AjaxPro 内部机制探讨

AjaxPro 内部机制探讨

　　应当承认我这人实在算不上弄潮儿，Ajax 早已流行得一塌糊涂，我却始终没有来研究一下这个东东。上次做网站的时候，BOSS 就跟我讲过，可以参考一下 Ajax 的技术，我嘴上答应，心里却不是十分的在乎。究其原因，一来是我这人比较固步自封，二来起初确实也没太相信 Ajax 真有 BOSS 说的那么神奇。

　　转变是从昨天天始的，这一周在公司主要精力都是在用 C++ 写 framework，不得不承认它比较辛苦，细枝末节之处非常之烦，昨天下午呆着呆着就不想干活了，就开始四处游荡，正好看到我们自己也有项目已经成功应用了 Ajax，于是也就想看一看，无奈那帮家伙的开发文档是出奇的少，只好在网上找找资料，自己研究研究吧。

　　作为一个技术人员，我看到一项新技术，总是喜欢琢磨琢磨它内部是如何实现的。在对 Ajax 有了初步认识以后，自然想看看其内部机制，但是令我失望的是，至少介绍 Ajax 内部实现的文章少之又少，好容易找到一篇，却也只是简单列了列一些 javascript 代码，并且没什么解释，颇为郁闷。想想求人不如求己，况且自己研究的或许印象更深一些。于是找到了一个 AjaxPro，下来琢磨琢磨，只是对于 JavaScript 我实在知之甚少，不明白之处依然很多，不过还是想写出来，抛砖引玉，望高人们不吝指教。

　　一、使用的例子

　　本文使用的例子很简单，一个文本框，在其中敲入文字之后，下方就显示该文字并加上一个“（Hello from server）”。源码如下（有删节）：

 1<%@ Page language="c#" ClassName="KeyPressDemo" Inherits="System.Web.UI.Page" %>
 2<script runat="server" language="c#">
 3
 4private void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 5{
 6    AjaxPro.Utility.RegisterTypeForAjax(typeof(KeyPressDemo));
 7}
 8
 9[AjaxPro.AjaxMethod]
10public string EchoInput(string s)
11{
12    return s += " (Hello from server)";
13}
14
15</script>
16
17<form id="Form1" method="post" runat="server"></form>
18
19<div class="content">
20<h1>KeyPressDemo Examples</h1>
21<p>Press any key in the textbox and see the echo in the DIV element on the right side.</p>
22<input type="text" id="myinput" onkeyup="doTest1();"/> <div id="mydisplay">---- empty ----</div>
23<p><i>Note, that I do not update the display if a request is running currently.</i></p>
24</div>
25
26<script type="text/javascript" defer="defer">
27
28var timer = null;
29
30function doTest1() {
31    if(timer != null) {
32      clearTimeout(timer);
33    }
34    timer = setTimeout(doTest1_next, 100);
35}
36
37function doTest1_next() {
38    var ele = document.getElementById("myinput");
39    ASP.KeyPressDemo.EchoInput(ele.value, doTest1_callback);
40}
41
42function doTest1_callback(res) {
43    var ele = document.getElementById("mydisplay");
44    ele.innerHTML = res.value;
45}
46
47</script>

　　选用这个例子，是因为它比较简单，没有相关的 C# 文件。首先看看第17行，咦？怎么这个 form 里啥都没有？既然什么都没有？删掉它行不行？不行，绝对不行！看看网页打开后，这一行被扩展成了什么？

1<form name="Form1" method="post" action="keypress.aspx" id="Form1">
2<div>
3<script type="text/javascript" src="/ajaxdemo/ajaxpro/core.ashx"></script>
4<script type="text/javascript" src="/ajaxdemo/ajaxpro/ASP.KeyPressDemo,App_Web_vxhzzzxr.ashx"></script>
5</form>
6

　　请注意这里链入的两个 javascript 文件，它们是 Ajax 得以运行的基础！删掉 form 那一行，它们就不会出现，自然不行了。这两行是如何产生的？那就是页面代码的第4至7行的 PageLoad 函数的功劳了。

