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高效稳定的异步通信服务器，实现无缝连接和数据传输 (异步通信服务器)

AB资源网 2023-09-19 08:52 7596 浏览 0 评论

随着互联网的飞速发展，网络通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。对于网络通信的需求越来越高，对通信质量也提出了更高的要求。在这种情况下，异步通信服务器成为了人们追求高效稳定通信的理想选择。

一、异步通信服务器的定义

异步通信服务是指一种在进行通信的同时，能够实现并发操作，与其他任务并行执行，提高服务器处理性能的一种方法。它可以在处理输入/输出操作期间自由切换线程，并在完成操作时通知服务器。

二、异步通信服务器的优点

1.高效的性能

异步通信服务器通过非阻塞I /O, 避免了线程阻塞的问题，提高了服务器的效率。与同步通信相比，异步通信服务器在处理大量数据时，可以大幅提升处理效率。

2.稳定的连接

异步通信服务器可以处理复杂的通信工作，即使在处理大量通信连接时也可以保持服务器稳定运行。当通信连接断开时，它可以自动关闭对应的客户端连接，避免服务器负荷过高，影响正常的服务器运行。

3.无缝的数据传输

异步通信服务器可以实现无缝的数据传输。当客户端将数据发送到服务器时，异步通信服务器可以自动转换成适当的数据格式，并将数据发送到目标机器 /应用程序。在无需重试的情况下，可以轻松地实现高速数据传输。

三、如何实现异步通信服务器

1. 选择合适的工具和框架

在实现异步通信服务器之前，需要先选择合适的工具和框架。根据不同的服务需求，可以选择 TCP/IP 、UDP 或消息传送等不同的通信协议，以满足用户需求。对于异步通信服务器的实现，则可以选用多种网络通信技术，如 Boost.Asio 、libuv 等常用框架和库。

2. 实现服务器架构

在选择好工具和框架后，需要进行服务器架构设计。在设计架构时，需要将服务器的各个模块分解成独立的子系统，以便于后续的服务器建设和运维管理。

3. 编写代码

在服务器架构设计完成后，需要编写异步通信服务器的代码。具体来说，需要编写并发代码，以便服务器可以处理众多的并发请求。同时，需要编写事件处理器，并为服务器添加适当的缓存机制，以便于处理大量通信连接。

四、异步通信服务器的应用场景

在实际应用中，异步通信服务器可适用于以下场景：

1. 大型企业的内部通信

对于大型企业而言，内部通信是必不可少的。通过异步通信服务器，可以实现大量的信息和数据的传输，同时还可以保证服务器的高效稳定运行。这对企业在大型数据传输时会提供巨大帮助，节约了企业多余的开支。

2. 在线游戏

在线游戏需要处理大量的地图、角色、文本和音频等数据传输，异步通信服务器可以保证数据的高速传输和处理。这对在线游戏来说非常重要，能够保证游戏的流畅性和稳定性。

3. 聊天应用程序

当用户想要发送消息或聊天时，异步通信服务器可以使用户实现连接并实现快速数据传输。这对于聊天应用程序非常有用，避免了用户之间的计算机资源浪费。

综上所述，异步通信服务器是一个高效稳定的通信方式，能够帮助运营人员大量节约费用和提高效率。通过选择合适的工具和框架，着重设计和编写代码，配合相应的应用场景，异步通信服务器将会在通信行业中扮演着越来越重要的角色。

相关问题拓展阅读：

socket实现过程，具体用的方法;怎么实现异步socket
什么叫AJAX技术？

socket实现过程，具体用的方法;怎么实现异步socket

基于C#的socket编程的TCP异步实现

一、摘要

　　本篇博文阐述基于TCP通信协议的异步实现。

二、实验平台

　　Visual Studio 2023

三、异步通信实现原理及常用方法

3.1 建立连接　

　　在同步模式中，在服庆让务器上使用Accept方法接入连接请求，而在客户端则使用Connect方法来连接服务器。相对地，在异步模式下，服务器可以使用BeginAccept方法腊差宽和EndAccept方法来完成连接到客户端的任务，在客户端则通过BeginConnect方法和EndConnect方法来实现与服务器的连接。

　　BeginAccept在异步方式下传入的连接尝试，它允许其他动作而不必等待连接建立才继续执行后面程序。在调用BeginAccept之前，必须使用Listen方法来侦听是否有连接请求，BeginAccept的函数原型为：

BeginAccept(AsyncCallback AsyncCallback, Ojbect state)

