概述

Ajax（Asynchronous JavaScript and XML，即异步 JavaScript 和 XML）技术用于与服务器交换数据并刷新部分页面，实现更好的用户体验。

Ajax 的核心对象是 XMLHttpRequest，通过 XMLHttpRequest 可以在不刷新页面的情况下请求特定 URL，获取数据。由微软实现并在 IE5 中支持，用于执行异步网络请求。虽然 Ajax 是 Asynchronous JavaScript+XML的缩写，但Ajax通信与数据格式无关，并不一定是XML格式。甚至支持 HTTP 以外的协议（如 file:// 和 FTP），尽管可能受到更多出于安全等原因的限制。

使用 Ajax 需要几个步骤：

创建 XMLHttpRequest 对象。发出 HTTP 请求。接收服务器传回的数据。更新网页数据。

总之，Ajax 就是通过 XMLHttpRequest 对象发出 HTTP 请求，得到服务器响应并处理。

创建 XMLHttpRequest

在所有现代浏览器都可以通过 XMLHttpRequest 构造函数创建对象：

let xhr = new XMLHttpRequest();

而在老版本 IE5 和 IE6 中使用 ActiveX 对象创建：

let xhr = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

使用 XMLHttpRequest

创建对象后，需要使用 XMLHttpRequest 对象调用 open(type, url, async) 方法并设置三个参数：

type：表示请求类型，如 "get" 、"post" 等。url：表示请求的url。async：表示请求是否异步。如 true表示异步请求，false表示同步请求，它会使JavaScript代码等待服务器响应之后再继续执行。请求

XMLHttpRequest 使用 open() 方法初始化一个请求，一共可以接收五个参数：

open(method, url, async, username, password): void;

method：字符串，表示要传入的HTTP方法，如/GET/POST/PUT/DELETE等。url：字符串，表示请求发送目标URL。async：布尔值，表示请求是否为异步，默认为true。如果值为false，send()方法只有等待收到服务器返回结果，才会进行下一步操作。参数可选。如果 multipart 属性为 true 则这个必须为 true，否则将引发异常。注意，主线程上的同步请求很容易破坏用户体验，应避免；实际上，许多浏览器已完全启用主线程上的同步XMLHttpRequest支持。在Worker中允许同步请求。username：字符串，表示用户名用于认证用途，默认为null。参数可选。password：字符串，表示密码用于认证用途，默认为null。参数可选。

因此，前两个参数是必须要添加的。请求初始化后，就可以调用send() 方法发出 HTTP 请求。如果是异步请求（默认异步请求），则此方法会在请求发送后立即返回；如果是同步请求，则此方法直接响应到达后才会返回。该方法有一个可选参数，作为请求主体，请求方法是GET/HEAD，则请求体设置为null。

send(body): void;

该方法的参数是 XMLHttpRequest 请求中要发送的数据体，可以设置的值为：

Document：发送 Document 类型的数据，但发送之前会被序列化。BodyInit：可以是 Blob/BufferSource/FormData/URLSearchParams/ReadableStream<Uint8Array>/string 这几种类型的数据。null。如果没有指定值，默认值就是 null。

因此，创建完XMLHttpRequest对象后，就会按顺序调用open()和send()方法来发送请求。而最常用的方法就是 GET 和 POST 方法。

GET

GET 请求方法，主要用于查询服务器信息。而查询的参数要正确编码并添加到URL后面，例如 example.jsp?username=Alpha&password=a123456，参数之间会用&符号分隔，然后才能传给 open() 方法。该方法最常见的错误就是格式不对，因此可以使用 encodeURIComponent() 函数对字符串进行编码。

let url = "example.jsp";url = addParam(url, "username", "Alpha");url = addParam(url, "password", "a123456");xhr.open('get', url, true);function addParam(url, name, value) {    url += (url.indexOf("?") == -1 ? "?" : "&");    url += encodeURIComponent(name) + "=" + encodeURIComponent(value);    return url;}

addParam() 函数保证 XMLHttpRequest 发送请求的 URL 格式正确。

POST

POST 请求方法，主要用于向服务器发送数据。POST 请求会在请求体中携带要提交的数据。POST 请求在传参上不用像 GET 请求那样将参数拼接在 URL 后面，而是使用 send() 方法来携带要提交的数据。

默认情况下，对服务器而言，POST 请求与HTML表单提交是不一样的。服务器逻辑需要读取原始 POST 数据才能取得浏览器发送的数据。不过，还可以使用 XML 模拟表单提交。为此，第一步需要把 Content-Type 头部设置为 "application/x-www-formurlencoded"，这是提交表单时使用的内容类型。第二步是创建对应格式的字符串。POST 数据此时使用与查询字符串相同的格式。如果网页中确实有一个表单需要序列化并通过 XMLHttpRequest 发送到服务器，则可以使用 serialize() 函数来创建相应的字符串，如下所示：

function submitData() {    let xhr = new XMLHttpRequest();    xhr.onreadystatechange = function() {        if (xhr.readyState == 4) {            if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status == 304) {                console.log(xhr.responseText);            } else {                alert("请求失败: " + xhr.status);            }        }    };    xhr.open("post", "example.jsp", true);    xhr.setRequestHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");    // ID为 user-info 的表单元素    let form = document.getElementById("user-info");    xhr.send(serialize(form));}

