest。其中：
使用XHTML和CSS标准化呈现，使用DOM实现动态显示和交互，使用XML和XSTL进行数据交换与处理，使用XMLHttpRequest对象进行异步数据读取，使用Javascript绑定和处理所有数据。
在AJAX提出之前，业界对于上述技术都只是单独的使用，没有综合使用，也是由于之前的技术需求所决定的。随着应用的广泛，AJAX也成为香饽饽了。
二、现状与需要解决的问题
传 统的Web应用采用同步交互过程，这种情况下，用户首先向HTTP服务器触发一个行为或请求的呼求。反过来，服务器执行某些任务，再向发出请求的用户返回 一个HTML页面。这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户多数时间处于等待的状态，屏幕内容也是一片空白。如下图：
自从采用超 文本作为Web传输和呈现之后，我们都是采用这么一套传输方式。当负载比较小的时候，这并不会体现出有什么不妥。可是当负载比较大，响应时间要很长，1分 钟、2分钟……数分钟的时候，这种等待就不可忍受了。严重的，超过响应时间，服务器干脆告诉你页面不可用。另外，某些时候，我只是想改变页面一小部分的数 据，那为什么我必须重新加载整个页面呢？！当软件设计越来越讲究人性化的时候，这么糟糕的用户体验简直与这种原则背道而驰。为什么老是要让用户等待服务器 取数据呢？至少，我们应该减少用户等待的时间。现在，除了程序设计、编码优化和服务器调优之外，还可以采用AJAX。
三、为什么使用AJAX
与 传统的Web应用不同，AJAX采用异步交互过程。AJAX在用户与服务器之间引入一个中间媒介，从而消除了网络交互过程中的处理—等待—处理—等待缺 点。用户的浏览器在执行任务时即装载了AJAX引擎。AJAX引擎用JavaScript语言编写，通常藏在一个隐藏的框架中。它负责编译用户界面及与服 务器之间的交互。AJAX引擎允许用户与应用软件之间的交互过程异步进行，独立于用户与网络服务器间的交流。现在，可以用Javascript调用 AJAX引擎来代替产生一个HTTP的用户动作，内存中的数据编辑、页面导航、数据校验这些不需要重新载入整个页面的需求可以交给AJAX来执行。
使用AJAX，可以为ISP、开发人员、终端用户带来可见的便捷：
减轻服务器的负担。AJAX的原则是“按需取数据”，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器造成的负担。
 无刷新更新页面，减少用户心理和实际的等待时间。特别的，当要读取大量的数据的时候，不用像Reload那样出现白屏的情况，AJAX使用XMLHTTP 对象发送请求并得到服务器响应，在不重新载入整个页面的情况下用Javascript操作DOM最终更新页面。所以在读取数据的过程中，用户所面对的不是 白屏，是原来的页面内容（也可以加一个Loading的提示框让用户知道处于读取数据过程），只有当数据接收完毕之后才更新相应部分的内容。这种更新是瞬 间的，用户几乎感觉不到。
带来更好的用户体验。
可以把以前一些服务器负担的工作转嫁到客户端，利用客户端闲置的能力来处理，减轻服务器和带宽的负担，节约空间和宽带租用成本。
可以调用外部数据。
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。
进一步促进页面呈现和数据的分离。
四、谁在使用AJAX
在应用AJAX开发上面，Google当仁不让是表率。Orkut、Gmail、Google Groups、Google Maps、Google Suggest都应用了这项技术。Amazon的A9.com搜索引擎也采用了类似的技术。
微 软也在积极开发更为完善的AJAX应用：它即将推出代号为Atlas的AJAX工具。Atlas的功能超越了AJAX本身，包括整合Visual Studio的调试功能。另外，新的ASP.NET控件将使客户端控件与服务器端代码的捆绑更为简便。Atlas客户脚本框架（Atlas Clent Script Framework）也使与网页及相关项目的交互更为便利。但Visual Studio 2005中并不包含此项功能。
微软最近宣布Atlas客户脚本框架将包含如下内容（详细资料请访问Atlas计划网站）：
* 一个可扩展的核心框架，它添加了JavaScript功能：如生命同时期管理、继承管理、多点传送处理器和界面管理。
* 一个常见功能的基本类库，有丰富的字符串处理、计时器和运行任务。
