AJAX工作原理及其優缺點

1.什麼是AJAX?
AJAX全稱為“Asynchronous JavaScript and XML”（非同步JavaScript和XML），是一種建立互動式網頁應用的網頁開發技術。它使用：
使用XHTML+CSS來標準化呈現；
使用XML和XSLT進行資料交換及相關操作；
使用XMLHttpRequest對象與Web伺服器進行非同步資料通訊；
使用Javascript操作Document Object Model進行動態顯示及互動；
使用JavaScript綁定和處理所有資料。

2.與傳統的web應用比較
傳統的Web應用互動由使用者觸發一個HTTP請求到伺服器,伺服器對其進行處理後再返回一個新的HTHL頁到用戶端, 每當伺服器處理用戶端提交的請求時,客戶都只能空閑等待,並且哪怕只是一次很小的互動、只需從伺服器端得到很簡單的一個資料,都要返回一個完整的HTML頁,而使用者每次都要浪費時間和頻寬去重新讀取整個頁面。這個做法浪費了許多頻寬，由於每次應用的互動都需要向伺服器發送請求，應用的回應時間就依賴於伺服器的回應時間。這導致了使用者介面的響應比本地應用慢得多。
與此不同，AJAX應用可以僅向伺服器發送並取回必需的資料，它使用SOAP或其它一些基於XML的Web Service介面，並在用戶端採用JavaScript處理來自伺服器的響應。因為在伺服器和瀏覽器之間交換的資料大量減少，結果我們就能看到響應更快的應用。同時很多的處理工作可以在發出請求的用戶端機器上完成，所以Web伺服器的處理時間也減少了。

3.AJAX的工作原理
Ajax的工作原理相當於在使用者和伺服器之間加了—個中介層(AJAX引擎),使使用者操作與伺服器響應非同步化。並不是所有的使用者請求都提交給伺服器,像—些資料驗證和資料處理等都交給Ajax引擎自己來做, 只有確定需要從伺服器讀取新資料時再由Ajax引擎代為向伺服器提交請求。

Ajax其核心有JavaScript、XMLHTTPRequest、DOM對象組成，通過XmlHttpRequest對象來向伺服器發非同步請求，從伺服器獲得資料，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獲得請求資料。讓我們來瞭解這幾個對象。
(1).XMLHTTPRequest對象
Ajax的一個最大的特點是無需重新整理頁面便可向伺服器傳輸或讀寫資料(又稱無重新整理更新頁面),這一特點主要得益於XMLHTTP組件XMLHTTPRequest對象。
XMLHttpRequest 對象方法描述 

方    法	描    述
abort()	停止當前請求
getAllResponseHeaders()	把HTTP請求的所有響應首部作為鍵/值對返回
getResponseHeader("header")	返回指定首部的串值
open("method","URL",[asyncFlag],["userName"],["password"])	建立對伺服器的調用。method參數可以是GET、POST或PUT。url參數可以是相對URL或絕對URL。這個方法還包括3個可選的參數，是否非同步，使用者名稱，密碼
send(content)	向伺服器發送請求
setRequestHeader("header", "value")	把指定首部設定為所提供的值。在設定任何首部之前必須先調用open()。設定header並和請求一起發送 ('post'方法一定要 )

XMLHttpRequest 對象屬性描述

屬  性	描    述
onreadystatechange	狀態改變的事件觸發程序，每個狀態改變時都會觸發這個事件處理器，通常會調用一個JavaScript函數
readyState	請求的狀態。有5個可取值：0 = 未初始化，1 = 正在載入，2 = 已載入，3 = 互動中，4 = 完成
responseText	伺服器的響應，返回資料的文本。
responseXML	伺服器的響應，返回資料的相容DOM的XML文檔對象 ，這個對象可以解析為一個DOM對象。
responseBody	伺服器返回的主題（非文字格式設定）
responseStream	伺服器返回的資料流
status	伺服器的HTTP狀態代碼（如：404 = "檔案末找到" 、200 ="成功" ，等等）
statusText	伺服器返回的狀態文本資訊 ，HTTP狀態代碼的相應文本（OK或Not Found（未找到）等等）

