掌握 Ajax，第 1 部分: Ajax 簡介(zz)

掌握 Ajax，第 1 部分: Ajax 簡介 理解 Ajax 及其工作原理，構建網站的一種有效方法

層級: 初級 Brett McLaughlin (brett@oreilly.com), 作家，編輯, O'Reilly and Associates 2006 年 1 月 04 日 Ajax 由 HTML、JavaScript 技術、DHTML 和 DOM 組成，這一傑出的方法可以將笨拙的 Web 介面轉化成互動性的 Ajax 應用程式。本文的作者是一位 Ajax 專家，他示範了這些技術如何協同工作 —— 從總體概述到細節的討論 —— 使高效的 Web 開發成為現實。他還揭開了 Ajax 核心概念的神秘面紗，包括 XMLHttpRequest 對象。 五年前，如果不知道 XML，您就是一隻無人重視的醜小鴨。十八個月前，Ruby 成了關注的中心，不知道 Ruby 的程式員只能坐冷板凳了。今天，如果想跟上最新的技術時尚，那您的目標就是 Ajax。 但是，Ajax 不僅僅 是一種時尚，它是一種構建網站的強大方法，而且不像學習一種全新的語言那樣困難。 但在詳細探討 Ajax 是什麼之前，先讓我們花幾分鐘瞭解 Ajax 做 什麼。目前，編寫應用程式時有兩種基本的選擇： 傳統型應用程式 Web 應用程式 兩者是類似的，傳統型應用程式通常以 CD 為介質（有時候可從網站下載）並完整安裝到您的電腦上。傳統型應用程式可能使用互連網下載更新，但運行這些應用程式的代碼在案頭電腦上。Web 應用程式運行在某處的 Web 服務器上 —— 毫不奇怪，要通過 網頁瀏覽器訪問這種應用程式。 不過，比這些應用程式的運行代碼放在何處更重要的是，應用程式如何運轉以及如何與其進行互動。傳統型應用程式一般很快（就在您的電腦上運行，不用等待互連網串連），具有漂亮的使用者介面（通常和作業系統有關）和非凡的動態性。可以單擊、選擇、輸入、開啟菜單和子功能表、到處巡遊，基本上不需要等待。 另一方面，Web 應用程式是最新的潮流，它們提供了在案頭上不能實現的服務（比如 Amazon.com 和 eBay）。但是，伴隨著 Web 的強大而出現的是等待，等待伺服器響應，等待螢幕重新整理，等待請求返回和產生新的頁面。 顯然這樣說過於簡略了，但基本的概念就是如此。您可能已經猜到，Ajax 嘗試建立傳統型應用程式的功能和互動性，與不斷更新的 Web 應用程式之間的橋樑。可以使用像傳統型應用程式中常見的動態使用者介面和漂亮的控制項，不過是在 Web 應用程式中。 還等什麼呢？我們來看看 Ajax 如何將笨拙的 Web 介面轉化成能迅速響應的 Ajax 應用程式吧。 老技術，新技巧 在談到 Ajax 時，實際上涉及到多種技術，要靈活地運用它必須深入瞭解這些不同的技術（本系列的頭幾篇文章將分別討論這些技術）。好訊息是您可能已經非常熟悉其中的大部分技術，更好的是這些技術都很容易學習，並不像完整的程式設計語言（如 Java 或 Ruby）那樣困難。 Ajax 的定義 順便說一下，Ajax 是 Asynchronous JavaScript and XML（以及 DHTML 等）的縮寫。這個短語是 Adaptive Path 的 Jesse James Garrett 發明的（請參閱 參考資料），按照 Jesse 的解釋，這不是 個首字母縮寫詞。 下面是 Ajax 應用程式所用到的基本技術： HTML 用於建立 Web 表單並確定應用程式其他部分使用的欄位。 JavaScript 代碼是運行 Ajax 應用程式的核心代碼，協助改進與伺服器應用程式的通訊。 DHTML 或 Dynamic HTML，用於動態更新表單。我們將使用 div、span 和其他動態超文字標記語言 元素來標記 HTML。 文件物件模型 DOM 用於（通過 JavaScript 代碼）處理 HTML 結構和（某些情況下）伺服器返回的 XML。 我們來進一步分析這些技術的職責。以後的文章中我將深入討論這些技術，目前只要熟悉這些組件和技術就可以了。對這些代碼越熟悉，就越容易從對這些技術的零散瞭解轉變到真正把握這些技術（同時也真正開啟了 Web 應用程式開發的大門）。 XMLHttpRequest 對象 要瞭解的一個對象可能對您來說也是最陌生的，即 XMLHttpRequest。這是一個 JavaScript 對象，建立該對象很簡單，如清單 1 所示。 清單 1. 