掌握 Ajax，第 1 部分 Ajax 简介

　　Brett McLaughlin , 作家，编辑, O'Reilly and Associates

　　2006 年 1 月 04 日

　　五年前，如果不知道 XML，您就是一只无人重视的丑小鸭。十八个月前，Ruby 成了关注的中心，不知道 Ruby 的程序员只能坐冷板凳了。今天，如果想跟上最新的技术时尚，那您的目标就是 Ajax。

　　但是，Ajax 不仅仅是一种时尚，它是一种构建网站的强大方法，而且不像学习一种全新的语言那样困难。

　　但在详细探讨 Ajax 是什么之前，先让我们花几分钟了解 Ajax 做什么。目前，编写应用程序时有两种基本的选择：

　　桌面应用程序，Web 应用程序。两者是类似的，桌面应用程序通常以 CD 为介质（有时候可从网站下载）并完全安装到您的计算机上。桌面应用程序可能使用互联网下载更新，但运行这些应用程序的代码在桌面计算机上。Web 应用程序运行在某处的 Web 服务器上 ―― 毫不奇怪，要通过 Web 浏览器访问这种应用程序。

　　不过，比这些应用程序的运行代码放在何处更重要的是，应用程序如何运转以及如何与其进行交互。桌面应用程序一般很快（就在您的计算机上运行，不用等待互联网连接），具有漂亮的用户界面（通常和操作系统有关）和非凡的动态性。可以单击、选择、输入、打开菜单和子菜单、到处巡游，基本上不需要等待。

　　另一方面，Web 应用程序是最新的潮流，它们提供了在桌面上不能实现的服务（比如 Amazon.com 和 eBay）。但是，伴随着 Web 的强大而出现的是等待，等待服务器响应，等待屏幕刷新，等待请求返回和生成新的页面。

　　显然这样说过于简略了，但基本的概念就是如此。您可能已经猜到，Ajax 尝试建立桌面应用程序的功能和交互性，与不断更新的 Web 应用程序之间的桥梁。可以使用像桌面应用程序中常见的动态用户界面和漂亮的控件，不过是在 Web 应用程序中。

　　还等什么呢？我们来看看 Ajax 如何将笨拙的 Web 界面转化成能迅速响应的 Ajax 应用程序吧。

　　老技术，新技巧

　　在谈到 Ajax 时，实际上涉及到多种技术，要灵活地运用它必须深入了解这些不同的技术（本系列的头几篇文章将分别讨论这些技术）。好消息是您可能已经非常熟悉其中的大部分技术，更好的是这些技术都很容易学习，并不像完整的编程语言（如 Java 或 Ruby）那样困难。

　　Ajax 的定义

　　顺便说一下，Ajax 是 Asynchronous javascript and XML（以及 DHTML 等）的缩写。这个短语是 Adaptive Path 的 Jesse James Garrett 发明的，按照 Jesse 的解释，这不是个首字母缩写词。

　　下面是 Ajax 应用程序所用到的基本技术：

HTML 用于建立 Web 表单并确定应用程序其他部分使用的字段。
javascript 代码是运行 Ajax 应用程序的核心代码，帮助改进与服务器应用程序的通信。
DHTML 或 Dynamic HTML，用于动态更新表单。我们将使用div、span和其他动态 HTML 元素来标记 HTML。
文档对象模型 DOM 用于（通过 javascript 代码）处理 HTML 结构和（某些情况下）服务器返回的 XML。

　　我们来进一步分析这些技术的职责。以后的文章中我将深入讨论这些技术，目前只要熟悉这些组件和技术就可以了。对这些代码越熟悉，就越容易从对这些技术的零散了解转变到真正把握这些技术（同时也真正打开了 Web 应用程序开发的大门）。