注意：POST 请求相比 GET 请求要占用更多资源。从性能方面说，发送相同数据的数据，GET请求比 POST 请求快两倍。

响应

当服务器收到请求并响应后，XMLHttpRequest 对象会有以下属性被填充数据：

status：响应的 HTTP 状态码。stautsText：响应的 HTTP 状态描述。response：响应的正文。responseText：作为响应体返回的文本。responseXML：如果响应的内容类型是 "text/xml"或"application/xml"，那就是包含响应数据的 XML DOM 文档。

一般都是通过 status 属性来确保响应是否成功返回。当 status 为 2xx 表示成功，为 304 表示资源未被修改，而是从缓存中取出的。这时的 responseText 或 responseXML 属性中会有内容。因此，我们可以使用 status 属性来判断响应是否有效，如下所示：

xhr.open("get", "example.txt", false);xhr.send(null);if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status == 304) {    console.log(xhr.responseText);} else {    console.log("Request was unsuccessful: " + xhr.status);}

response

XMLHttpRequest.response 属性返回响应的数据体（即 HTTP 响应的 body 部分）。返回的类型为 ArrayBuffer、Blob、Document、Object或DOMString中的一个。具体类型由 XMLHttpRequest.responseType 类型决定。

当请求尚未完成或尚未成功，该值为 null。但当 responseType 属性设置成 "text" 或空字符串("") 且当请求状态在LOADING时，response属性包含到目前为止该请求已经取得的内容。

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.onreadystatechange = function() {    if (xhr.readyState == 4) {        console.log(xhr.response);    }}

responseType

XMLHttpRequest.responseType 属性是一个字符串，返回响应数据的类型。允许手动设置返回数据的类型。如果设置为空字符串，则使用默认的"text"类型。

当 responseType 设置为一个特定的类型时，需确保服务器返回的类型和你所设置的类型是兼容的。如果不兼容，即使服务器返回了数据，数据也会变成null。responseType 属性支持以下几种值：

""：当responseType为空字符串时，与 text 相同，表示服务器返回文本数据。"arraybuffer"：表示服务器返回的是一个包含二进制数据的ArrayBuffer 对象。“blob”：表示服务器返回的是一个包含二进制数据的 Blob对象。“document”：表示服务器返回的是一个HTML Document 或 XML Document，这取决于接收数据的 MIME 类型。“json”：表示将接收到的服务器数据视为JSON来进行解析并得到。“text”：表示服务器返回的是以DOMString对象表示的文本。

上面几种类型之中，text类型适合大多数情况，而且直接处理文本也比较方便。document类型适合返回HTML/XML文档的情况，这意味着，对于那些打开 CORS 的网站，可以直接用 Ajax 抓取网页，然后不用解析 HTML 字符串，直接对抓取回来的数据进行 DOM 操作。blob 类型适合读取二进制数据，比如图片文件。XMLHttpRequest.responseType属性要在调用 open() 方法之后，并且在调用 send() 方法之前调用。

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open("GET", "example.jsp", true);xhr.responseType = "json";xhr.send(null);

readyState

XMLHttpRequest.readyState 属性返回一个无符号短整型数字，表示XMLHttpRequest对象的当前状态。该对象会返回以下某个值：

返回 0，未初始化（Uninitialized），状态为 UNSENT。表示代理被创建，但尚未调用 open() 方法。返回 1，状态为 Open 已打开（Open），状态为OPENED。表示 open() 方法已被调用，但尚未调用 send() 方法。返回 2，已发送（Sent），状态为HEADERS_RECEIVED。表示已调用 send() 方法，并且头部和状态已经可获得，但尚未收到响应。返回 3：接收中（Receiving），状态为LOADING。表示已经收到部分响应。返回 4：已完成（Complete），状态为DONE。表示请求操作已完成。意味着数据传输已经彻底完成或失败。

通信过程中，每当 XMLHttpRequest 对象状态发送变化，readyState 属性值就会被改变，并会触发 onreadystatechange事件。并且XMLHttpRequest对象调用abort()方法，终止请求，也会造成 readyState属性变化。为保证兼容性，onreadystatechange事件应在open()方法之前赋值。如下所示：

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.onreadystatechange = function() {    if (xhr.readyState == 4) {        if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status == 304) {            console.log(xhr.responseText);        } else {            alert("Request was unsuccessful: " + xhr.status);        }    }};xhr.open("get", "example.txt", true);xhr.send(null);

如果之前使用的是异步请求并想在响应之前取消，可以调用 abort() 方法：

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open("get", "example.jsp", true);setTimeout(function() {    if (xhr) {        xhr.abort();        xhr = null;    }}, 5000);	// 5秒后，终止 Ajax 请求