　　好，那这两个 javascript 文件我们能看到不？看上去它们是服务端的，并且事实上是服务端动态生成的。不过稍有些了解浏览器工作原理的人就会知道，到 Local Settings 下的 Temporary Internet Files 目录下去找，肯定是有的，因为浏览器下载页面的时候会把与页面相关的文件都下过来。

　　二、Ajax ClientScript 的执行总体流程

　　好，有了源页面代码，又有了两个 ClientScript 文件，我们就可以分析客户端的执行流程了。以下是我画的一张简单的流程图：



　　我们一个一个地来分析。

　　三、HTML页面做了什么？

　　第一步，当我们在 TextBox 里输入字符后，将会触发 onkeyup 事件。它要执行 doTest1 方法。见页面代码里的第22行。

　　第二步，doTest1 方法使用 setTimeout 函数，设定了 100 毫秒后，执行 doTest1_next 方法。见页面代码里的第34行。

　　第三步，doTest1_next 方法调用了 ASP.KeyPressDemo.EchoInput 方法，它带有两个参数，第一个是我们在文本框中输入的值，当然是个字符串类型的了；第二个则是一个 callback 函数，请留心这个函数，它将于整个流程的最后执行。

　　好，我们知道页面的客户端无外乎就是 HTML 和 JavaScript，虽然 ASP.KeyPressDemo.EchoInput 方法酷似页面里我们自己用 C# 写的函数，但可以肯定的是它绝对是用 JavaScript 实现的。在哪儿呢？嗯，在我们从 Temporary Internet Files 目录下找到的 ASP.KeyPressDemo,App_Web_vxhzzzxr.ashx 里。

　　四、ASP.KeyPressDemo,App_Web_vxhzzzxr.ashx 的实现

　　这个文件很小，以下是它的全部源码：

 1addNamespace("ASP");
 2ASP.KeyPressDemo_class = Class.create();
 3ASP.KeyPressDemo_class.prototype = (new AjaxPro.Request()).extend({
 4    EchoInput: function(s, callback) {
 5        return this.invoke("EchoInput", {"s":s}, callback);
 6    },
 7    initialize: function() {
 8        this.url = "/ajaxdemo/ajaxpro/ASP.KeyPressDemo,App_Web_vxhzzzxr.ashx";
 9    }
10})
11ASP.KeyPressDemo = new ASP.KeyPressDemo_class();
12

　　啊哈，这下我们知道了，ASP.KeyPressDemo 其实是在这里用 JavaScript 定义的 ASP.KeyPressDemo_class 类的实例，EchoInput 则是它的一个方法。注意一下每3行，我们看到这个类是从 AjaxPro.Request 类继承的。什么什么？继承？有没有搞错？JavaScript 什么时候开始面向对象了而不是基于对象了？先摆下这个疑问，我们继续往下看。

　　EchoInput 方法的实现很简单，就是调用了一个 Invoke 方法。嗯，这个方法想必是从 AjaxPro.Request 类“继承”下来的。那它定义在哪儿？是了，还有一个 core.ashx 呢，它才是真正客户端实现 Ajax 技术的主角！这个文件太大，我们还是依照函数调用顺序慢慢来拆解罢。

　　五、Invoke 函数

　　Invoke 函数是核心所在，前面我画的流程图中已经简单地描述了它的主要流程。不过这个函数太重要了，这里还是列出它的全部源码：

 1AjaxPro.Request = Class.create();
 2AjaxPro.Request.prototype = (new AjaxPro.Base()).extend({
 3    invoke: function(method, data, callback) {
 4        var async = typeof callback == "function" && callback != AjaxPro.noOperation;
 5        var json = AjaxPro.toJSON(data) + "\r\n";
 6
 7        if(AjaxPro.cryptProvider != null)
 8            json = AjaxPro.cryptProvider.encrypt(json);
 9
10        this.callback = callback;
11
12        if(async) {
13            this.xmlHttp.onreadystatechange = this.doStateChange.bind(this);
14            if(typeof this.onLoading == "function") this.onLoading(true);
15        }
16            
17        this.xmlHttp.open("POST", this.url, async);
18        this.xmlHttp.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
19        this.xmlHttp.setRequestHeader("Content-Length", json.length);
20        this.xmlHttp.setRequestHeader("Ajax-method", method);
21        
22        if(AjaxPro.token != null && AjaxPro.token.length > 0)
23            this.xmlHttp.setRequestHeader("Ajax-token", AjaxPro.token);
24
25        if(MS.Browser.isIE)
26            this.xmlHttp.setRequestHeader("Accept-Encoding", "gzip, deflate");
27        else
28            this.xmlHttp.setRequestHeader("Connection", "close");    // Mozilla Bug #246651
29
30        if(this.onTimeout != null && typeof this.onTimeout == "function")
31            this.timeoutTimer = setTimeout(this.timeout.bind(this), this.timeoutPeriod);
32
33        this.xmlHttp.send(json);
34        
35        json = null;
36        data = null;
37        delete json;
38        delete data;
39        
40        if(!async) {
41            return this.createResponse();
42        }
43        
44        return true;    
45    }
46});
47