　　XMLHttpRequest 对象

　　要了解的一个对象可能对您来说也是最陌生的，即XMLHttpRequest。这是一个 javascript 对象，创建该对象很简单，如清单 1 所示。

　　清单 1. 创建新的 XMLHttpRequest 对象

　　下一期文章中将进一步讨论这个对象，现在要知道这是处理所有服务器通信的对象。继续阅读之前，先停下来想一想：通过XMLHttpRequest对象与服务器进行对话的是 javascript 技术。这不是一般的应用程序流，这恰恰是 Ajax 的强大功能的来源。

　　在一般的 Web 应用程序中，用户填写表单字段并单击 Submit 按钮。然后整个表单发送到服务器，服务器将它转发给处理表单的脚本（通常是 PHP 或 Java，也可能是 CGI 进程或者类似的东西），脚本执行完成后再发送回全新的页面。该页面可能是带有已经填充某些数据的新表单的 HTML，也可能是确认页面，或者是具有根据原来表单中输入数据选择的某些选项的页面。当然，在服务器上的脚本或程序处理和返回新表单时用户必须等待。屏幕变成一片空白，等到服务器返回数据后再重新绘制。这就是交互性差的原因，用户得不到立即反馈，因此感觉不同于桌面应用程序。

　　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。当用户填写表单时，数据发送给一些 javascript 代码而不是直接发送给服务器。相反，javascript 代码捕获表单数据并向服务器发送请求。同时用户屏幕上的表单也不会闪烁、消失或延迟。换句话说，javascript 代码在幕后发送请求，用户甚至不知道请求的发出。更好的是，请求是异步发送的，就是说 javascript 代码（和用户）不用等待服务器的响应。因此用户可以继续输入数据、滚动屏幕和使用应用程序。

　　然后，服务器将数据返回 javascript 代码（仍然在 Web 表单中），后者决定如何处理这些数据。它可以迅速更新表单数据，让人感觉应用程序是立即完成的，表单没有提交或刷新而用户得到了新数据。javascript 代码甚至可以对收到的数据执行某种计算，再发送另一个请求，完全不需要用户干预！这就是XMLHttpRequest的强大之处。它可以根据需要自行与服务器进行交互，用户甚至可以完全不知道幕后发生的一切。结果就是类似于桌面应用程序的动态、快速响应、高交互性的体验，但是背后又拥有互联网的全部强大力量。

　　加入一些 javascript

　　得到XMLHttpRequest的句柄后，其他的 javascript 代码就非常简单了。事实上，我们将使用 javascript 代码完成非常基本的任务：

获取表单数据：javascript 代码很容易从 HTML 表单中抽取数据并发送到服务器。
修改表单上的数据：更新表单也很简单，从设置字段值到迅速替换图像。
解析 HTML 和 XML：使用 javascript 代码操纵 DOM（请参阅 下一节），处理 HTML 表单服务器返回的 XML 数据的结构。

　　对于前两点，需要非常熟悉getElementById()方法，如清单 2 所示。

　　清单 2. 用 javascript 代码捕获和设置字段值

// Get the value of the "phone" field and stuff it in a variable called phone
var phone = document.getElementById("phone").value;
// Set some values on a form using an array called response
document.getElementById("order").value = response[0];
document.getElementById("address").value = response[1];

　　这里没有特别需要注意的地方，真是好极了！您应该认识到这里并没有非常复杂的东西。只要掌握了XMLHttpRequest，Ajax 应用程序的其他部分就是如清单 2 所示的简单 javascript 代码了，混合有少量的 HTML。同时，还要用一点儿 DOM，我们就来看看吧。

　　以 DOM 结束

　　最后还有 DOM，即文档对象模型。可能对有些读者来说 DOM 有点儿令人生畏，HTML 设计者很少使用它，即使 javascript 程序员也不大用到它，除非要完成某项高端编程任务。大量使用 DOM 的是复杂的 Java 和 C/C 程序，这可能就是 DOM 被认为难以学习的原因。