建立新的 XMLHttpRequest 對象 <script language="javascript" type="text/javascript">var xmlHttp = new XMLHttpRequest();</script> 下一期文章中將進一步討論這個對象，現在要知道這是處理所有伺服器通訊的對象。繼續閱讀之前，先停下來想一想：通過 XMLHttpRequest 對象與伺服器進行對話的是 JavaScript 技術。這不是一般的應用程式流程，這恰恰是 Ajax 的強大功能的來源。 在一般的 Web 應用程式中，使用者填寫表單欄位並單擊 Submit 按鈕。然後整個表單發送到伺服器，伺服器將它轉寄給處理表單的指令碼（通常是 PHP 或 Java，也可能是 CGI 進程或者類似的東西），指令碼執行完成後再發送回全新的頁面。該頁面可能是帶有已經填充某些資料的新表單的 HTML，也可能是確認頁面，或者是具有根據原來表單中輸入資料選擇的某些選項的頁面。當然，在伺服器上的指令碼或程式處理和返回新表單時使用者必須等待。螢幕變成一片空白，等到伺服器返回資料後再重新繪製。這就是互動性差的原因，使用者得不到立即反饋，因此感覺不同於傳統型應用程式。 Ajax 基本上就是把 JavaScript 技術和 XMLHttpRequest 對象放在 Web 表單和伺服器之間。當使用者填寫表單時，資料發送給一些 JavaScript 代碼而不是 直接發送給伺服器。相反，JavaScript 代碼捕獲表單資料並向伺服器發送請求。同時使用者螢幕上的表單也不會閃爍、消失或延遲。換句話說，JavaScript 代碼在幕後發送請求，使用者甚至不知道請求的發出。更好的是，請求是非同步發送的，就是說 JavaScript 代碼（和使用者）不用等待伺服器的響應。因此使用者可以繼續輸入資料、滾動螢幕和使用應用程式。 然後，伺服器將資料返回 JavaScript 代碼（仍然在 Web 表單中），後者決定如何處理這些資料。它可以迅速更新表單資料，讓人感覺應用程式是立即完成的，表單沒有提交或重新整理而使用者得到了新資料。JavaScript 代碼甚至可以對收到的資料執行某種計算，再發送另一個請求，完全不需要使用者幹預！這就是 XMLHttpRequest 的強大之處。它可以根據需要自行與伺服器進行互動，使用者甚至可以完全不知道幕後發生的一切。結果就是類似於傳統型應用程式的動態、快速響應、高互動性的體驗，但是背後又擁有互連網的全部強大力量。 加入一些 JavaScript 得到 XMLHttpRequest 的控制代碼後，其他的 JavaScript 代碼就非常簡單了。事實上，我們將使用 JavaScript 程式碼完成非常基本的任務： 擷取表單資料：JavaScript 代碼很容易從 HTML 表單中抽取資料並發送到伺服器。 修改表單上的資料：更新表單也很簡單，從設定欄位值到迅速替換映像。 解析 HTML 和 XML：使用 JavaScript 代碼操縱 DOM（請參閱 下一節），處理 HTML 表單伺服器返回的 XML 資料的結構。 對於前兩點，需要非常熟悉 getElementById() 方法，如 清單 2 所示。 清單 2. 用 JavaScript 代碼捕獲和設定欄位值 // Get the value of the "phone" field and stuff it in a variable called phonevar phone = document.getElementById("phone").value;// Set some values on a form using an array called responsedocument.getElementById("order").value = response[0];document.getElementById("address").value = response[1]; 這裡沒有特別需要注意的地方，真是好極了！您應該認識到這裡並沒有非常複雜的東西。只要掌握了 XMLHttpRequest，Ajax 應用程式的其他部分就是如 清單 2 所示的簡單 JavaScript 代碼了，混合有少量的 HTML。同時，還要用一點兒 DOM，我們就來看看吧。 以 DOM 結束 最後還有 DOM，即文件物件模型。可能對有些讀者來說 DOM 有點兒令人生畏，HTML 設計者很少使用它，即使 JavaScript 程式員也不大用到它，除非要完成某項高端編程任務。大量使用 DOM 的是 複雜的 Java 和 C/C++ 程式，這可能就是 DOM 被認為難以學習的原因。 