Ajax 与异步数据传输

摘要：基本概念全称是异步的和。通过在后台与服务器进行少量数据交换，可以使网页实现异步更新。我们加了一个随机数以后，每次请求不同，浏览器就不会使用缓存数据了。中文乱码问题返回的中文数据乱码是因为页面和页面中使用了不同的编码方式导致的。

Ajax 全称是异步的 JavaScript 和 XML 。 通过在后台与服务器进行少量数据交换，AJAX 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。传统的网页（不使用 AJAX）如果需要更新内容，必须重载整个网页页面。

Ajax 具有以下优点和缺点：

优点

无需刷新页面，用户体验好；

异步与服务器通信，不影响主进程，响应更迅速；

可以把部分服务器的工作放在客户端的浏览器完成，减轻服务器压力，减少冗余请求和响应；

Ajax 是前端开发的标准化技术，无需插件支持，跨平台性能好；

缺点

Ajax 请求不修改浏览器历史记录，因此不支持前进后退功能；

Ajax 暴露了过多和服务器交互的细节；

破坏了程序的异常机制，容易调试；

不利于搜索引擎抓取信息；

同源策略是Netscape提出的一个著名的安全策略，它是指同一个“源头”的数据可以自由访问，但不同源的数据相互之间都不能访问。我们试想一下以下几种情况：

我们打开了一个天猫并且登录了自己的账号，这时我们再打开一个天猫的商品，我们不需要再进行一次登录就可以直接购买商品，因为这两个网页是同源的，可以共享登录相关的 cookie 或 localStorage 数据；

如果你正在用支付宝或者网银，同时打开了一个不知名的网页，如果这个网页可以访问你支付宝或者网银页面的信息，就会产生严重的安全的问题。显然浏览器不允许这样的事情发生；

想必你也有过同时登陆好几个 qq 账号的情况，如果同时打开各自的 qq 空间浏览器会有一个小号模式，也就是另外再打开一个窗口专门用来打开第二个 qq 账号的空间。

很明显，第1个和第3个例子中，不同的天猫商店和 qq 空间属于同源，可以共享登录信息。qq 为了区别不同的 qq 的登录信息，重新打开了一个窗口，因为浏览器的不同窗口是不能共享信息的。而第2个例子中的支付宝、网银、不知名网站之间是非同源的，所以彼此之间无法访问信息，如果你执意想请求数据，会提示异常：

No "Access-Control-Allow-Origin" header is present on the requested resource. Origin "null" is therefore not allowed access.

那么什么是同源的请求呢？同源请求要求被请求资源页面和发出请求页面满足3个相同：

协议相同
域名相同
端口相同

简单理解一下：

/*以下两个数据非同源，因为协议不同*/
http://www.abc123.com.cn/item/a.js
https://www.abc123.com.cn/item/a.js

/*以下两个数据非同源，因为域名不同*/
http://www.abc123.com.cn/item/a.js
http://www.abc123.com/item/a.js

/*以下两个数据非同源，因为主机名不同*/
http://www.abc123.com.cn/item/a.js
http://item.abc123.com.cn/item/a.js

/*以下两个数据非同源，因为协议不同*/
http://www.abc123.com.cn/item/a.js
http://www.abc123.com.cn:8080/item/a.js

/* 以下两个数据非同源，域名和 ip 视为不同源
 * 这里应注意，ip和域名替换一样不是同源的
 * 假设www.abc123.com.cn解析后的 ip 是 195.155.200.134
 */
http://www.abc123.com.cn/
http://195.155.200.134/

/*以下两个数据同源*/                               /* 这个是同源的*/
http://www.abc123.com.cn/source/a.html
http://www.abc123.com.cn/item/b.js

Ajax在编写时一共4个步骤：

创建 xhr 对象

设置传输地址

设置回调函数

发送数据

常见的发送方式有 GET 和 POST，除此之外还有 HEAD, DELETE, TRACE, PUT, CONNECT, OPTIONS和 PATCH等，这里只举例前两个 GET 和 POST。

例如根据姓名查询一个人的信息并写在div#output中

//GET 方法
function search(name, fun){
  var xhr = new XMLHttpRequest();
  var url = "search.php?name=" + window.encodeURIComponent(name) + "&t=" + Math.random();
  xhr.open("GET", url);
  xhr.send();
  xhr.onreadystatechange = function(){
    if(xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200){
        var data = JSON.parse(xhr.responseText);   //获取了 JSON 字符串
        fun(data);
    }
  }
}
function show(data){
    this.innerHTML = "姓名：" + data.name + "
性别：" + data.gender + "
年龄：" + data.age + "
地址：" + data.address + "
电话：" + data.tel;
}
var output = document.getElementById("output");
search("李华", show.bind(output));