　　幸运的是，在 javascript 技术中使用 DOM 很容易，也非常直观。现在，按照常规也许应该说明如何使用 DOM，或者至少要给出一些示例代码，但这样做也可能误导您。即使不理会 DOM，仍然能深入地探讨 Ajax，这也是我准备采用的方法。以后的文章将再次讨论 DOM，现在只要知道可能需要 DOM 就可以了。当需要在 javascript 代码和服务器之间传递 XML 和改变 HTML 表单的时候，我们再深入研究 DOM。没有它也能做一些有趣的工作，因此现在就把 DOM 放到一边吧。

　　获取 Request 对象

　　有了上面的基础知识后，我们来看看一些具体的例子。XMLHttpRequest是 Ajax 应用程序的核心，而且对很多读者来说可能还比较陌生，我们就从这里开始吧。从清单 1 可以看出，创建和使用这个对象非常简单，不是吗？等一等。

　　还记得几年前的那些讨厌的浏览器战争吗？没有一样东西在不同的浏览器上得到同样的结果。不管您是否相信，这些战争仍然在继续，虽然规模较小。但令人奇怪的是，XMLHttpRequest成了这场战争的牺牲品之一。因此获得XMLHttpRequest对象可能需要采用不同的方法。下面我将详细地进行解释。

　　使用 Microsoft 浏览器

　　Microsoft 浏览器 Internet Explorer 使用 MSXML 解析器处理 XML（可以通过参考资料进一步了解 MSXML）。因此如果编写的 Ajax 应用程序要和 Internet Explorer 打交道，那么必须用一种特殊的方式创建对象。

　　但并不是这么简单。根据 Internet Explorer 中安装的 javascript 技术版本不同，MSXML 实际上有两种不同的版本，因此必须对这两种情况分别编写代码。请参阅清单 3，其中的代码在 Microsoft 浏览器上创建了一个XMLHttpRequest。

　　清单 3. 在 Microsoft 浏览器上创建 XMLHttpRequest 对象

var xmlHttp = false;
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
} catch (e) {
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
} catch (e2) {
xmlHttp = false;
}
}

　　您对这些代码可能还不完全理解，但没有关系。当本系列文章结束的时候，您将对 javascript 编程、错误处理、条件编译等有更深的了解。现在只要牢牢记住其中的两行代码：

xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");

　和

xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");。

　　这两行代码基本上就是尝试使用一个版本的 MSXML 创建对象，如果失败则使用另一个版本创建该对象。不错吧？如果都不成功，则将xmlHttp变量设为 false，告诉您的代码出现了问题。如果出现这种情况，可能是因为安装了非 Microsoft 浏览器，需要使用不同的代码。

　　处理 Mozilla 和非 Microsoft 浏览器

　　如果选择的浏览器不是 Internet Explorer，或者为非 Microsoft 浏览器编写代码，就需要使用不同的代码。事实上就是清单 1 所示的一行简单代码：

var xmlHttp = new XMLHttpRequest object;。

　　这行简单得多的代码在 Mozilla、Firefox、Safari、Opera 以及基本上所有以任何形式或方式支持 Ajax 的非 Microsoft 浏览器中，创建了XMLHttpRequest对象。

　　结合起来

　　关键是要支持所有浏览器。谁愿意编写一个只能用于 Internet Explorer 或者非 Microsoft 浏览器的应用程序呢？或者更糟，要编写一个应用程序两次？当然不！因此代码要同时支持 Internet Explorer 和非 Microsoft 浏览器。清单 4 显示了这样的代码。

　　清单 4. 以支持多种浏览器的方式创建 XMLHttpRequest 对象

/* Create a new XMLHttpRequest object to talk to the Web server */
var xmlHttp = false;
/*@cc_on @*/
/*@if (@_jscript_version >= 5)
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");
} catch (e) {
try {
xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
} catch (e2) {
xmlHttp = false;
}
}
@end @*/

if (!xmlHttp && typeof XMLHttpRequest != 'undefined') {
xmlHttp = new XMLHttpRequest();
}

