使用JavaScript和Ajax发出异步请求

多数 Web 应用程序都使用请求/响应模型从服务器上获得完整的 HTML 页面。常常是点击一个按钮，等待服务器响应，再点击另一个按钮，然后再等待，这样一个反复的过程。有了 Ajax 和 XMLHttpRequest 对象，就可以使用不必让用户等待服务器响应的请求/响应模型了。本文中，Brett McLaughlin 介绍了如何创建能够适应不同浏览器的 XMLHttpRequest 实例，建立和发送请求，并响应服务器。

本文中，您将开始接触最基本和基础性的有关 Ajax 的全部对象和编程方法:XMLHttpRequest 对象。该对象实际上仅仅是一个跨越所有 Ajax 应用程序的公共线程，您可能已经预料到，只有彻底理解该对象才能充分发挥编程的潜力。事实上，有时您会发现，要正确地使用 XMLHttpRequest，显然不能 使用 XMLHttpRequest。这到底是怎么回事呢?

Web 2.0 一瞥

在深入研究代码之前首先看看最近的观点 —— 一定要十分清楚 Web 2.0 这个概念。听到 Web 2.0 这个词的时候，应该首先问一问 “Web 1.0 是什么?” 虽然很少听人提到 Web 1.0，实际上它指的就是具有完全不同的请求和响应模型的传统 Web。比如，到 Amazon.com 网站上点击一个按钮或者输入搜索项。就会对服务器发送一个请求，然后响应再返回到浏览器。该请求不仅仅是图书和书目列表，而是另一个完整的 HTML 页面。因此当 Web 浏览器用新的 HTML 页面重绘时，可能会看到闪烁或抖动。事实上，通过看到的每个新页面可以清晰地看到请求和响应。

Web 2.0(在很大程度上)消除了这种看得见的往复交互。比如访问 Google Maps 或 Flickr 这样的站点。比如在 Google Maps 上，您可以拖动地图，放大和缩小，只有很少的重绘操作。当然这里仍然有请求和响应，只不过都藏到了幕后。作为用户，体验更加舒适，感觉很像桌面应用程序。这种新的感受和范型就是当有人提到 Web 2.0 时您所体会到的。

需要关心的是如何使这些新的交互成为可能。显然，仍然需要发出请求和接收响应，但正是针对每次请求/响应交互的 HTML 重绘造成了缓慢、笨拙的 Web 交互的感受。因此很清楚，我们需要一种方法使发送的请求和接收的响应只 包含需要的数据而不是整个 HTML 页面。惟一需要获得整个新 HTML 页面的时候就是希望用户看到 新页面的时候。

但多数交互都是在已有页面上增加细节、修改主体文本或者覆盖原有数据。这些情况下，Ajax 和 Web 2.0 方法允许在不 更新整个 HTML 页面的情况下发送和接收数据。对于那些经常上网的人，这种能力可以让您的应用程序感觉更快、响应更及时，让他们不时地光顾您的网站。

XMLHttpRequest 简介

要真正实现这种绚丽的奇迹，必须非常熟悉一个 JavaScript 对象，即 XMLHttpRequest。这个小小的对象实际上已经在几种浏览器中存在一段时间了，它是本专栏今后几个月中要介绍的 Web 2.0、Ajax 和大部分其他内容的核心。为了让您快速地大体了解它，下面给出将要用于该对象的很少的几个 方法和属性。

• open():建立到服务器的新请求。
• send():向服务器发送请求。
• abort():退出当前请求。
• readyState:提供当前 HTML 的就绪状态。
• responseText:服务器返回的请求响应文本。

如果不了解这些(或者其中的任何 一个)，您也不用担心，后面几篇文章中我们将介绍每个方法和属性。现在应该了解的是，明确用 XMLHttpRequest 做什么。要注意这些方法和属性都与发送请求及处理响应有关。事实上，如果看到 XMLHttpRequest 的所有方法和属性，就会发现它们都 与非常简单的请求/响应模型有关。显然，我们不会遇到特别新的 GUI 对象或者创建用户交互的某种超极神秘的方法，我们将使用非常简单的请求和非常简单的响应。听起来似乎没有多少吸引力，但是用好该对象可以彻底改变您的应用程序。