* 为HTML附加动态行为的用户界面框架。
* 一组用来简化服务器连通和网络访问的网络堆栈。
* 一组丰富的用户界面开发控件，如：自动完成的文本框、动画和拖放。
* 处理浏览器脚本行为差异的浏览器兼容层面。
典 型的，微软将AJAX技术应用在MSN Space上面。很多人一直都对MS Space服务感到很奇怪，当提交回复评论以后，浏览器会暂时停顿一下，然后在无刷新的情况下把我提交的评论显示出来。这个就是应用了AJAX的效果。试 想，如果添加一个评论就要重新刷新整个页面，那可真费事。
目前，AJAX应用最普遍的领域是GIS-Map方面。GIS的区域搜索强调快速响应，AJAX的特点正好符合这种需求。

五、用AJAX改进你的设计
AJAX虽然可以实现无刷新更新页面内容，但是也不是什么地方都可以用，主要应用在交互较多、频繁读数据、数据分类良好的Web应用中。现在，让我们举两个例子，看看如何用AJAX改进你的设计。
例子1：数据校验
在 输入form表单内容的时候，我们通常需要确保数据的唯一性。因此，常常在页面上提供“唯一性校验”按钮，让用户点击，打开一个校验小窗口；或者等 form提交到服务器端，由服务器判断后在返回相应的校验信息。前者，window.open操作本来就是比较耗费资源的，通常由window. showModalDialog代替，即使这样也要弹出一个对话框；后者，需要把整个页面提交到服务器并由服务器判断校验，这个过程不仅时间长而且加重了 服务器负担。而使用AJAX，这个校验请求可以由XMLHttpRequest对象发出，整个过程不需要弹出新窗口，也不需要将整个页面提交到服务器，快 速又不加重服务器负担。
例子2：按需取数据—级联菜单
以前，为了避免每次对菜单的操作引起的重载页面，不采用每次调用后台的方式，而是一 次性将级联菜单的所有数据全部读取出来并写入数组，然后根据用户的操作用JavaScript来控制它的子集项目的呈现，这样虽然解决了操作响应速度、不 重载页面以及避免向服务器频繁发送请求的问题，但是如果用户不对菜单进行操作或只对菜单中的一部分进行操作的话，那读取的数据中的一部分就会成为冗余数据 而浪费用户的资源，特别是在菜单结构复杂、数据量大的情况下（比如菜单有很多级、每一级菜又有上百个项目），这种弊端就更为突出。
现在应用 AJAX，在初始化页面时我们只读出它的第一级的所有数据并显示，在用户操作一级菜单其中一项时，会通过Ajax向后台请求当前一级项目所属的二级子菜单 的所有数据，如果再继续请求已经呈现的二级菜单中的一项时，再向后面请求所操作二级菜单项对应的所有三级菜单的所有数据，以此类推……这样，用什么就取什 么、用多少就取多少，就不会有数据的冗余和浪费，减少了数据下载总量，而且更新页面时不用重载全部内容，只更新需要更新的那部分即可，相对于后台处理并重 载的方式缩短了用户等待时间，也把对资源的浪费降到最低。
例子3：读取外部数据
AJAX可以调用外部数据，因此，可以对一些开发的数据比如XML文档、RSS文档进行二次加工，实现数据整合或者开发应用程序。
六、AJAX的缺陷
AJAX不是完美的技术。使用AJAX，它的一些缺陷不得不权衡一下：
 AJAX大量使用了Javascript和AJAX引擎，而这个取决于浏览器的支持。IE5.0及以上、Mozilla1.0、NetScape7及以上 版本才支持，Mozilla虽然也支持AJAX，但是提供XMLHttpRequest的方式不一样。所以，使用AJAX的程序必须测试针对各个浏览器的 兼容性。
AJAX更新页面内容的时候并没有刷新整个页面，因此，网页的后退功能是失效的；有的用户还经常搞不清楚现在的数据是旧的还是已经更新过的。这个就需要在明显位置提醒用户“数据已更新”。
对流媒体的支持没有FLASH、Java Applet好。
一些手持设备（如手机、PDA等）现在还不能很好的支持Ajax。
七、AJAX开发
到这里，已经可以清楚的知道AJAX是什么，AJAX能做什么，AJAX什么地方不好。如果你觉得AJAX真的能给你的开发工作带来改进的话，那么继续看看怎么使用AJAX吧。
7.1、AJAX应用到的技术
AJAX涉及到的7项技术中，个人认为Javascript、XMLHttpRequest、DOM、XML比较有用。
A、XMLHttpRequest对象