参数：

AsyncCallBack：代表回调函数

state：表示状态信息，必须保证state中包含socket的句柄

　　使用BeginAccept的基本流程是：

(1)创建本地终节点，并新建套接字与本地终节点进行绑定；

(2)在端口上侦听是否有新的连接请求；

(3)请求开始接入新的连接，传入Socket的实例或者StateOjbect的实例。

　　参考代码：

复制代码

//定义IP地址

IPAddress local = IPAddress.Parse(“127.0,0,1”);

IPEndPoint iep = new IPEndPoint(local,13000);

//创建服务器的socket对象

Socket server = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);

server.Bind(iep);

server.Listen(20);

server.BeginAccecpt(new AsyncCallback(Accept),server);

复制代码

　　当BeginAccept()方法调用结束后，一旦新的连接发生，将调用回调函数，而该回调函数必须包括用来结束接入连接操作的EndAccept()方法。

该方法参数列表为 Socket EndAccept(IAsyncResult iar)

下面为回调函数的实轮亮例：

复制代码

void Accept(IAsyncResult iar)

{

//还原传入的原始套接字

Socket MyServer = (Socket)iar.AsyncState;

//在原始套接字上调用EndAccept方法，返回新的套接字

Socket service = MyServer.EndAccept(iar);

}

复制代码

　　至此，服务器端已经准备好了。客户端应通过BeginConnect方法和EndConnect来远程连接主机。在调用BeginConnect方法时必须注册相应的回调函数并且至少传递一个Socket的实例给state参数，以保证EndConnect方法中能使用原始的套接字。下面是一段是BeginConnect的调用：

Socket socket=new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp)

IPAddress ip=IPAddress.Parse(“127.0.0.1”);

IPEndPoint iep=new IPEndPoint(ip,13000);

socket.BeginConnect(iep, new AsyncCallback(Connect),socket);

　　EndConnect是一种阻塞方法，用于完成BeginConnect方法的异步连接诶远程主机的请求。在注册了回调函数后必须接收BeginConnect方法返回的IASynccReuslt作为参数。下面为代码演示：

复制代码

void Connect(IAsyncResult iar)

{

Socket client=(Socket)iar.AsyncState;

try

{

client.EndConnect(iar);

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

finally

{

}

复制代码

　　除了采用上述方法建立连接之后，也可以采用TcpListener类里面的方法进行连接建立。下面是服务器端对关于TcpListener类使用BeginAccetpTcpClient方法处理一个传入的连接尝试。以下是使用BeginAccetpTcpClient方法和EndAccetpTcpClient方法的代码：

复制代码

public static void DoBeginAccept(TcpListener listner)

{

//开始从客户端监听连接

Console.WriteLine(“Waitting for a connection”);

//接收连接

//开始准备接入新的连接，一旦有新连接尝试则调用回调函数DoAcceptTcpCliet

listner.BeginAcceptTcpClient(new AsyncCallback(DoAcceptTcpCliet), listner);

}

//处理客户端的连接

public static void DoAcceptTcpCliet(IAsyncResult iar)

{

//还原原始的TcpListner对象

TcpListener listener = (TcpListener)iar.AsyncState;

//完成连接的动作，并返回新的TcpClient

TcpClient client = listener.EndAcceptTcpClient(iar);

Console.WriteLine(“连接成功”);

}

复制代码

　　代码的处理逻辑为：

(1)调用BeginAccetpTcpClient方法开开始连接新的连接，当连接视图发生时，回调函数被调用以完成连接操作；

(2)上面DoAcceptTcpCliet方法通过AsyncState属性获得由BeginAcceptTcpClient传入的listner实例；

(3)在得到listener对象后，用它调用EndAcceptTcpClient方法，该方法返回新的包含客户端信息的TcpClient。

　　BeginConnect方法和EndConnect方法可用于客户端尝试建立与服务端的连接，这里和之一种方法并无区别。下面看实例：

复制代码

public void doBeginConnect(IAsyncResult iar)

{

Socket client=(Socket)iar.AsyncState;

//开始与远程主机进行连接

client.BeginConnect(serverIP,13000,requestCallBack,client);

Console.WriteLine(“开始与服务器进行连接”);

}

private void requestCallBack(IAsyncResult iar)

{

try

{

//还原原始的TcpClient对象

TcpClient client=(TcpClient)iar.AsyncState;

client.EndConnect(iar);

Console.WriteLine(“与服务器{0}连接成功”,client.Client.RemoteEndPoint);