简单的 new

首先需要创建一个新变量并赋给它一个 XMLHttpRequest 对象实例。这在 JavaScript 中很简单，只要对该对象名使用 new 关键字即可，如 清单 1 所示。

清单 1. 创建新的 XMLHttpRequest 对象

不难吧?记住，JavaScript 不要求指定变量类型，因此不需要像 清单 2 那样做(在 Java 语言中可能需要这样)。

清单 2. 创建 XMLHttpRequest 的 Java 伪代码

XMLHttpRequest request = new XMLHttpRequest();

因此在 JavaScript 中用 var 创建一个变量，给它一个名字(如 “request”)，然后赋给它一个新的 XMLHttpRequest 实例。此后就可以在函数中使用该对象了。

错误处理

在实际上各种事情都可能出错，而上面的代码没有提供任何错误处理。较好的办法是创建该对象，并在出现问题时优雅地退出。比如，任何较早的浏览器(不论您是否相信，仍然有人在使用老版本的 Netscape Navigator)都不支持 XMLHttpRequest，您需要让这些用户知道有些地方出了问题。清单 3 说明如何创建该对象，以便在出现问题的时候发出 JavaScript 警告。

清单 3. 创建具有错误处理能力的 XMLHttpRequest

一定要理解这些步骤:

1. 创建一个新变量 request 并赋值 false。后面将使用 false 作为判定条件，它表示还没有创建 XMLHttpRequest 对象。
2. 增加 try/catch 块:
尝试创建 XMLHttpRequest 对象。
如果失败(catch (failed))则保证 request 的值仍然为 false。
3. 检查 request 是否仍为 false(如果一切正常就不会是 false)。
4. 如果出现问题(request 是 false)则使用 JavaScript 警告通知用户出现了问题。

代码非常简单，对大多数 JavaScript 和 Web 开发人员来说，真正理解它要比读写代码花更长的时间。现在已经得到了一段带有错误检查的 XMLHttpRequest 对象创建代码，还可以告诉您哪儿出了问题。

应付 Microsoft

看起来似乎一切良好，至少在用 Internet Explorer 试验这些代码之前是这样的。如果这样试验的话，Internet Explorer 会报告错误。

显然有什么地方不对劲，而 Internet Explorer 很难说是一种过时的浏览器，因为全世界有 70% 在使用 Internet Explorer。换句话说，如果不支持 Microsoft 和 Internet Explorer 就不会受到 Web 世界的欢迎!因此我们需要采用不同的方法处理 Microsoft 浏览器。

经验证发现 Microsoft 支持 Ajax，但是其 XMLHttpRequest 版本有不同的称呼。事实上，它将其称为几种 不同的东西。如果使用较新版本的 Internet Explorer，则需要使用对象 Msxml2.XMLHTTP，而较老版本的 Internet Explorer 则使用 Microsoft.XMLHTTP。我们需要支持这两种对象类型(同时还要支持非 Microsoft 浏览器)。请看看 清单 4，它在前述代码的基础上增加了对 Microsoft 的支持。

清单 4. 增加对 Microsoft 浏览器的支持

很容易被这些花括号迷住了眼睛，因此下面分别介绍每一步:

1. 创建一个新变量 request 并赋值 false。使用 false 作为判断条件，它表示还没有创建 XMLHttpRequest 对象。

2. 增加 try/catch 块:

• 尝试创建 XMLHttpRequest 对象。
• 如果失败(catch (trymicrosoft)):
  1). 尝试使用较新版本的 Microsoft 浏览器创建 Microsoft 兼容的对象(Msxml2.XMLHTTP)。
  2). 如果失败(catch (othermicrosoft))尝试使用较老版本的 Microsoft 浏览器创建 Microsoft 兼容的对象(Microsoft.XMLHTTP)。
• 如果失败(catch (failed))则保证 request 的值仍然为 false。