幸運的是，在 JavaScript 技術中使用 DOM 很容易，也非常直觀。現在，按照常規也許應該說明如何使用 DOM，或者至少要給出一些範例程式碼，但這樣做也可能誤導您。即使不理會 DOM，仍然能深入地探討 Ajax，這也是我準備採用的方法。以後的文章將再次討論 DOM，現在只要知道可能需要 DOM 就可以了。當需要在 JavaScript 代碼和伺服器之間傳遞 XML 和改變 HTML 表單的時候，我們再深入研究 DOM。沒有它也能做一些有趣的工作，因此現在就把 DOM 放到一邊吧。 擷取 Request 對象 有了上面的基礎知識後，我們來看看一些具體的例子。XMLHttpRequest 是 Ajax 應用程式的核心，而且對很多讀者來說可能還比較陌生，我們就從這裡開始吧。從 清單 1 可以看出，建立和使用這個對象非常簡單，不是嗎？等一等。 還記得幾年前的那些討厭的瀏覽器戰爭嗎？沒有一樣東西在不同的瀏覽器上得到同樣的結果。不管您是否相信，這些戰爭仍然在繼續，雖然規模較小。但令人奇怪的是，XMLHttpRequest 成了這場戰爭的犧牲品之一。因此獲得 XMLHttpRequest 對象可能需要採用不同的方法。下面我將詳細地進行解釋。 使用 Microsoft 瀏覽器 Microsoft 瀏覽器 Internet Explorer 使用 MSXML 解析器處理 XML（可以通過 參考資料 進一步瞭解 MSXML）。因此如果編寫的 Ajax 應用程式要和 Internet Explorer 打交道，那麼必須用一種特殊的方式建立對象。 但並不是這麼簡單。根據 Internet Explorer 中安裝的 JavaScript 技術版本不同，MSXML 實際上有兩種不同的版本，因此必須對這兩種情況分別編寫代碼。請參閱 清單 3，其中的代碼在 Microsoft 瀏覽器上建立了一個 XMLHttpRequest。 清單 3. 在 Microsoft 瀏覽器上建立 XMLHttpRequest 對象 var xmlHttp = false;try { xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP");} catch (e) { try { xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP"); } catch (e2) { xmlHttp = false; }} 您對這些代碼可能還不完全理解，但沒有關係。當本系列文章結束的時候，您將對 JavaScript 編程、錯誤處理、條件編譯等有更深的瞭解。現在只要牢牢記住其中的兩行代碼： xmlHttp = new ActiveXObject("Msxml2.XMLHTTP"); 和 xmlHttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");。 這兩行代碼基本上就是嘗試使用一個版本的 MSXML 建立對象，如果失敗則使用另一個版本建立該對象。不錯吧？如果都不成功，則將 xmlHttp 變數設為 false，告訴您的代碼出現了問題。如果出現這種情況，可能是因為安裝了非 Microsoft 瀏覽器，需要使用不同的代碼。 處理 Mozilla 和非 Microsoft 瀏覽器 如果選擇的瀏覽器不是 Internet Explorer，或者為非 Microsoft 瀏覽器編寫代碼，就需要使用不同的代碼。事實上就是 清單 1 所示的一行簡單代碼： var xmlHttp = new XMLHttpRequest object;。 這行簡單得多的代碼在 Mozilla、Firefox、Safari、Opera 以及基本上所有以任何形式或方式支援 Ajax 的非 Microsoft 瀏覽器中，建立了 XMLHttpRequest 對象。 結合起來 關鍵是要支援所有 瀏覽器。誰願意編寫一個只能用於 Internet Explorer 或者非 Microsoft 瀏覽器的應用程式呢？或者更糟，要編寫一個應用程式兩次？當然不！因此代碼要同時支援 Internet Explorer 和非 Microsoft 瀏覽器。清單 4 顯示了這樣的代碼。 清單 4. 以支援多種瀏覽器的方式建立 XMLHttpRequest 對象 /* 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();} 現在先不管那些注釋掉的奇怪符號，如 @cc_on，這是特殊的 JavaScript 編譯器命令，將在下一期針對 XMLHttpRequest 的文章中詳細討論。