　　嗯，相当复杂啊。我们慢慢地看。

　　AjaxPro.Request 类当然不是只有 Invoke 一个函数，这里省去了其它函数。嗯，我们看到，AjaxPro.Request 也是从 AjaxPro.Base “继承”下来的。

　　第4行的 async，字面上理解就是指异步，这一行什么意思？嗯，如果传进来的 callback 类型是函数，并且不是无操作，那就认为是异步的。

　　第5行的 json，它可是相当重要啊。这里调用了 AjaxPro.toJSON 方法把传进来的数据进行了某种编码，本例中这个数据当然就是从 doTest1_next 一路传进来的 TextBox 里我们输入的字符串值了，这个函数的实现，本文也不再列出，可以参见 core.ashx 文件。

　　接下来第7到8行，如果提供了加密，那么就对 json 进行加密。这个好理解。

　　第12到15行，如果是异步的，那么这里将 doStateChange 函数绑定到 onreadystatechange 事件上去。嗯，这里的绑定其实也是在 core.ashx 文件里声明的一个方法，本文不再阐述它的实现了，大家有兴趣，可以自己去看。绑定完成后，当服务端完成操作后，doStateChange 函数会被调用，这时可以进行更改页面的工作。此外，这里还检测了一下 onLoading 事件。

　　第17行到第33行可谓核心代码，我们知道 Ajax 就是使用的 XMLHttpRequest 来完成无刷新页面的。这里我们可看到 this.xmlHttp 被用来进行了请求封装。其中值得我们注意的，Content-Length 使用的 json.length，Ajax-method 则使用的就是传进来的 AjaxMethod 方法名称，本例中为 EchoInput。第30、31行设置了超时处理，当然了，页面不能死等嘛。第33行则将 json 发送到服务端。

　　接下来的第41行，我们看到如果不是异步操作的话，此处将直接调用 createResponse 函数获得响应。那如果是异步操作呢？记得我们设置了 doStateChange 吧？异步的返回处理就是它的事了。createResponse 函数后面再介绍。

　　六、解释“继承”

　　前面我们好几次看到貌似继承。当然它们都仅仅是貌似而已。看看以下 core.ashx 中的代码就明白了： 

1Object.extend = function(destination, source) {
2    for(property in source) {
3        destination[property] = source[property];
4    }
5    return destination;
6}
7

　　哈哈，所谓的“继承”，其实只是个属性拷贝而已。

　　七、this.xmlHttp 从何而来？

　　前面我们看到了 this.xmlHttp 大显神威。那么它是哪儿来的？看看 AjaxPro.Request 类的 initialize 函数吧（有删节）：

1initialize: function(url) {
2    this.xmlHttp = new XMLHttpRequest();
3}
4

　　是了，xmlHttp 只是 XMLHttpRequest 的一个实例。那么 XMLHttpRequest 的定义呢？

 1var lastclsid = null;
 2if(!window.XMLHttpRequest) {
 3
 4    function getXmlHttp(clsid) {
 5        var xmlHttp = null;
 6        try {
 7            xmlHttp = new ActiveXObject(clsid);
 8            lastclsid = clsid;
 9            return xmlHttp;
10        } catch(ex) {}
11    }
12    
13    window.XMLHttpRequest = function() {
14        if(lastclsid != null) {
15            return getXmlHttp(lastclsid);
16        }
17    
18        var xmlHttp = null;
19        var clsids = ["Msxml2.XMLHTTP.6.0","Msxml2.XMLHTTP.5.0","Msxml2.XMLHTTP.4.0","Msxml2.XMLHTTP.3.0","Msxml2.XMLHTTP.2.6","Microsoft.XMLHTTP.1.0","Microsoft.XMLHTTP.1","Microsoft.XMLHTTP"];
20
21        for(var i=0; i<clsids.length && xmlHttp == null; i++) {
22            xmlHttp = getXmlHttp(clsids[i]);
23        }
24        
25        if(xmlHttp == null) {
26            return new IFrameXmlHttp();
27        }
28
29        return xmlHttp;
30    }
31}
32