}

catch(Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

finally

{

}

复制代码

　　以上是建立连接的两种方法。可根据需要选择使用。

3.2 发送与接受数据

　　在建立了套接字的连接后，就可以服务器端和客户端之间进行数据通信了。异步套接字用BeginSend和EndSend方法来负责数据的发送。注意在调用BeginSend方法前要确保双方都已经建立连接，否则会出异常。下面演示代码：

复制代码

private static void Send(Socket handler, String data)

{

// Convert the string data to byte data using ASCII encoding.

byte byteData = Encoding.ASCII.GetBytes(data);

// Begin sending the data to the remote device.

handler.BeginSend(byteData, 0, byteData.Length, 0, new AsyncCallback(SendCallback), handler);

}

private static void SendCallback(IAsyncResult ar)

{

try

{

// Retrieve the socket from the state object.

Socket handler = (Socket)ar.AsyncState;

// Complete sending the data to the remote device.

int bytesSent = handler.EndSend(ar);

Console.WriteLine(“Sent {0} bytes to client.”, bytesSent);

handler.Shutdown(SocketShutdown.Both);

handler.Close();

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

复制代码

　　接收数据是通过BeginReceive和EndReceive方法：

复制代码

private static void Receive(Socket client)

{

try

{

// Create the state object.

StateObject state = new StateObject();

state.workSocket = client;

// Begin receiving the data from the remote device.

client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state);

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

private static void ReceiveCallback(IAsyncResult ar)

{

try

{

// Retrieve the state object and the client socket

// from the asynchronous state object.

StateObject state = (StateObject)ar.AsyncState;

Socket client = state.workSocket;

// Read data from the remote device.

int bytesRead = client.EndReceive(ar);

if (bytesRead > 0)

{

// There might be more data, so store the data received so far.

state..Append(Encoding.ASCII.GetString(state.buffer, 0, bytesRead));

// Get the rest of the data.

client.BeginReceive(state.buffer, 0, StateObject.BufferSize, 0, new AsyncCallback(ReceiveCallback), state);

}

else

{

// All the data has arrived; put it in response.

if (state..Length > 1)

{

response = state..ToString();

}

// Signal that all bytes have been received.

receiveDone.Set();

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

复制代码

　　上述代码的处理逻辑为：

(1)首先处理连接的回调函数里得到的通讯套接字client，接着开始接收数据；

(2)当数据发送到缓冲区中，BeginReceive方法试图从buffer数组中读取长度为buffer.length的数据块，并返回接收到的数据量bytesRead。最后接收并打印数据。

　　除了上述方法外，还可以使用基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法，下面是基于NetworkStream相关的异步发送和接收方法的使用介绍。

　　NetworkStream使用BeginRead和EndRead方法进行读操作，使用BeginWreite和EndWrete方法进行写操作，下面看实例：

复制代码

static void DataHandle(TcpClient client)

{

TcpClient tcpClient = client;

//使用TcpClient的GetStream方法获取网络流

NetworkStream ns = tcpClient.GetStream();

//检查网络流是否可读

if(ns.CanRead)

{

//定义缓冲区

byte read = new byte;

ns.BeginRead(read,0,read.Length,new AsyncCallback(myReadCallBack),ns);

}

else

{

Console.WriteLine(“无法从网络中读取流数据”);

}

public static void myReadCallBack(IAsyncResult iar)

{

NetworkStream ns = (NetworkStream)iar.AsyncState;

byte read = new byte;

String data = “”;

int recv;

recv = ns.EndRead(iar);

data = String.Concat(data, Encoding.ASCII.GetString(read, 0, recv));

//接收到的消息长度可能大于缓冲区总大小，反复循环直到读完为止

while (ns.DataAvailable)

{

ns.BeginRead(read, 0, read.Length, new AsyncCallback(myReadCallBack), ns);

}

//打印

Console.WriteLine(“您收到的信息是” + data);

}

复制代码

3.3 程序阻塞与异步中的同步问题

　　.Net里提供了EventWaitHandle类来表示一个线程的同步事件。EventWaitHandle即事件等待句柄，他允许线程通过操作系统互发信号和等待彼此的信号来达到线程同步的目的。这个类有2个子类，分别为AutoRestEevnt(自动重置)和ManualRestEvent(手动重置)。下面是线程同步的几个方法：

(1)Rset方法：将事件状态设为非终止状态，导致线程阻塞。这里的线程阻塞是指允许其他需要等待的线程进行阻塞即让含WaitOne()方法的线程阻塞；

(2)Set方法：将事件状态设为终止状态，允许一个或多个等待线程继续。该方法发送一个信号给操作系统，让处于等待的某个线程从阻塞状态转换为继续运行，即WaitOne方法的线程不在阻塞；

(3)WaitOne方法：阻塞当前线程，直到当前的等待句柄收到信号。此方法将一直使本线程处于阻塞状态直到收到信号为止，即当其他非阻塞进程调用set方法时可以继续执行。

复制代码

public static void StartListening()

{

// Data buffer for incoming data.

byte bytes = new Byte;

// Establish the local endpoint for the socket.