XMLHttpRequest 是XMLHTTP组件的对象，通过这个对象，AJAX可以像桌面应用程序一样只同服务器进行数据层面的交换，而不用每次都刷新界面，也不用每次将数据处理 的工作都交给服务器来做；这样既减轻了服务器负担又加快了响应速度、缩短了用户等待的时间。
IE5.0开始，开发人员可以在Web页面内部使用 XMLHTTP ActiveX组件扩展自身的功能，不用从当前的Web页面导航就可以直接传输数据到服务器或者从服务器接收数据。,Mozilla1.0以及 NetScape7则是创建继承XML的代理类XMLHttpRequest；对于大多数情况，XMLHttpRequest对象和XMLHTTP组件很 相似，方法和属性类似，只是部分属性不同。
XMLHttpRequest对象初始化：
<script language=”javascript”>
var http_request = false;
//IE浏览器
http_request = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
http_request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
//Mozilla浏览器
http_request = new XMLHttpRequest();
</script>
XMLHttpRequest对象的方法：
方法描述
abort()停止当前请求
getAllResponseHeaders()作为字符串返问完整的headers
getResponseHeader("headerLabel")作为字符串返问单个的header标签
open("method","URL"[,asyncFlag[,"userName"[, "password"]]])设置未决的请求的目标 URL，方法，和其他参数
send(content)发送请求
setRequestHeader("label", "value")设置header并和请求一起发送
XMLHttpRequest对象的属性：
属性描述
onreadystatechange状态改变的事件触发器
readyState对象状态(integer):
0 = 未初始化
1 = 读取中
2 = 已读取
3 = 交互中
4 = 完成
responseText服务器进程返回数据的文本版本
responseXML服务器进程返回数据的兼容DOM的XML文档对象
status服务器返回的状态码, 如：404 = "文件末找到" 、200 ="成功"
statusText服务器返回的状态文本信息
B、Javascript
Javascript一直被定位为客户端的脚本语言，应用最多的地方是表单数据的校验。现在，可以通过Javascript操作XMLHttpRequest，来跟数据库打交道。
C、DOM
DOM （Document Object Model）是提供给HTML和XML使用的一组API，提供了文件的表述结构，并可以利用它改变其中的内容和可见物。脚本语言通过DOM才可以跟页面进 行交互。Web开发人员可操作及建立文件的属性、方法以及事件都以对象来展现。比如，document就代表页面对象本身。
D、XML
通过XML（Extensible Markup Language），可以规范的定义结构化数据，是网上传输的数据和文档符合统一的标准。用XML表述的数据和文档，可以很容易的让所有程序共享。
7.2、AJAX开发框架
这 里，我们通过一步步的解析，来形成一个发送和接收XMLHttpRequest请求的程序框架。AJAX实质上也是遵循Request/Server模 式，所以这个框架基本的流程也是：对象初始化&#61664;发送请求&#61664;服务器接收&#61664;服务器返回 &#61664;客户端接收&#61664;修改客户端页面内容。只不过这个过程是异步的。
A、初始化对象并发出XMLHttpRequest请求
为 了让Javascript可以向服务器发送HTTP请求，必须使用XMLHttpRequest对象。使用之前，要先将XMLHttpRequest对象 实例化。之前说过，各个浏览器对这个实例化过程实现不同。IE以ActiveX控件的形式提供，而Mozilla等浏览器则直接以 XMLHttpRequest类的形式提供。为了让编写的程序能够跨浏览器运行，要这样写：
if (window.XMLHttpRequest) { // Mozilla, Safari, ...