這段代碼的核心分為三步： 建立一個變數 xmlHttp 來引用即將建立的 XMLHttpRequest 對象。 嘗試在 Microsoft 瀏覽器中建立該對象： 嘗試使用 Msxml2.XMLHTTP 對象建立它。 如果失敗，再嘗試 Microsoft.XMLHTTP 對象。 如果仍然沒有建立 xmlHttp，則以非 Microsoft 的方式建立該對象。 最後，xmlHttp 應該引用一個有效 XMLHttpRequest 對象，無論運行什麼樣的瀏覽器。 關於安全性的一點說明 安全性如何呢？現在瀏覽器允許使用者提高他們的安全等級，關閉 JavaScript 技術，禁用瀏覽器中的任何選項。在這種情況下，代碼無論如何都不會工作。此時必須適當地處理問題，這需要單獨的一篇文章來討論，要放到以後了（這個系列夠長了吧？不用擔心，讀完之前也許您就掌握了）。現在要編寫一段健壯但不夠完美的代碼，對於掌握 Ajax 來說就很好了。以後我們還將討論更多的細節。 Ajax 世界中的請求/響應 現在我們介紹了 Ajax，對 XMLHttpRequest 對象以及如何建立它也有了基本的瞭解。如果閱讀得很仔細，您可能已經知道與伺服器上的 Web 應用程式打交道的是 JavaScript 技術，而不是直接提交給那個應用程式的 HTML 表單。 還缺少什麼呢？到底如何使用 XMLHttpRequest。因為這段代碼非常重要，您編寫的每個 Ajax 應用程式都要以某種形式使用它，先看看 Ajax 的基本請求/響應模型是什麼樣吧。 發出請求 您已經有了一個嶄新的 XMLHttpRequest 對象，現在讓它幹點活兒吧。首先需要一個 Web 頁面能夠調用的 JavaScript 方法（比如當使用者輸入文本或者從菜單中選擇一項時）。接下來就是在所有 Ajax 應用程式中基本都雷同的流程： 從 Web 表單中擷取需要的資料。 建立要串連的 URL。 開啟到伺服器的串連。 設定伺服器在完成後要啟動並執行函數。 發送請求。 清單 5 中的樣本 Ajax 方法就是按照這個順序組織的： 清單 5. 發出 Ajax 請求 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);} 其中大部分代碼意義都很明確。開始的代碼使用基本 JavaScript 代碼擷取幾個表單欄位的值。然後設定一個 PHP 指令碼作為連結的目標。要注意指令碼 URL 的指定方式，city 和 state（來自表單）使用簡單的 GET 參數附加在 URL 之後。 然後開啟一個串連，這是您第一次看到使用 XMLHttpRequest。其中指定了串連方法（GET）和要串連的 URL。最後一個參數如果設為 true，那麼將請求一個非同步串連（這就是 Ajax 的由來）。如果使用 false，那麼代碼發出請求後將等待伺服器返回的響應。如果設為 true，當伺服器在幕後處理請求的時候使用者仍然可以使用表單（甚至調用其他 JavaScript 方法）。 xmlHttp（要記住，這是 XMLHttpRequest 對象執行個體）的 onreadystatechange 屬性可以告訴伺服器在運行完成 後（可能要用五分鐘或者五個小時）做什麼。因為代碼沒有等待伺服器，必須讓伺服器知道怎麼做以便您能作出響應。在這個樣本中，如果伺服器處理完了請求，一個特殊的名為 updatePage() 的方法將被觸發。 最後，使用值 null 調用 send()。因為已經在請求 URL 中添加了要發送給伺服器的資料（city 和 state），所以請求中不需要發送任何資料。這樣就發出了請求，伺服器按照您的要求工作。 如果沒有發現任何新鮮的東西，您應該體會到這是多麼簡單明了！除了牢牢記住 Ajax 的非同步特性外，這些內容都相當簡單。應該感激 Ajax 使您能夠專心編寫漂亮的應用程式和介面，而不用擔心複雜的 HTTP 要求/響應代碼。 清單 5 中的代碼說明了 Ajax 的易用性。資料是簡單的文本，可以作為請求 URL 的一部分。用 GET 而不是更複雜的 POST 發送請求。沒有 XML 和要添加的內容標題部，請求體中沒有要發送的資料；換句話說，這就是 Ajax 的烏托邦。 不用擔心，隨著本系列文章的展開，事情會變得越來越複雜。您將看到如何發送 POST 請求、如何佈建要求頭部和內容類型、如何在訊息中編碼 XML、如何增加請求的安全性，可以做的工作還有很多！