// The DNS name of the computer

// running the listener is “host.contoso.com”.

//IPHostEntry ipHostInfo = Dns.Resolve(Dns.GetHostName());

//IPAddress ipAddress = ipHostInfo.AddressList;

IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse(“127.0.0.1”);

IPEndPoint localEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 11000);

// Create a TCP/IP socket.

Socket listener = new Socket(AddressFamily.InterNetwork,SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

// Bind the socket to the local

//endpoint and listen for incoming connections.

try

{

listener.Bind(localEndPoint);

listener.Listen(100);

while (true)

{

// Set the event to nonsignaled state.

allDone.Reset();

// Start an asynchronous socket to listen for connections.

Console.WriteLine(“Waiting for a connection…”);

listener.BeginAccept(new AsyncCallback(AcceptCallback),listener);

// Wait until a connection is made before continuing.

allDone.WaitOne();

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine(e.ToString());

}

Console.WriteLine(“\nPress ENTER to continue…”);

Console.Read();

}

复制代码

　　上述代码的逻辑为：

(1)试用了ManualRestEvent对象创建一个等待句柄，在调用BeginAccept方法前使用Rest方法允许其他线程阻塞；

(2)为了防止在连接完成之前对套接字进行读写操作，务必要在BeginAccept方法后调用WaitOne来让线程进入阻塞状态。

什么叫AJAX技术？

作为J2EE开发人员，我们似乎经常关注“后端机制（backend mechanics）”。我们通常会忘记，J2EE的主要成功之处在Web应用程序方面；许多原因使得人们喜欢利用Web开发应用程序，但主要还是因为其易于部署的特点允许站答空点以尽可能低的成本拥有上百万的用户。遗憾的是，在过去几年中，我们在后端投入了太多的时间，而在使我们的Web用户界面对用户自然和响应灵敏方面却投入不足。

本文介绍一种方法，Ajax，使用它可以构建更为动态和响应更灵敏的Web应用程序。该方法的关清散瞎键在于对浏览器端的JavaScript、DHTML和与服务器异步通信的组合。本文也演示了启用这种方法是多么简单：利用一个Ajax框架（指DWR）构造一个应用程序，它直接从浏览器与后端服务进行通信。如果使用得当，这种强大的力量可以使应用程序更加自然和响应灵敏，从而提升用户的浏览体验。

该应用程序中所使用的示例代码已打包为单独的WAR文件，可供下载。

简介

术语Ajax用来描述一组技术，它使浏览器可以为用户提供更为自然的浏览体验。在Ajax之前，Web站点强制用户进入提交/等待/重新显示范例，用户的动作总是与服务器的“思考时间”同步。Ajax提供与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。借助于Ajax，可以在用户单击按钮时，使用JavaScript和DHTML立即更新UI，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新UI，而不是刷新整个页面。最重要的是，用户甚至不知道浏览器正在与服务器通信：Web站点看起来是即时响应的。

虽然Ajax所需的基础架构已经出现了一段时间，但直到最近异步请求的真正威力才得到利用。能够拥有一个响应极其灵敏的Web站点确实激动人心，因为它最终允许开发人员和设计人员使用标准的HTML/掘核CSS/JavaScript堆栈创建“桌面风格的（desktop-like）”可用性。

通常，在J2EE中，开发人员过于关注服务和持久性层的开发，以至于用户界面的可用性已经落后。在一个典型的J2EE开发周期中，常常会听到这样的话，“我们没有可投入UI的时间”或“不能用HTML实现”。但是，以下Web站点证明，这些理由再也站不住脚了：

BackPack

Google Suggest

Google Maps

PalmSphere

所有这些Web站点都告诉我们，Web应用程序不必完全依赖于从服务器重新载入页面来向用户呈现更改。一切似乎就在瞬间发生。简而言之，在涉及到用户界面的响应灵敏度时，基准设得更高了。