    http_request = new XMLHttpRequest();
} else if (window.ActiveXObject) { // IE
    http_request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
}
有些版本的Mozilla浏览器处理服务器返回的未包含XML mime-type头部信息的内容时会出错。因此，要确保返回的内容包含text/xml信息。
http_request = new XMLHttpRequest();
http_request.overrideMimeType('text/xml');

B、指定响应处理函数
接下来要指定当服务器返回信息时客户端的处理方式。只要将相应的处理函数名称赋给XMLHttpRequest对象的onreadystatechange属性就可以了。比如：
http_request.onreadystatechange = processRequest;
需要指出的时，这个函数名称不加括号，不指定参数。也可以用Javascript即时定义函数的方式定义响应函数。比如：
http_request.onreadystatechange = function() {
};
C、发出HTTP请求
指定响应处理函数之后，就可以向服务器发出HTTP请求了。这一步调用XMLHttpRequest对象的open和send方法。
http_request.open('GET', 'http://www.example.org/some.file', true);
http_request.send(null);
open的第一个参数是HTTP请求的方法，为Get、Post或者Head。
第二个参数是目标URL。基于安全考虑，这个URL只能是同网域的，否则会提示“没有权限”的错误。这个URL可以是任何的URL，包括需要服务器解释执行的页面，不仅仅是静态页面。
第三个参数只是指定在等待服务器返回信息的时间内是否继续执行下面的代码。如果为True，则不会继续执行，直到服务器返回信息。默认为True。
按照顺序，open调用完毕之后要调用send方法。send的参数如果是以Post方式发出的话，可以是任何想传给服务器的内容。不过，跟form一样，如果要传文件给服务器，必须先调用setRequestHeader方法，修改MIME类别。如下：
http_request.setRequestHeader(“Content-Type”,”application/x-www-form-urlencoded”);
D、处理服务器返回的信息
在第二步我们已经指定了响应处理函数，这一步，来看看这个响应处理函数都应该做什么。
首先，它要检查XMLHttpRequest对象的readyState值，判断请求目前的状态。参照前文的属性表可以知道，readyState值为4的时候，代表服务器已经传回所有的信息，可以开始处理信息并更新页面内容了。如下：
if (http_request.readyState == 4) {
    // 信息已经返回，可以开始处理
} else {
    // 信息还没有返回，等待
}
服务器返回信息后，还需要判断返回的HTTP状态码，确定返回的页面没有错误。所有的状态码都可以在W3C的官方网站上查到。其中，200代表页面正常。if (http_request.status == 200) {
    // 页面正常，可以开始处理信息
} else {
    // 页面有问题
}
XMLHttpRequest对成功返回的信息有两种处理方式：
responseText：将传回的信息当字符串使用；
responseXML：将传回的信息当XML文档使用，可以用DOM处理。
E、一个初步的开发框架
总结上面的步骤，我们整理出一个初步的可用的开发框架，供以后调用；这里，将服务器返回的信息用window.alert以字符串的形式显示出来：
<script language="javascript">
var http_request = false;
function send_request(url) {//初始化、指定处理函数、发送请求的函数
http_request = false;
//开始初始化XMLHttpRequest对象
if(window.XMLHttpRequest) { //Mozilla 浏览器
http_request = new XMLHttpRequest();
if (http_request.overrideMimeType) {//设置MiME类别
http_request.overrideMimeType('text/xml');
}
}
else if (window.ActiveXObject) { // IE浏览器
try {
http_request = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
} catch (e) {
try {
http_request = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
} catch (e) {}
}
}
if (!http_request) { // 异常，创建对象实例失败
window.alert("不能创建XMLHttpRequest对象实例.");
return false;
}
http_request.onreadystatechange = processRequest;
// 确定发送请求的方式和URL以及是否同步执行下段代码
http_request.open("GET", url, true);
http_request.send(null);
}
// 处理返回信息的函数
    function processRequest() {
        if (http_request.readyState == 4) { // 判断对象状态
            if (http_request.status == 200) { // 信息已经成功返回，开始处理信息