　　现在先不管那些注释掉的奇怪符号，如@cc_on，这是特殊的 javascript 编译器命令，将在下一期针对XMLHttpRequest的文章中详细讨论。这段代码的核心分为三步：

　　1. 建立一个变量xmlHttp来引用即将创建的XMLHttpRequest对象。
　　2. 尝试在 Microsoft 浏览器中创建该对象：
　　o 尝试使用Msxml2.XMLHTTP对象创建它。
　　o 如果失败，再尝试Microsoft.XMLHTTP对象。
　　3. 如果仍然没有建立xmlHttp，则以非 Microsoft 的方式创建该对象。

　　最后，xmlHttp应该引用一个有效的XMLHttpRequest对象，无论运行什么样的浏览器。

　　关于安全性的一点说明

　　安全性如何呢？现在浏览器允许用户提高他们的安全等级，关闭 javascript 技术，禁用浏览器中的任何选项。在这种情况下，代码无论如何都不会工作。此时必须适当地处理问题，这需要单独的一篇文章来讨论，要放到以后了（这个系列够长了吧？不用担心，读完之前也许您就掌握了）。现在要编写一段健壮但不够完美的代码，对于掌握 Ajax 来说就很好了。以后我们还将讨论更多的细节。

　　Ajax 世界中的请求/响应

　　现在我们介绍了 Ajax，对XMLHttpRequest对象以及如何创建它也有了基本的了解。如果阅读得很仔细，您可能已经知道与服务器上的 Web 应用程序打交道的是 javascript 技术，而不是直接提交给那个应用程序的 HTML 表单。

　　还缺少什么呢？到底如何使用XMLHttpRequest。因为这段代码非常重要，您编写的每个 Ajax 应用程序都要以某种形式使用它，先看看 Ajax 的基本请求/响应模型是什么样吧。

　　发出请求

　　您已经有了一个崭新的XMLHttpRequest对象，现在让它干点活儿吧。首先需要一个 Web 页面能够调用的 javascript 方法（比如当用户输入文本或者从菜单中选择一项时）。接下来就是在所有 Ajax 应用程序中基本都雷同的流程：

1. 从 Web 表单中获取需要的数据。
2. 建立要连接的 URL。
3. 打开到服务器的连接。
4. 设置服务器在完成后要运行的函数。
5. 发送请求。

　　清单 5 中的示例 Ajax 方法就是按照这个顺序组织的：

　　清单 5. 发出 Ajax 请求

function callServer() {
// Get the city and state from the web form
var city = document.getElementById("city").value;
var state = document.getElementById("state").value;
// Only go on if there are values for both fields
if ((city == null) || (city == "")) return;
if ((state == null) || (state == "")) return;

// Build the URL to connect to
var url = "/scripts/getZipCode.php?city=" escape(city) "&state=" escape(state);

// Open a connection to the server
xmlHttp.open("GET", url, true);

// Setup a function for the server to run when it's done
xmlHttp.onreadystatechange = updatePage;

// Send the request
xmlHttp.send(null);
}

　　其中大部分代码意义都很明确。开始的代码使用基本 javascript 代码获取几个表单字段的值。然后设置一个 PHP 脚本作为链接的目标。要注意脚本 URL 的指定方式，city 和 state（来自表单）使用简单的 GET 参数附加在 URL 之后。

　　然后打开一个连接，这是您第一次看到使用XMLHttpRequest。其中指定了连接方法（GET）和要连接的 URL。最后一个参数如果设为true，那么将请求一个异步连接（这就是 Ajax 的由来）。如果使用false，那么代码发出请求后将等待服务器返回的响应。如果设为true，当服务器在后台处理请求的时候用户仍然可以使用表单（甚至调用其他 javascript 方法）。

　　xmlHttp（要记住，这是XMLHttpRequest对象实例）的onreadystatechange属性可以告诉服务器在运行完成后（可能要用五分钟或者五个小时）做什么。因为代码没有等待服务器，必须让服务器知道怎么做以便您能作出响应。在这个示例中，如果服务器处理完了请求，一个特殊的名为updatePage()的方法将被触发。