定义Ajax

Adaptive Path公司的Jesse James Garrett这样定义Ajax：

Ajax不是一种技术。实际上，它由几种蓬勃发展的技术以新的强大方式组合而成。Ajax包含：

基于CSS标准的表示；

使用Document Object Model进行动态显示和交互；

使用XMLHttpRequest与服务器进行异步通信；

使用JavaScript绑定一切。

这非常好，但为什么要以Ajax命名呢？其实术语Ajax是由Jesse James Garrett创造的，他说它是“Asynchronous JavaScript + XML的简写”。

参考网页：

什么是Ajax

·:36:55 ·

Ajax的定义

Ajax不是一个技术，它实际上是几种技术，每种技术都有其独特这处，合在一起就成了一个功能强大的新技术。Ajax包括：

XHTML和CSS

使用文档对象模型(Document Object Model)作动态显示和交互

使用XML和XSLT做数据交互和操作

使用XMLHttpRequest进行异步数据接收

使用JavaScript将它们绑定在一起

传统的web应用模型工作起来就象这样：大部分界面上的用户动作触发一个连接到Web服务器的HTTP请求。服务器完成一些处理—接收数据，处理计算，再访问其它的数据库系统，最后返回一个HTML页面到客户端。这是一个老套的模式，自采用超文本作为web使用以来，一直都这样用，但看过《The Elements of User Experience》的读者一定知道，是什么限制掘族了Web界面没有桌面软件那么好用。

图1: 传统Web应用模型(左)与Ajax模型的比较(右).

这种旧的途径让我们认识到了许多技术，但它不会产生很好的用户体验。当服务器正在处理自己的事情的时候，用户在做什么？没错，等待。每一个动作，用户都要等待。

很明显，如果我们按桌面程序的思维设计Web应用，我们不愿意让用户总是等待。当界面加载后，为什么还要让用户每次再花一半的时间从服务取数据？实际上，为什么老是让用户看到程序去服务器取数据呢？ Ajax如何不同凡响

通过在用户和服务器之间引入一个Ajax引擎，可以消除Web的开始－停止－开始－停止这样的交互过程. 它就像增加了一层机制到程序中，使它响应更灵敏，而它的确做到了这一点。

不像加载一个页面一样，在会话的开始，浏览器加载了一个Ajax引擎—采用JavaScript编写并且通常在一个隐藏frame中。这个引擎负责绘制用户界面以及与服务器端通讯。Ajax引擎允许用异步的方式实现用户与程序的交互－－不用等待服务器的通讯。所以用户再不不用打开一个空白窗口，看到等待光标不碧散笑断的转，等待服务器完成后再响应。

图 2: 传统Web应用的同步交互过程(上)和Ajax应用的异步交互过程的比较(下).

通常要产生一个HTTP请求悔含的用户动作现在通过JavaScript调用Ajax引擎来代替. 任何用户动作的响应不再要求直接传到服务器—例如简单的数据校验，内存中的数据编辑，甚至一些页面导航—引擎自己就可以处理它. 如果引擎需要从服务器取数据来响应用户动作—假设它提交需要处理的数据，载入另外的界面代码，或者接收新的数据—引擎让这些工作异步进行，通常使用XML，不用再担误用户界面的交互。

术语Ajax用来描述一组技术，它使浏览器可以为用户提供更为自然的浏览体验。在Ajax之前，Web站点强制用户进入提交/等待/重新显示范例，用户的动作总是与服务器的“思考时间”同步。Ajax提供与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。借助于Ajax，可以在用户单击按钮时，使用JavaScript和DHTML立即更新UI，并向服务器发出异步请求，以执行更新或查询数据库。当请求返回时，就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新UI，而不是刷新整个页面。最重要的是，用户甚至不知道浏览器正在察含缓与服务器通信：Web站点看起来是即时响应的。

虽然Ajax所需的基础架构已经出现了一段时间，但直到最近异步请求的真正威力才得到利用。能够拥有一个响应极其灵敏的Web站点确实激动人心，因为它最终允许开发人员和设计人员使用标准的HTML/CSS/JavaScript堆栈创建“桌面风格的（desktop-like）”可用性。

BackPack

Google Suggest

Google Maps

PalmSphere

定义Ajax

Adaptive Path公司的Jesse James Garrett这样定义Ajax：

Ajax不是一种技术。实际上，它由几种蓬勃发展的技术以新的强大方式组合而成。Ajax包含：

基于XHTML和CSS标准的表示；

使用Document Object Model进行动态显示和交互；

使用XMLHttpRequest与服务器进行异步通信；

使用JavaScript绑定一切。

这非常好，但为什么要以Ajax命名呢？其实术语Ajax是由Jesse James Garrett创造的，他说它是“Asynchronous JavaScript + XML的简写”。