(2).JavaScript
JavaScript是一在瀏覽器中大量使用的程式設計語言。
(3).DOM Document Object Model
DOM是給HTML和XML檔案使用的一組API。它提供了檔案的結構表述，讓你可以改變其中的內容及可見物。其本質是建立網頁與Script或程式語言溝通的橋樑。所有WEB開發人員可操作及建立檔案的屬性、方法及事件都以對象來展現（例如，document就代表“檔案本身“這個對像，table對象則代表HTML的表格對象等等）。這些對象可以由當今大多數的瀏覽器以Script來取用。一個用HTML或XHTML構建的網頁也可以看作是一組結構化的資料，這些資料被封在DOM（Document Object Model）中，DOM提供了網頁中各個對象的讀寫的支援。
(4).XML
可擴充的標記語言（Extensible Markup Language）具有一種開放的、可擴充的、可自描述的語言結構，它已經成為網上資料和文檔傳輸的標準,用於其他應用程式交換資料

。
(5).綜合
Ajax引擎，實際上是一個比較複雜的JavaScript應用程式，用來處理使用者請求，讀寫伺服器和更改DOM內容。JavaScript的Ajax引擎讀取資訊，並且互動地重寫DOM，這使網頁能無縫化重構，也就是在頁面已經下載完畢後改變頁面內容，這是我們一直在通過JavaScript和DOM在廣泛使用的方法，但要使網頁真正動態起來，不僅要內部的互動，還需要從外部擷取資料，在以前，我們是讓使用者來輸入資料並通過DOM來改變網頁內容的，但現在，XMLHTTPRequest，可以讓我們在不重載頁面的情況下讀寫伺服器上的資料，使使用者的輸入達到最少。

Ajax使WEB中的介面與應用分離（也可以說是資料與呈現分離），而在以前兩者是沒有清晰的界限的，資料與呈現分離的分離，有利於分工合作、減少非技術人員對頁面的修改造成的WEB應用程式錯誤、提高效率、也更加適用於現在的發布系統。也可以把以前的一些伺服器負擔的工作轉嫁到用戶端，利於用戶端閑置的處理能力來處理。

4.AJAX的優缺點
(1).AJAX的優點
<1>.無重新整理更新資料。
AJAX最大優點就是能在不重新整理整個頁面的前提下與伺服器通訊維護資料。這使得Web應用程式更為迅捷地響應使用者互動，並避免了在網路上發送那些沒有改變的資訊，減少使用者等待時間，帶來非常好的使用者體驗。
<2>.非同步與伺服器通訊。
AJAX使用非同步方式與伺服器通訊，不需要打斷使用者的操作，具有更加迅速的響應能力。最佳化了Browser和Server之間的溝通，減少不必要的資料轉送、時間及降低網路上資料流量。
<3>.前端和後端Server Load Balancer。
AJAX可以把以前一些伺服器負擔的工作轉嫁到用戶端，利用用戶端閑置的能力來處理，減輕伺服器和頻寬的負擔，節約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響應對伺服器造成的負擔，提升網站效能。
<4>.基於標準被廣泛支援。
AJAX基於標準化的並被廣泛支援的技術，不需要下載瀏覽器外掛程式或者小程式，但需要客戶允許JavaScript在瀏覽器上執行。隨著Ajax的成熟，一些簡化Ajax使用方法的程式庫也相繼問世。同樣，也出現了另一種輔助程式設計的技術，為那些不支援JavaScript的使用者提供替代功能。
<5>.介面與應用分離。
Ajax使WEB中的介面與應用分離（也可以說是資料與呈現分離），有利於分工合作、減少非技術人員對頁面的修改造成的WEB應用程式錯誤、提高效率、也更加適用於現在的發布系統。