3. 检查 request 是否仍然为 false(如果一切顺利就不会是 false)。

4. 如果出现问题(request 是 false)则使用 JavaScript 警告通知用户出现了问题。

这样修改代码之后再使用 Internet Explorer 试验，就应该看到已经创建的表单(没有错误消息)。

静态与动态

再看一看清单 1、3 和 4，注意，所有这些代码都直接嵌套在 script 标记中。像这种不放到方法或函数体中的 JavaScript 代码称为静态 JavaScript。就是说代码是在页面显示给用户之前的某个时候运行。(虽然根据规范不能完全精确地知道这些代码何时运行对浏览器有什么影响，但是可以保证这些代码在用户能够与页面交互之前运行。)这也是多数 Ajax 程序员创建 XMLHttpRequest 对象的一般方式。

就是说，也可以像 清单 5 那样将这些代码放在一个方法中。

清单 5. 将 XMLHttpRequest 创建代码移动到方法中

如果按照这种方式编写代码，那么在处理 Ajax 之前需要调用该方法。因此还需要 清单 6 这样的代码。

清单 6. 使用 XMLHttpRequest 的创建方法

此代码惟一的问题是推迟了错误通知，这也是多数 Ajax 程序员不采用这一方法的原因。假设一个复杂的表单有 10 或 15 个字段、选择框等，当用户在第 14 个字段(按照表单顺序从上到下)输入文本时要激活某些 Ajax 代码。这时候运行 getCustomerInfo() 尝试创建一个 XMLHttpRequest 对象，但(对于本例来说)失败了。然后向用户显示一条警告，明确地告诉他们不能使用该应用程序。但用户已经花费了很多时间在表单中输入数据!这是非常令人讨厌的，而讨厌显然不会吸引用户再次访问您的网站。

如果使用静态 JavaScript，用户在点击页面的时候很快就会看到错误信息。这样也很烦人，是不是?可能令用户错误地认为您的 Web 应用程序不能在他的浏览器上运行。不过，当然要比他们花费了 10 分钟输入信息之后再显示同样的错误要好。因此，我建议编写静态的代码，让用户尽可能早地发现问题。

用 XMLHttpRequest 发送请求

得到请求对象之后就可以进入请求/响应循环了。记住，XMLHttpRequest 惟一的目的是让您发送请求和接收响应。其他一切都是 JavaScript、CSS 或页面中其他代码的工作:改变用户界面、切换图像、解释服务器返回的数据。准备好 XMLHttpRequest 之后，就可以向服务器发送请求了。

欢迎使用沙箱

Ajax 采用一种沙箱安全模型。因此，Ajax 代码(具体来说就是 XMLHttpRequest 对象)只能对所在的同一个域发送请求。以后的文章中将进一步介绍安全和 Ajax，现在只要知道在本地机器上运行的代码只能对本地机器上的服务器端脚本发送请求。如果让 Ajax 代码在 www.breakneckpizza.com 上运行，则必须 www.breakneck.com 中运行的脚本发送请求。

设置服务器 URL

首先要确定连接的服务器的 URL。这并不是 Ajax 的特殊要求，但仍然是建立连接所必需的，显然现在您应该知道如何构造 URL 了。多数应用程序中都会结合一些静态数据和用户处理的表单中的数据来构造该 URL。比如，清单 7 中的 JavaScript 代码获取电话号码字段的值并用其构造 URL。

清单 7. 建立请求 URL

这里没有难懂的地方。首先，代码创建了一个新变量 phone，并把 ID 为 “phone” 的表单字段的值赋给它。清单 8 展示了这个表单的 XHTML，其中可以看到 phone 字段及其 id 属性。

清单 8. Break Neck Pizza 表单

Enter your phone number:
Your order will be delivered to:

Type your order in here:

还要注意，当用户输入电话号码或者改变电话号码时，将触发 清单 8 所示的 getCustomerInfo() 方法。该方法取得电话号码并构造存储在 url 变量中的 URL 字符串。记住，由于 Ajax 代码是沙箱型的，因而只能连接到同一个域，实际上 URL 中不需要域名。该例中的脚本名为 /cgi-local/lookupCustomer.php。最后，电话号码作为 GET 参数附加到该脚本中:"phone=" + escape(phone)。

如果以前没用见过 escape() 方法，它用于转义不能用明文正确发送的任何字符。比如，电话号码中的空格将被转换成字符 ，从而能够在 URL 中传递这些字符。

可以根据需要添加任意多个参数。比如，如果需要增加另一个参数，只需要将其附加到 URL 中并用 “与”(&)字符分开 [第一个参数用问号(?)和脚本名分开]。

打开请求

有了要连接的 URL 后就可以配置请求了。可以用 XMLHttpRequest 对象的 open() 方法来完成。该方法有五个参数:

* request-type:发送请求的类型。典型的值是 GET 或 POST，但也可以发送 HEAD 请求。
* url:要连接的 URL。
* asynch:如果希望使用异步连接则为 true，否则为 false。该参数是可选的，默认为 true。
* username:如果需要身份验证，则可以在此指定用户名。该可选参数没有默认值。
* password:如果需要身份验证，则可以在此指定口令。该可选参数没有默认值。

通常使用其中的前三个参数。事实上，即使需要异步连接，也应该指定第三个参数为 “true”。这是默认值，但坚持明确指定请求是异步的还是同步的更容易理解。

将这些结合起来，通常会得到 清单 9 所示的一行代码。

清单 9. 打开请求

function getCustomerInfo() {
  var phone = document.getElementById("phone").value;
  var url = "/cgi-local/lookupCustomer.php?phone=" + escape(phone);
  request.open("GET", url, true);
}

一旦设置好了 URL，其他就简单了。多数请求使用 GET 就够了(后面的文章中将看到需要使用 POST 的情况)，再加上 URL，这就是使用 open() 方法需要的全部内容了。

挑战异步性

本系列的后面一篇文章中，我将用很多时间编写和使用异步代码，但是您应该明白为什么 open() 的最后一个参数这么重要。在一般的请求/响应模型中，比如 Web 1.0，客户机(浏览器或者本地机器上运行的代码)向服务器发出请求。该请求是同步的，换句话说，客户机等待服务器的响应。当客户机等待的时候，至少会用某种形式通知您在等待:

* 沙漏(特别是 Windows 上)。
* 旋转的皮球(通常在 Mac 机器上)。
* 应用程序基本上冻结了，然后过一段时间光标变化了。

这正是 Web 应用程序让人感到笨拙或缓慢的原因 —— 缺乏真正的交互性。按下按钮时，应用程序实际上变得不能使用，直到刚刚触发的请求得到响应。如果请求需要大量服务器处理，那么等待的时间可能很长(至少在这个多处理器、DSL 没有等待的世界中是如此)。

而异步请求不 等待服务器响应。发送请求后应用程序继续运行。用户仍然可以在 Web 表单中输入数据，甚至离开表单。没有旋转的皮球或者沙漏，应用程序也没有明显的冻结。服务器悄悄地响应请求，完成后告诉原来的请求者工作已经结束(具体的办法很快就会看到)。结果是，应用程序感觉不 那么迟钝或者缓慢，而是响应迅速、交互性强，感觉快多了。这仅仅是 Web 2.0 的一部分，但它是很重要的一部分。所有老套的 GUI 组件和 Web 设计范型都不能克服缓慢、同步的请求/响应模型。

发送请求

一旦用 open() 配置好之后，就可以发送请求了。幸运的是，发送请求的方法的名称要比 open() 适当，它就是 send()。

send() 只有一个参数，就是要发送的内容。但是在考虑这个方法之前，回想一下前面已经通过 URL 本身发送过数据了:

var url = "/cgi-local/lookupCustomer.php?phone=" + escape(phone);