Ajax的工作原理

Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest。该对象在Internet Explorer 5中首次引入，它是一种支持异步请求的技术。简而言之，XmlHttpRequest使您可以使用老运JavaScript向服务器提出请求并处理响应，而不阻塞用户。

在创建Web站点时，在客户端执行屏幕更新为用户提供了很大的灵活性。下面是败模使用Ajax可以完成的功能：

动态更新购物车的物品总数，无需用户单击Update并等待服务器重新发送整个页面。

提升站点的性能，这是通过减少从服务器下载的数据量而实现的。例如，在Amazon的购物车页面，当更新篮子中的一项物品的数量时，会重新载入整个页面，这必须下载32K的数据。如果使用Ajax计算新的总量，服务器只会返回新的总量值，因此所需的带宽仅为原来的百分之一。

消除了每次用户输入时的页面刷新。例如，在Ajax中，如果用户在分页列表上单击Next，则服务器数据只刷新列表而不是整个页面。

直接编辑表格数据，而不是要求用户导航到新的页面来编辑数据。对于Ajax，当用户单击Edit时，可以将静态表格刷新为内容可编辑的表格。用户单击Done之后，就可以发出一个Ajax请求来更新服务器，并刷新表格，使其包含静态、只读的数据。

一切皆有可能！但愿它能够激发您开始开发自己的基于Ajax的站点。然而，在开始之前，让我们介绍一个现有的Web站点，它遵循传统的提交/等待/重新显示的范例，我们还将讨论Ajax如何提升用户体验。

Ajax可用于那些场景？——一个例子：MSN Money页面

前几天，在浏览MSN Money页面的时候，有一篇关于房地产投资的文章引起了我的好奇心。我决定使用站点的“Rate this article”（评价本文）功能，鼓励其他的用户花一点时间来阅读这篇文章。在我单击vote按钮并等待了一会儿之后，整个页面被刷新，在原来投票问题所在的地方出现了一个漂亮的感谢画面。

而Ajax能够使用户的体验更加愉快，它可以提供响应更加灵敏的UI，并消除页面刷新所带来的闪烁。目前，由于要刷新整个页面，需要传送大量的数据，因为必须重新发送整个页面。如果使用Ajax，服务器可以返回一个包含了感谢信息的500字节的消息，而不是发送26,813字节的消息来刷新整个页面。即使使用的是高速Internet，传送26K和1/2K的差别也非常大。同样重要的是，只需要刷新与投票相关的一小节，而不是刷新整个屏幕。

让我们利用Ajax实现自己的基本投票系统。

原始的Ajax：直接使用XmlHttpRequest

如上所述，Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest。下面的示例文章评价系统将带您熟悉Ajax的底层基本知识：

。注：如果您已经在本地WebLogic容器中安装了ajax-demo.war，可以导航到

，

浏览应用程序，参与投票，并亲眼看它如何运转。熟悉了该应用程序之后，继续阅读，进一步了解其工作原理细节。

首先，您拥有一些简单的定位点标记，它连接到一个JavaScriptcastVote(rank)函数。

function castVote(rank) {

var url = “/ajax-demo/static-article-ranking.html”;

var callback = processAjaxResponse;

executeXhr(callback, url);

}

该函数为您想要与之通信的服务器资源创建一个URL并调用内部函数executeXhr，提供一个回调JavaScript函数，一旦服务器响应可用，该函数就被执行。由于我希望它运行在一个简单的Apache环境中，“cast vote URL”只是一个简单的HTML页面。在实际情况中，被调用的URL将记录票数并动态地呈现包含投票总数的响应。

下一步是发出一个XmlHttpRequest请求：

function executeXhr(callback, url) {

// branch for native XMLHttpRequest object

if (window.XMLHttpRequest) {

req = new XMLHttpRequest();

req.onreadystatechange = callback;

req.open(“GET”, url, true);

req.send(null);

} // branch for IE/Windows ActiveX version

else if (window.ActiveXObject) {

req = new ActiveXObject(“Microsoft.XMLHTTP”);

if (req) {

req.onreadystatechange = callback;

req.open(“GET”, url, true);

req.send();