//服务器端 search.php

//POST方法
function search(name, fun){
  var xhr = new XMLHttpRequest();
  var url = "search.php";
  var para = "name=" + window.encodeURIComponent(name) + "&t=" + Math.random();
  xhr.open("POST", url);
  //POST方式下，必须把 Content-Type 设置为application/x-www-form-urlencoded
  xhr.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
  xhr.onreadystatechange = function(){
    if(xhr.readyState == 4 && xhr.status == 200){
      console.log(xhr.responseText);
        var data = JSON.parse(xhr.responseText);   //获取了 JSON 字符串
        fun(data);
    }
  }
  xhr.send(para);
}
function show(data){
    this.innerHTML = "姓名：" + data.name + "
性别：" + data.gender + "
年龄：" + data.age + "
地址：" + data.address + "
电话：" + data.tel;
}
var output = document.getElementById("output");
search("李华", show.bind(output));


//服务器端 search.php

上述代码的 jQuery 写法：

//GET 方式
function search(name, fun){
  var url = "search.php?name=" + window.encodeURIComponent(name) + "&t=" + Math.random();
  $.get(url, fun);
}
function show(data){
  data = JSON.parse(data);
    this.innerHTML = "姓名：" + data.name + "
性别：" + data.gender + "
年龄：" + data.age + "
地址：" + data.address + "
电话：" + data.tel;
}
var output = document.getElementById("output");
search("李华", show.bind(output));

//POST 方式
function search(name, fun){
  var url = "search.php";
  var obj = {};
  obj.name = name;
  obj.t = Math.random();
  $.post(url, obj, fun);
}
function show(data){
  data = JSON.parse(data);
    this.innerHTML = "姓名：" + data.name + "
性别：" + data.gender + "
年龄：" + data.age + "
地址：" + data.address + "
电话：" + data.tel;
}
var output = document.getElementById("output");
search("李华", show.bind(output));

细心一些可以发现，上面发送请求的数据中加入了一个随机数 t。因为有时服务器更新的了数据后，我们再一次执行 Ajax 请求不能显示新的结果，这是由于 js 为了加速，页面会使用缓存保持当前调用的相同链接。我们加了一个随机数以后，每次请求不同，浏览器就不会使用缓存数据了。

返回的中文数据乱码是因为 js 页面和action页面中使用了不同的编码方式导致的。可以有以下2中方式解决(浏览器 html 文件是 urf-8 编码的):

对请求数据字段进行2次 encodeURI 编码，服务器获取数据后做一次 UTF-8 转码

对请求数据字段进行1次 encodeURI 编码，服务器获取数据后做一次 ISO-8859-1 转换 和一次 UTF-8 转码

tips: 考虑到兼容性，第1个方法更好

之前的代码并没有按兼容性的格式书写，不过 Ajax 的兼容也不难，主要表现在 XMLHTTPRequest对象获取环节:

var xhr;
if(XMLHttpRequest){
  xhr = new XMLHttpRequest();    //chrome, safari, opera, firefox
} else if(ActionXObject){
  try{
    xhr = new ActionXObject("Msxml2.XMLHTTP");   //IE 中 Msxml 插件
  }catch(e){
    xhr = new ActionXObject("Microsoft.XMLHTTP");   //IE
  }
}

这里需要强调的是，jsonp不属于Ajax的部分，它只是吧url放入script标签中实现的数据传输，主要优点是不受同源策略限制。由于一般库也会把它和Ajax封装在一起，所以这里放在一起讨论。下面是一个jsonp的例子（实现功能：输入手机号码查询归属地和运营商）：

上述代码的全部js部分可以用jQuery实现，如下：

function jsonpCallback(data) {        
    $("#output").text(data.province + " " + data.catName);    
}
$("#search").click(function(){
    var num = $("#tel").val();
    if(/^1[34578]d{9}$/.test(num)){
        var url = "http://tcc.taobao.com/cc/json/mobile_tel_segment.htm?tel=" + num" + "t=" + Math.random();   
        $.ajax({
            url: url, 
            type: "GET", 
            dataType: "JSONP",  // 处理Ajax跨域问题(本质已不是Ajax)
            success: function(data){ 
                $("#output").text(data.province + " " + data.catName);
            }
        });
    } else {
        alert("您输入的手机号有误")
    }
});

javascript

//属性
xhr.responseText;   //从服务器返回的字符串数据
xhr.responseXML;   //从服务器返回的 XML 数据
xhr.status;    //服务器相应状态
xhr.readyState;    //0: 请求未初始化; 1: 已建立连接; 2: 请求已接收; 3: 请求处理中; 4: 响应已就绪
xhr.timeout;    //指定多少毫秒后超时，长整型
xhr.upload;    //获取上传进度
xhr.withCredentials;    //是否可以跨源，boolean 型，默认 false
//方法
xhr.getResponseHeader("connection");   //获取指定头信息
xhr.getAllResponseHeaders();   //获全部定头信息
xhr.open("METHOD", url, isAsyn);   //open方法有3个参数，最后一个参数是 Boolean 型，表示是否异步，默认为 true
xhr.abort();   //终止请求，置xhr.readyState为0，但不触发onreadystatechange
xhr.overrideMimeType()   //强制重写 http 头的 MIME 类型
//事件
XMLHttpRequestEventTarget.onreadystatechange   //在xhr.readyState属性改变时触发
XMLHttpRequestEventTarget.ontimeout   //在响应超时时触发
XMLHttpRequestEventTarget.onabort   //当请求失败时调用该方法
XMLHttpRequestEventTarget.onerror   //当请求发生错误时调用该方法
XMLHttpRequestEventTarget.onload   //当一个HTTP请求正确加载出内容后返回时调用。
XMLHttpRequestEventTarget.onloadstart   //当一个HTTP请求开始加载数据时调用。
XMLHttpRequestEventTarget.onloadend   //当内容加载完成，不管失败与否，都会调用该方法
XMLHttpRequestEventTarget.onprogress   //间歇调用该方法用来获取请求过程中的信息。