                alert(http_request.responseText);
            } else { //页面不正常
                alert("您所请求的页面有异常。");
            }
        }
    }
</script>

7.3、简单的示例
接下来，我们利用上面的开发框架来做两个简单的应用。
A、数据校验
在 用户注册的表单中，经常碰到要检验待注册的用户名是否唯一。传统的做法是采用window.open的弹出窗口，或者window. showModalDialog的对话框。不过，这两个都需要打开窗口。采用AJAX后，采用异步方式直接将参数提交到服务器，用 window.alert将服务器返回的校验信息显示出来。代码如下：
在<body></body>之间增加一段form表单代码：
<form name="form1" action="" method="post">
用户名：<input type="text" name="username" value="">&nbsp;
<input type="button" name="check" value="唯一性检查" onClick="userCheck()">
<input type="submit" name="submit" value="提交">
</form>
在开发框架的基础上再增加一个调用函数：
function userCheck() {
var f = document.form1;
var username = f.username.value;
if(username=="") {
window.alert("用户名不能为空。");
f.username.focus();
return false;
}
else {
send_request('sample1_2.jsp?username='+username);
}
}
看看sample1_2.jsp做了什么：
<%@ page contentType="text/html; charset=gb2312" errorPage="" %>
<%
String username = request.getParameter("username");
if("educhina".equals(username)) out.print("用户名已经被注册，请更换一个用户名。");
else out.print("用户名尚未被使用，您可以继续。");
%>
运行一下，嗯，没有弹出窗口，没有页面刷新，跟预想的效果一样。如果需要的话，可以在sample1_2.jsp中实现更复杂的功能。最后，只要将反馈信息打印出来就可以了。
B、级联菜单
我们在第五部分提到利用AJAX改进级联菜单的设计。接下来，我们就演示一下如何“按需取数据”。
首先，在<body></body>中间增加如下HTML代码：
<table width="200" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0">
    <tr>
        <td height="20">
<a href="javascript:void(0)" onClick="showRoles('pos_1')">经理室</a>
</td>
    </tr>
    <tr style="display:none">
        <td height="20" id="pos_1">&nbsp;</td>
    </tr>
    <tr>
        <td height="20">
<a href="javascript:void(0)" onClick="showRoles('pos_2')">开发部</a>
</td>
    </tr>
    <tr style="display:none ">
        <td id="pos_2" height="20">&nbsp;</td>
    </tr>
</table>
在框架的基础上增加一个响应函数showRoles(obj)：
//显示部门下的岗位
function showRoles(obj) {
document.getElementById(obj).parentNode.style.display = "";
document.getElementById(obj).innerHTML = "正在读取数据..."
currentPos = obj;
send_request("sample2_2.jsp?playPos="+obj);
}
修改框架的processRequest函数：
// 处理返回信息的函数
function processRequest() {
  if (http_request.readyState == 4) { // 判断对象状态
    if (http_request.status == 200) { // 信息已经成功返回，开始处理信息
document.getElementById(currentPos).innerHTML = http_request.responseText;
    } else { //页面不正常
      alert("您所请求的页面有异常。");
    }
  }
}
最后就是smaple2_2.jsp了：
<%@ page contentType="text/html; charset=gb2312" errorPage="" %>
<%
String playPos = request.getParameter("playPos");
if("pos_1".equals(playPos))
out.print("&nbsp;&nbsp;总经理<br>&nbsp;&nbsp;副总经理");
else if("pos_2".equals(playPos))
out.println("&nbsp;&nbsp;总工程师<br>&nbsp;&nbsp;软件工程师");
%>