}

如您所见，执行一个XmlHttpRequest并不简单，但非常直观。和平常一样，在JavaScript领域，大部分的工作量都花在确保浏览器兼容方面。在这种情况下，首先要确定XmlHttpRequest是否可用。如果不能用，很可能要使用Internet Explorer，这样就要使用所提供的ActiveX实现。

executeXhr()方法中最关键的部分是这两行：

req.onreadystatechange = callback;

req.open(“GET”, url, true);

之一行定义了JavaScript回调函数，您希望一旦响应就绪它就自动执行，而req.open()方法中所指定的“true”标志说明您想要异步执行该请求。

一旦服务器处理完XmlHttpRequest并返回给浏览器，使用req.onreadystatechange指派所设置的回调方法将被自动调用。

function processAjaxResponse() {

// only if req shows “loaded”

if (req.readyState == 4) {

// only if “OK”

if (req.status == 200) {

‘votes’).innerHTML = req.responseText;

} else {

alert(“There was a problem retrieving the XML data:

” +

req.statusText);

}

该代码相当简洁，并且使用了几个幻数，这使得难以一下子看出发生了什么。为了弄清楚这一点，下面的表格（引用自

）列举了常用的XmlHttpRequest对象属性。

属性

描述

onreadystatechange

每次状态改变所触发事件的事件处理程序

readyState

对象状态值：

0 = 未初始化（uninitialized）

1 = 正在加载（loading）

2 = 加载完毕（loaded）

3 = 交互（interactive）

4 = 完成（complete）

responseText

从服务器进程返回的数据的字符串形式

responseXML

从服务器进程返回的DOM兼容的文档数据对象

status

从服务器返回的数字代码，比如404（未找到）或200（就绪）

statusText

伴随状态码的字符串信息

现在processVoteResponse()函数开始显示出其意义了。它首先检查XmlHttpRequest的整体状态以保证它已经完成（readyStatus == 4），然后根据服务器的设定询问请求状态。如果一切正常（status == 200）,就使用innerHTML属性重写DOM的“votes”节点的内容。

既然您亲眼看到了XmlHttpRequest对象是如何工作的，就让我们利用一个旨在简化JavaScript与Java应用程序之间的异步通信的框架来对具体的细节进行抽象。

Ajax: DWR方式

按照与文章评价系统相同的流程，我们将使用Direct Web Remoting（DWR）框架实现同样的功能。

假定文章和投票结果存储在一个数据库中，使用某种对象/关系映射技术来完成抽取工作。为了部署起来尽可能地简单，我们不会使用数据库进行持久性存储。此外，为使应用程序尽可能通用，也不使用Web框架。相反，应用程序将从一个静态HTML文件开始，可以认为它由服务器动态地呈现。除了这些简化措施，应用程序还应该使用Spring Framework关联一切，以便轻松看出如何在一个“真实的”应用程序中使用DWR。

现在应该下载示例应用程序并熟悉它。该应用程序被压缩为标准的WAR文件，因此您可以把它放置到任何一个Web容器中——无需进行配置。部署完毕之后，就可以导航到

来运行程序。

可以查看HTML 源代码，了解它如何工作。给人印象最深的是，代码如此简单——所有与服务器的交互都隐藏在JavaScript对象ajaxSampleSvc的后面。更加令人惊讶的是，ajaxSampleSvc服务不是由手工编写而是完全自动生成的！让我们继续，看看这是如何做到的。

引入DWR

如同在“原始的Ajax”一节所演示的那样，直接使用XmlHttpRequest创建异步请求非常麻烦。不仅JavaScript代码冗长，而且必须考虑服务器端为定位Ajax请求到适当的服务所需做的工作，并将结果封送到浏览器。

设计DWR的目的是要处理将Web页面安装到后端服务上所需的所有信息管道。它是一个Java框架，可以很轻松地将它插入到Web应用程序中，以便JavaScript代码可以调用服务器上的服务。它甚至直接与Spring Framework集成，从而允许用户直接向Web客户机公开bean。

DWR真正的巧妙之处是，在用户配置了要向客户机公开的服务之后，它使用反射来生成JavaScript对象，以便Web页面能够使用这些对象来访问该服务。然后Web页面只需接合到生成的JavaScript对象，就像它们是直接使用服务一样；DWR无缝地处理所有有关Ajax和请求定位的琐碎细节。

让我们仔细分析一下示例代码，弄清它是如何工作的。

应用程序细节：DWR分析

关于应用程序，首先要注意的是，它是一个标准的Java应用程序，使用分层架构（Layered Architecture）设计模式。使用DWR通过JavaScript公开一些服务并不影响您的设计。