虽然可以使用 send() 发送数据，但也能通过 URL 本身发送数据。事实上，GET 请求(在典型的 Ajax 应用中大约占 80%)中，用 URL 发送数据要容易得多。如果需要发送安全信息或 XML，可能要考虑使用 send() 发送内容(本系列的后续文章中将讨论安全数据和 XML 消息)。如果不需要通过 send() 传递数据，则只要传递 null 作为该方法的参数即可。因此您会发现在本文中的例子中只需要这样发送请求(参见 清单 10)。

清单 10. 发送请求

function getCustomerInfo() {
  var phone = document.getElementById("phone").value;
  var url = "/cgi-local/lookupCustomer.php?phone=" + escape(phone);
  request.open("GET", url, true);
  request.send(null);
} 

指定回调方法

现在我们所做的只有很少一点是新的、革命性的或异步的。必须承认，open() 方法中 “true” 这个小小的关键字建立了异步请求。但是除此之外，这些代码与用 Java servlet 及 JSP、PHP 或 Perl 编程没有什么两样。那么 Ajax 和 Web 2.0 最大的秘密是什么呢?秘密就在于 XMLHttpRequest 的一个简单属性 onreadystatechange。

首先一定要理解这些代码中的流程(如果需要请回顾 清单 10)。建立其请求然后发出请求。此外，因为是异步请求，所以 JavaScript 方法(例子中的 getCustomerInfo())不会等待服务器。因此代码将继续执行，就是说，将退出该方法而把控制返回给表单。用户可以继续输入信息，应用程序不会等待服务器。

这就提出了一个有趣的问题:服务器完成了请求之后会发生什么?答案是什么也不发生，至少对现在的代码而言如此!显然这样不行，因此服务器在完成通过 XMLHttpRequest 发送给它的请求处理之后需要某种指示说明怎么做。

现在 onreadystatechange 属性该登场了。该属性允许指定一个回调函数。回调允许服务器(猜得到吗?)反向调用 Web 页面中的代码。它也给了服务器一定程度的控制权，当服务器完成请求之后，会查看 XMLHttpRequest 对象，特别是 onreadystatechange 属性。然后调用该属性指定的任何方法。之所以称为回调是因为服务器向网页发起调用，无论网页本身在做什么。比方说，可能在用户坐在椅子上手没有碰键盘的时候调用该方法，但是也可能在用户输入、移动鼠标、滚动屏幕或者点击按钮时调用该方法。它并不关心用户在做什么。

这就是称之为异步的原因:用户在一层上操作表单，而在另一层上服务器响应请求并触发 onreadystatechange 属性指定的回调方法。因此需要像 清单 11 一样在代码中指定该方法。

清单 11. 设置回调方法

function getCustomerInfo() {
  var phone = document.getElementById("phone").value;
  var url = "/cgi-local/lookupCustomer.php?phone=" + escape(phone);
  request.open("GET", url, true);
  request.onreadystatechange = updatePage;
  request.send(null);
} 

需要特别注意的是该属性在代码中设置的位置 —— 它是在调用 send()之前 设置的。发送请求之前必须设置该属性，这样服务器在回答完成请求之后才能查看该属性。现在剩下的就只有编写 updatePage() 方法了，这是本文最后一节要讨论的重点。

处理服务器响应

发送请求，用户高兴地使用 Web 表单(同时服务器在处理请求)，而现在服务器完成了请求处理。服务器查看 onreadystatechange 属性确定要调用的方法。除此以外，可以将您的应用程序看作其他应用程序一样，无论是否异步。换句话说，不一定要采取特殊的动作编写响应服务器的方法，只需要改变表单，让用户访问另一个 URL 或者做响应服务器需要的任何事情。这一节我们重点讨论对服务器的响应和一种典型的动作 —— 即时改变用户看到的表单中的一部分。

回调和 Ajax

现在我们已经看到如何告诉服务器完成后应该做什么:将 XMLHttpRequest 对象的 onreadystatechange 属性设置为要运行的函数名。这样，当服务器处理完请求后就会自动调用该函数。也不需要担心该函数的任何参数。我们从一个简单的方法开始，如 清单 12 所示。