注：关于 xhr.status 可能的返回值，详见 http状态码

$.ajax({options})    //发起一个 ajax 请求
options 常用以下属性设置：url, method("GET"/"POST"), crossDomain, accepts(可接受的类型), dataType, cache, contentType(编码格式), success, error等
$.ajaxSetup({options});    //options同上，设置 ajax 默认参数，不建议使用
$.post(url, data, success, datatype);    //发起一个 POST 请求 data为传递参数(可选), success(reponseText, statusText, xhr)  为成功时的回调函数(可选), datatype(xml/html/script/json/jsonp/text,可选)
$.get(url, data, success, datatype);    //发起一个 GET 请求, 参数同上
$.getScript(url, data, success)    //以 GET 请求获取一个 JS 文件并执行，参数含义同上
$.getJSON(url, data, success)    //以 GET 请求获取一个 JSON 字符串，参数含义同上

$().ajaxComplete(function(){});    //注册Ajax请求完成时要调用的处理程序
$().ajaxError(function(){});    //注册要在Ajax请求完成时遇到错误而调用的处理程序
$().ajaxSend(function(){});    //附加要在发送Ajax请求之前执行的函数
$().ajaxStart(function(){});    //注册在第一个Ajax请求开始时要调用的处理程序
$().ajaxStop(function(){});    //注册要在所有Ajax请求完成后调用的处理程序
$().ajaxSuccess(function(){});    //附加要在Ajax请求成功完成时执行的函数
$().load(url, data, callback);    //返回某 url 的数据，data为传递参数(可选), callback(reponseText, statusText, xhr) 回调函数(可选)

$.param(obj);    //将对象转化为一个 url 参数列表
$(form).serialize();    //表单数据序列化为 url 参数列表
$(form).serializeArray();    //同上，但返回 JSON 串

简单模仿 jQuery 中 $.ajax() 方法

(function(){
  // Ajax 选项
  var options = {
    type: "GET",   //提交方式
    url: "",    //路径
    params: {},   //请求参数
    dataType: "text",   //内容类型
    success: function(){},   //回调函数
    error: function(){}
  };

  //获取 XMLHTTPRequest 对象
  var createRequest = function(){
    var xmlhttp;
    if(xmlhttp.XMLHttpRequest){
      xmlhttp = new XMLHttpRequest();
    }
    else{
      xmlhttp = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");
    }
    if(xmlhttp.overrideMimeType){
      xmlhttp.overrideMimeType("text/xml");  //修改 MIME 类型
    }
    return xmlhttp;
  },

  // 设定 Ajax 选项
  var setOptions = function(newOptions){
    for(var prop in newOptions){
      if(newOptions.hasOwnProperty(prop)){
        this.option[prop] = newOptions[prop];
      }
    }
  },

  //格式化参数列表
  var formatParameters = function(){
    var paramsArr = [];
    var params = this.options.params;
    for(var prop in params){
      if(params.hasOwnProperty(prop)){
        paramsArr.push(prop + "=" + encodeURIComponent(params[prop]));
      }
    }
    return paramsArr.join("&");
  },

  //预处理并调用相应函数
  var readystatechange = function(xmlhttp){
    var returnValue;
    if(xmlhttp.readyState == 4 && xmlhttp.status == 200){
      switch(this.options.dataType){
        case "xml":
          returnValue = xmlhttp.responseXML;
          break;
        case "json":
          returnVaue = xmlhttp.responseText;
          if(returnValue){
            returnValue = eval("(" + returnValue + ")");
          }
          break;
        default:
          returnVaue = xmlhttp.responseText;
          break;
      }
      if(returnValue){
        this.options.success(returnValue);
      }
      else{
        this.options.success();
      }
    } else{
      this.options.error();
    }
  },

  //发送请求，也就是$.ajax()函数
  var request = function(options){
    // var ajaxObj = this;

    var xmlhttp = this.createRequest();
    this.setOptions(options);
    xmlhttp.onreadystatechange = this.readystatechange.bind(null, xmlhttp);

    var formatParams = this.formatParameters();
    var type = this.options.type;
    var url = this.options.url;

    if("GET" === type.toUpperCase()){
      url += "?" + formatParameters;
    }
      xmlhttp.open(type, url, true);

    if("GET" === type.toUpperCase()){
      xmlhttp.send();
    } else if("POST" === type.toUpperCase()){
      xmlhttp.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
      xmlhttp.send(formatParameters);
    }
  }

  window.$.ajax = request;  //暴露方法到闭包外面去
})();