下面是一个简单的Java服务，我们将使用DWR框架直接将其向JavaScript代码公开：

package com.tearesolutions.service;

public interface AjaxSampleSvc {

Article castVote(int rank);

}

这是一个被简化到几乎不可能的程度的例子，其中只有一篇文章可以投票。该服务由Spring管理，它使用的bean名是ajaxSampleSvc，它的持久性需求则依赖于ArticleDao。详情请参见applicationContext.xml。

为了把该服务公开为JavaScript对象，需要配置DWR，添加dwr.xml文件到WEB-INF目录下：

dwr.xml文件告诉DWR哪些服务是要直接向JavaScript代码公开的。注意，已经要求公开Spring bean ajaxSampleSvc。DWR将自动找到由应用程序设置的SpringApplicationContext。为此，必须使用标准的servlet过滤器ContextLoaderListener来初始化Spring ApplicationContext。

DWR被设置为一个servlet，所以把它的定义添加到web.xml：

Ajax Examples

org.springframework.web.context.ContextLoaderListener

ajax_sample

com.tearesolutions.web.AjaxSampleServlet

dwr-invoker

DWR Servlet

Direct Web Remoter Servlet

uk.ltd.getahead.dwr.DWRServlet

debug

true

ajax_sample

/ajax_sample

dwr-invoker

/dwr/*

做完这些之后，可以加载

，看看哪些服务可用。结果如下：

图3. 可用的服务

单击ajaxSampleSvc链接，查看有关如何在HTML页面内直接使用服务的示例实现。其中包含的两个JavaScript文件完成了大部分的功能：

ajaxSampleSvc.js是动态生成的：

function ajaxSampleSvc() { }

ajaxSampleSvc.castVote = function(callback, p0)

{

DWREngine._execute(callback, ‘/ajax-demo/dwr’,

‘ajaxSampleSvc’, ‘castVote’, p0);

}

现在可以使用JavaScript对象ajaxSampleSvc替换所有的XmlHttpRequest代码，从而重构raw-ajax.html文件。可以在dwr-ajax.html文件中看到改动的结果；下面是新的JavaScript函数：

function castVote(rank) {

ajaxSampleSvc.castVote(processResponse, rank);

}

function processResponse(data) {

var voteText = “Thanks for Voting!”

+ “Current ranking: ” + data.voteAverage

+ ” out of 5″

+ “Number of votes placed: ”

+ data.numberOfVotes + “”;

‘votes’).innerHTML = voteText;

}

惊人地简单，不是吗？由ajaxSampleSvc对象返回的Article域对象序列化为一个JavaScript对象，允许在它上面调用诸如numberOfVotes()和voteAverage()之类的方法。在动态生成并插入到DIV元素“votes”中的HTML代码内使用这些数据。

下一步工作

在后续文章中，我将继续有关Ajax的话题，涉及下面这些方面：

Ajax更佳实践

像许多技术一样，Ajax是一把双刃剑。对于一些用例，其应用程序其实没有必要使用Ajax，使用了反而有损可用性。我将介绍一些不适合使用的模式，突出说明Ajax的一些消极方面，并展示一些有助于缓和这些消极方面的机制。例如，对Netflix电影浏览器来说，Ajax是合适的解决方案吗？或者，如何提示用户确实出了一些问题，而再次单击按钮也无济于事？

管理跨请求的状态

在使用Ajax时，最初的文档DOM会发生一些变化，并且有大量的页面状态信息存储在客户端变量中。当用户跟踪一个链接到应用程序中的另一个页面时，状态就丢失了。当用户按照惯例单击Back按钮时，呈现给他们的是缓存中的初始页面。这会使用户感到非常迷惑！

调试技巧

使用JavaScript在客户端执行更多的工作时，如果事情不按预期方式进行，就需要一些调试工具来帮助弄清出现了什么问题。

结束语

本文介绍了Ajax方法，并展示了如何使用它来创建一个动态且响应灵敏的Web应用程序。通过使用DWR框架，可以轻松地把Ajax融合到站点中，而无需担心所有必须执行的实际管道工作。

特别感谢Getahead IT咨询公司的Joe Walker和他的团队开发出DWR这样神奇的工具。感谢你们与世界共享它！

下载

本文中演示的应用程序源代码可供下载：ajax-demo.war（1.52 MB）。

参考资料

——Getahead IT咨询公司。

Jesse James Garrett所撰写的“Ajax: A New Approach to Web Applications”（Adaptive Path，2023年二月）。