清单 12. 回调方法的代码

它仅仅发出一些简单的警告，告诉您服务器什么时候完成了任务。在自己的网页中试验这些代码，然后在浏览器中打开 (如果希望查看该例中的 XHTML，请参阅 清单 8)。输入电话号码然后离开该字段，将看到一个弹出的警告窗口，但是点击 OK 又出现了……

根据浏览器的不同，在表单停止弹出警告之前会看到两次、三次甚至四次警告。这是怎么回事呢?原来我们还没有考虑 HTTP 就绪状态，这是请求/响应循环中的一个重要部分。

HTTP 就绪状态

前面提到，服务器在完成请求之后会在 XMLHttpRequest 的 onreadystatechange 属性中查找要调用的方法。这是真的，但还不完整。事实上，每当 HTTP 就绪状态改变时它都会调用该方法。这意味着什么呢?首先必须理解 HTTP 就绪状态。

HTTP 就绪状态表示请求的状态或情形。它用于确定该请求是否已经开始、是否得到了响应或者请求/响应模型是否已经完成。它还可以帮助确定读取服务器提供的响应文本或数据是否安全。在 Ajax 应用程序中需要了解五种就绪状态:

* 0:请求没有发出(在调用 open() 之前)。
* 1:请求已经建立但还没有发出(调用 send() 之前)。
* 2:请求已经发出正在处理之中(这里通常可以从响应得到内容头部)。
* 3:请求已经处理，响应中通常有部分数据可用，但是服务器还没有完成响应。
* 4:响应已完成，可以访问服务器响应并使用它。

与大多数跨浏览器问题一样，这些就绪状态的使用也不尽一致。您也许期望任务就绪状态从 0 到 1、2、3 再到 4，但实际上很少是这种情况。一些浏览器从不报告 0 或 1 而直接从 2 开始，然后是 3 和 4。其他浏览器则报告所有的状态。还有一些则多次报告就绪状态 1。在上一节中看到，服务器多次调用 updatePage()，每次调用都会弹出警告框 —— 可能和预期的不同!

对于 Ajax 编程，需要直接处理的惟一状态就是就绪状态 4，它表示服务器响应已经完成，可以安全地使用响应数据了。基于此，回调方法中的第一行应该如 清单 13 所示。

清单 13. 检查就绪状态

function updatePage() {
  if (request.readyState == 4)  alert("Server is done!");
}

修改后就可以保证服务器的处理已经完成。尝试运行新版本的 Ajax 代码，现在就会看到与预期的一样，只显示一次警告信息了。

HTTP 状态码

虽然 清单 13 中的代码看起来似乎不错，但是还有一个问题 —— 如果服务器响应请求并完成了处理但是报告了一个错误怎么办?要知道，服务器端代码应该明白它是由 Ajax、JSP、普通 HTML 表单或其他类型的代码调用的，但只能使用传统的 Web 专用方法报告信息。而在 Web 世界中，HTTP 代码可以处理请求中可能发生的各种问题。

比方说，您肯定遇到过输入了错误的 URL 请求而得到 404 错误码的情形，它表示该页面不存在。这仅仅是 HTTP 请求能够收到的众多错误码中的一种(完整的状态码列表请参阅 参考资料 中的链接)。表示所访问数据受到保护或者禁止访问的 403 和 401 也很常见。无论哪种情况，这些错误码都是从完成的响应 得到的。换句话说，服务器履行了请求(即 HTTP 就绪状态是 4)但是没有返回客户机预期的数据。

因此除了就绪状态外，还需要检查 HTTP 状态。我们期望的状态码是 200，它表示一切顺利。如果就绪状态是 4 而且状态码是 200，就可以处理服务器的数据了，而且这些数据应该就是要求的数据(而不是错误或者其他有问题的信息)。

http://www.ibm.com/developerworks/cn/xml/wa-ajaxintro2/