暫時先不用管那些痛點，掌握好基本的東西就行了，很快我們就會建立一整套的 Ajax 工具庫。 處理響應 現在要面對伺服器的響應了。現在只要知道兩點： 什麼也不要做，直到 xmlHttp.readyState 屬性的值等於 4。 伺服器將把響應填充到 xmlHttp.responseText 屬性中。 其中的第一點，即就緒狀態，將在下一篇文章中詳細討論，您將進一步瞭解 HTTP 要求的階段，可能比您設想的還多。現在只要檢查一個特定的值（4）就可以了（下一期文章中還有更多的值要介紹）。第二點，使用 xmlHttp.responseText 屬性獲得伺服器的響應，這很簡單。清單 6 中的樣本方法可供伺服器根據 清單 5 中發送的資料調用。 清單 6. 處理伺服器響應 function updatePage() { if (xmlHttp.readyState == 4) { var response = xmlHttp.responseText; document.getElementById("zipCode").value = response; }} 這些代碼同樣既不難也不複雜。它等待伺服器調用，如果是就緒狀態，則使用伺服器返回的值（這裡是使用者輸入的城市和州的 ZIP 編碼）設定另一個表單欄位的值。於是包含 ZIP 編碼的 zipCode 欄位突然出現了，而使用者沒有按任何按鈕！這就是前面所說的傳統型應用程式的感覺。快速響應、動態感受等等，這些都只因為有了小小的一段 Ajax 代碼。 細心的讀者可能注意到 zipCode 是一個普通的文字欄位。一旦伺服器返回 ZIP 編碼，updatePage() 方法就用城市/州的 ZIP 編碼設定那個欄位的值，使用者就可以改寫該值。這樣做有兩個原因：保持例子簡單，說明有時候可能希望 使用者能夠修改伺服器返回的資料。要記住這兩點，它們對於好的使用者介面設計來說很重要。 串連 Web 表單 還有什麼呢？實際上沒有多少了。一個 JavaScript 方法捕捉使用者輸入表單的資訊並將其發送到伺服器，另一個 JavaScript 方法監聽和處理響應，並在響應返回時設定欄位的值。所有這些實際上都依賴於調用 第一個 JavaScript 方法，它啟動了整個過程。最明顯的辦法是在 HTML 表單中增加一個按鈕，但這是 2001 年的辦法，您不這樣認為嗎？還是像 清單 7 這樣利用 JavaScript 技術吧。 清單 7. 啟動一個 Ajax 過程 <form> <p>City: <input type="text" name="city" id="city" size="25" onChange="callServer();" /></p> <p>State: <input type="text" name="state" id="state" size="25" onChange="callServer();" /></p> <p>Zip Code: <input type="text" name="zipCode" id="city" size="5" /></p></form> 如果感覺這像是一段相當普通的代碼，那就對了，正是如此！當使用者在 city 或 state 欄位中輸入新的值時，callServer() 方法就被觸發，於是 Ajax 開始運行了。有點兒明白怎麼回事了吧？好，就是如此！ 結束語 現在您可能已經準備開始編寫第一個 Ajax 應用程式了，至少也希望認真讀一下 參考資料 中的那些文章了吧？但可以首先從這些應用程式如何工作的基本概念開始，對 XMLHttpRequest 對象有基本的瞭解。在下一期文章中，您將掌握這個對象，學會如何處理 JavaScript 和伺服器的通訊、如何使用 HTML 表單以及如何獲得 DOM 控制代碼。 現在先花點兒時間考慮考慮 Ajax 應用程式有多麼強大。設想一下，當單擊按鈕、輸入一個欄位、從組合框中選擇一個選項或者用滑鼠在螢幕上拖動時，Web 表單能夠立刻作出響應會是什麼情形。想一想非同步 究竟意味著什麼，想一想 JavaScript 代碼運行而且不等待 伺服器對它的請求作出響應。會遇到什麼樣的問題？會進入什麼樣的領域？考慮到這種新的方法，編程的時候應如何改變表單的設計？ 如果在這些問題上花一點兒時間，與簡單地剪下/粘貼某些代碼到您根本不理解的應用程式中相比，收益會更多。在下一期文章中，我們將把這些概念付諸實踐，詳細介紹使應用程式按照這種方式工作所需要的代碼。因此，現在先享受一下 Ajax 所帶來的可能性吧。