　　最后，使用值null调用send()。因为已经在请求 URL 中添加了要发送给服务器的数据（city 和 state），所以请求中不需要发送任何数据。这样就发出了请求，服务器按照您的要求工作。

　　如果没有发现任何新鲜的东西，您应该体会到这是多么简单明了！除了牢牢记住 Ajax 的异步特性外，这些内容都相当简单。应该感激 Ajax 使您能够专心编写漂亮的应用程序和界面，而不用担心复杂的 HTTP 请求/响应代码。

　　清单 5 中的代码说明了 Ajax 的易用性。数据是简单的文本，可以作为请求 URL 的一部分。用 GET 而不是更复杂的 POST 发送请求。没有 XML 和要添加的内容头部，请求体中没有要发送的数据；换句话说，这就是 Ajax 的乌托邦。

　　不用担心，随着本系列文章的展开，事情会变得越来越复杂。您将看到如何发送 POST 请求、如何设置请求头部和内容类型、如何在消息中编码 XML、如何增加请求的安全性，可以做的工作还有很多！暂时先不用管那些难点，掌握好基本的东西就行了，很快我们就会建立一整套的 Ajax 工具库。

　　处理响应

　　现在要面对服务器的响应了。现在只要知道两点：

　　什么也不要做，直到xmlHttp.readyState属性的值等于 4。 服务器将把响应填充到xmlHttp.responseText属性中。

　　其中的第一点，即就绪状态，将在下一篇文章中详细讨论，您将进一步了解 HTTP 请求的阶段，可能比您设想的还多。现在只要检查一个特定的值（4）就可以了（下一期文章中还有更多的值要介绍）。第二点，使用xmlHttp.responseText属性获得服务器的响应，这很简单。清单 6 中的示例方法可供服务器根据清单 5 中发送的数据调用。

　　清单 6. 处理服务器响应

function updatePage() {
if (xmlHttp.readyState == 4) {
var response = xmlHttp.responseText;
document.getElementById("zipCode").value = response;
}
}

　　这些代码同样既不难也不复杂。它等待服务器调用，如果是就绪状态，则使用服务器返回的值（这里是用户输入的城市和州的 ZIP 编码）设置另一个表单字段的值。于是包含 ZIP 编码的zipCode字段突然出现了，而用户没有按任何按钮！这就是前面所说的桌面应用程序的感觉。快速响应、动态感受等等，这些都只因为有了小小的一段 Ajax 代码。

　　细心的读者可能注意到zipCode是一个普通的文本字段。一旦服务器返回 ZIP 编码，updatePage()方法就用城市/州的 ZIP 编码设置那个字段的值，用户就可以改写该值。这样做有两个原因：保持例子简单，说明有时候可能希望用户能够修改服务器返回的数据。要记住这两点，它们对于好的用户界面设计来说很重要。

　　连接 Web 表单

　　还有什么呢？实际上没有多少了。一个 javascript 方法捕捉用户输入表单的信息并将其发送到服务器，另一个 javascript 方法监听和处理响应，并在响应返回时设置字段的值。所有这些实际上都依赖于调用第一个 javascript 方法，它启动了整个过程。最明显的办法是在 HTML 表单中增加一个按钮，但这是 2001 年的办法，您不这样认为吗？还是像清单 7 这样利用 javascript 技术吧。

　　清单 7. 启动一个 Ajax 过程

　　如果感觉这像是一段相当普通的代码，那就对了，正是如此！当用户在 city 或 state 字段中输入新的值时，callServer()方法就被触发，于是 Ajax 开始运行了。有点儿明白怎么回事了吧？好，就是如此！