(2).AJAX的缺點
<1>.AJAX幹掉了Back和History功能，即對瀏覽器機制的破壞。
在動態更新頁面的情況下，使用者無法回到前一個頁面狀態，因為瀏覽器僅能記憶記錄中的靜態頁面。一個被完整讀入的頁面與一個已經被動態修改過的頁面之間的差別非常微妙；使用者通常會希望單擊後退按鈕能夠取消他們的前一次操作，但是在Ajax應用程式中，這將無法實現。
後退按鈕是一個標準的web網站的重要功能，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，因為使用者往往是希望能夠通過後退來取消前一次操作的。那麼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辦法，即使用者單擊後退按鈕訪問記錄時，通過建立或使用一個隱藏的IFRAME來重現頁面上的變更。（例如，當使用者在Google Maps中單擊後退時，它在一個隱藏的IFRAME中進行搜尋，然後將搜尋結果反映到Ajax元素上，以便將應用程式狀態恢複到當時的狀態。）
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，並與Ajax架構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。
一個相關的觀點認為，使用動態網頁面更新使得使用者難於將某個特定的狀態儲存到收藏夾中。該問題的解決方案也已出現，大部分都使用URL片斷標識符（通常被稱為錨點，即URL中#後面的部分）來保持跟蹤，允許使用者回到指定的某個應用程式狀態。（許多瀏覽器允許JavaScript動態更新錨點，這使得Ajax應用程式能夠在更新顯示內容的同時更新錨點。）這些解決方案也同時解決了許多關於不支援後退按鈕的爭論。
<2>.AJAX的安全問題。
AJAX技術給使用者帶來很好的使用者體驗的同時也對IT企業帶來了新的安全威脅，Ajax技術就如同對企業資料建立了一個直接通道。這使得開發人員在不經意間會暴露比以前更多的資料和伺服器邏輯。Ajax的邏輯可以對用戶端的安全掃描技術隱藏起來，允許駭客從遠端伺服器上建立新的攻擊。還有Ajax也難以避免一些已知的安全弱點，諸如跨網站腳步攻擊、SQL注入攻擊和基於Credentials的安全性漏洞等等。
<3>.對搜尋引擎支援較弱。
對搜尋引擎的支援比較弱。如果使用不當，AJAX會增大網路資料的流量，從而降低整個系統的效能。
<4>.破壞程式的異常處理機制。
至少從目前看來，像Ajax.dll，Ajaxpro.dll這些Ajax架構是會破壞程式的異常機制的。關於這個問題，曾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。後來做了一次實驗，分別採用Ajax和傳統的form提交的模式來刪除一條資料……給我們的調試帶來了很大的困難。
<5>.違背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>.AJAX不能很好支援行動裝置。
一些手持功能（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開啟採用Ajax技術的網站時，它目前是不支援的。
<7>.用戶端過肥，太多用戶端代碼造成開發上的成本。
編寫複雜、容易出錯 ；冗餘代碼比較多（層層包含js檔案是AJAX的通病，再加上以往的很多服務端代碼現在放到了用戶端）；破壞了Web的原有標準。

5.AJAX注意點及適用和不適用情境
(1).注意點
Ajax開發時，網路延遲——即使用者發出請求到伺服器發出響應之間的間隔——需要謹慎考慮。不給予使用者明確的回應，沒有恰當的預讀資料，或者對XMLHttpRequest的不恰當處理，都會使使用者感到延遲，這是使用者不希望看到的，也是他們無法理解的。通常的解決方案是，使用一個可視化的組件來告訴使用者系統進行中後台操作並且正在讀取資料和內容。
(2).Ajax適用情境
<1>.表單驅動的互動
<2>.深層次的樹的導航
<3>.快速的使用者與使用者間的交流響應
<4>.類似投票、yes/no等無關痛癢的情境
<5>.對資料進行過濾和操縱相關資料的情境
<6>.普通的文本輸入提示和自動完成的情境
(3).Ajax不適用情境
<1>.部分簡單的表單
<2>.搜尋
<3>.基本的導航
<4>.替換大量的文本
<5>.對呈現的操縱

參考部落格：
《什麼是Ajax》
《Ajax的工作原理》
《Ajax原理以及優缺點》
《XMLHttpRequest Ajax 執行個體簡介》