　　哦，原来是在这里真正创建的。说到底还是一个 ActiveXObject 啊。关于这个本文也不再多提。不过代码中还需要注意的一点是，
如果把第19行列出的一大堆clsids 都处理过了还没有得到对象怎么办？注意到第26行 new 了一个 IFrameXmlHttp。

　　IFrameHttp 是在 core.ashx 中定义的，它基本上完全模拟了 ActiveXObject 对象的功能。想研究研究的，自己看源码吧。篇幅所限，这里不多讲啦。

　　八、doStateChange 函数

　　嗯，前面已经提过，异步的话 doStateChange 函数将会在服务端返回后执行，看看它的源码呢：

 1doStateChange: function() {
 2    if(this.onStateChanged != null && typeof this.onStateChanged == "function")
 3        try{ this.onStateChanged(this.xmlHttp.readyState); }catch(e){}
 4
 5    if(this.xmlHttp.readyState != 4)
 6        return;
 7
 8    if(this.xmlHttp.status == 200) {
 9        if(this.timeoutTimer != null) clearTimeout(this.timeoutTimer);
10        if(typeof this.onLoading == "function") this.onLoading(false);
11
12        this.xmlHttp.onreadystatechange = AjaxPro.noOperation;
13
14        this.callback(this.createResponse());
15        this.callback = null;
16
17        this.xmlHttp.abort();
18    }
19},
20

　　如果 status 是 200，也就是 OK，那么清除掉超时处理函数，处理 onLoading 事件，最后使用 callback 调用 createResponse 函数。还记得如果不是异步的话，createResponse 将会直接调用而不是通过 doStateChange 吧。

　　九、createResponse 函数

 1createResponse: function() {
 2    var r = new Object();
 3    r.error = null;
 4    r.value = null;
 5
 6    var responseText = new String(this.xmlHttp.responseText);
 7
 8    if(AjaxPro.cryptProvider != null && typeof AjaxPro.cryptProvider == "function")
 9        responseText = AjaxPro.cryptProvider.decrypt(responseText);
10
11    eval("r.value = " + responseText + ";");
12
13    if(r.error != null && this.onError != null && typeof this.onError == "function")
14        try{ this.onError(r.error); }catch(e){}
15
16    responseText = null;
17
18    return r;
19}

　　如果前面的 json 也就是 Request 是加过密的，这里就需要对 responseText 进行解密。完了之后得到 r.value，r 将会被返回并提供给 callback 函数。本例中将最终传回 doTest1_callback，r 被传入它的 res 参数。最后更新文本框下的字符串，整个 Ajax ClientScript 的流程就差不多是完成了。

　　十、简单总结一下

　　呼，长出一口气。总算可以告一段落了，AjaxPro 服务端的拆解过段时间再说吧。

　　在分析 ClientScript 端的时候真是大有感触，JavaScript 其实远比人们想象的强大和管用。其实我同大多数人一样，起初也对它很不感冒，但是之前曾有两件事让我改变了观念。其一是阅读了黄忠成的《深入剖析 ASP.NET 组件设计》，才发现原来许多强大炫目的 ASP.NET 的控件，其实都是用的 JavaScript 实现。其二是在研究国外某文档浏览器实现的时候，发现人家使用 JavaScript 在 IE 下相当完美地实现了强大灵活有如桌面程序的界面和功能，真是吃惊不小。当时就发现了自己对 JavaScript 的了解实在是严重汗颜，惭愧无地。无奈平时没有多少时间去学习提高自己，只能偶尔抽抽空余时间了解了解，充充电吧。

　　相信 JavaScript 之类的脚本必将在未来的 Web 应用中大展身手