调用这个方法后，XMLHttpRequest 对象会停止触发事件，并阻止访问这个对象上任何与响应相关的属性，而 readyState 属性变为 4，status 属性变为 0 。中断请求后，应该取消对 XMLHttpRequest 对象的引用。由于内存问题，不推荐重用 XMLHttpRequest 对象。

HTTP头部

在 HTTP 的每次请求和响应中都会携带一些头部字段，默认请求下，XMLHttpRequest 请求会发送以下头部字段。

Accept：浏览器可以处理的内容类型。Accept-Charset：浏览器可以显示的字符集。Accept-Encoding：浏览器可以处理的压缩编码类型。Accept-Language：浏览器使用的语言。Connection：浏览器与服务器的连接类型。Cookie：页面中设置的 Cookie。Host：发送请求的页面所在地域。Referer：发送请求的页面的 URI。User-Agent：浏览器的用户代理字符串。

XMLHttpRequest对象通过一些方法暴露与请求和响应相关的头部字段。

setRequestHeader()

XMLHttpRequest.setRequestHeader() 方法是设置 HTTP 请求头部字段的方法。此方法接收两个参数：第一个参数是头部属性名，第二个参数是头部属性值。为保证请求头被发送，必须在 open() 之后，send() 之前调用。如果多次调用，设置同一个字段的值会合并成单一的值发送。如下所示：

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open("get", "example.jsp", true);xhr.setRequestHeader("Content-Type", "application/json");xhr.setRequestHeader("Custom-Header", "Custom-Value");xhr.send(null);

自定义头部要区别于浏览器正常发送的头部，否则会影响服务器正常响应。默认头部在有些浏览器上可以重写。而自定义一些 header 属性进行跨域请求时，可能会遇到 "not allowed by Access-Control-Allow-Headers in preflight response"，你可能需要在你的服务端设置 “Access-Control-Allow-Headers”。

getResponseHeader()/getAllResponseHeaders()

XMLHttpRequest.getResponseHeader() 方法用于返回 HTTP 响应头中指定的属性值。如果在返回时，有多个一样的名字，那么返回的值就是用逗号和空格分隔开的字符串。

而 XMLHttpRequest.getAllResponseHeaders() 方法返回所有的响应头，是以 CRLF 分隔（回车+换行）的字符串，如果没收到服务器回应，该属性为 null。以下就是该方法返回的字符串样子：

Access-Control-Allow-Credentials: trueAccess-Control-Allow-Headers: *Access-Control-Allow-Methods: POST, GET, OPTIONS, DELETEAccess-Control-Allow-Origin: *Access-Control-Max-Age: 3600Content-Length: 0Content-Type: application/json;charset=UTF-8Date: Sun, 13 Dec 2020 11:46:23 GMTServer: Apache-Coyote/1.1

通过解析以上头部字段的输出，就可以知道服务器发送的所有头部，而不需要单独去检查了。

withCredentials

XMLHttpRequest.withCredentials 属性是一个Boolean类型，用来指定跨域请求时，是否应带有用户信息（如Cookie和认证的HTTP头信息）。默认值是 false，即向 sample.com 发送跨域请求时，不会发送 sample.com 设置在本机上的 Cookie。

当需要跨域 AJAX 请求发送 Cookie 时，需要设置 XMLHttpRequest.withCredentials 为 true。同源请求无需设置。而想要这个属性生效，服务器需要显示返回 Access-Control-Allow-Credentials 头信息。

Access-Control-Allow-Credentials: true

注意：脚本总是遵守同源策略，无法从 document.cookie 或者 HTTP 响应的头信息中读取跨域的 Cookie，无论 XMLHttpRequest.withCredentials 的属性值是true或false。

abort()

XMLHttpRequest.abort() 方法用于终止已被发出的请求。当一个请求被终止，readyState 和 status 属性都会被置为 0。

事件

XMLHttpRequest 对象的事件基本上都和请求进度有关，以下列出与 XMLHttpRequest 对象有关的事件：

abort：请求中止时（比如用户取消）触发。如果发生错误导致中止，不会触发该事件。error：请求错误时触发。load：请求成功并完成响应时触发，不用检查 readyState 属性，可替代 readystatechange 事件。loadstart：请求成功时并接收到响应的第一个字节时触发。也适用于 <img> 和 <video 元素。loadend：请求成功并响应完成时，且在 error、abort、load 等事件之后触发。progress：在请求接收到数据时候被周期性触发。timeout：请求超时时触发。

触发的先后顺序为 loadstart > progress > error/abort/load > loadend。

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.onloadstart = function(event) {    console.log("请求开始：" + event);};xhr.addEventListener("progress", function(event) {    let divStatus = document.getElementById("status");    divStatus.innerHTML = event.lengthComputable;    if (event.lengthComputable) {        divStatus.innerHTML = divStatus.innerHTML + "\n" + "Received " + event.position + " of " +            event.total +            " bytes";    }}, false);xhr.onabort = function() {    console.log("请求中止");};xhr.onload = function(event) {    if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) ||        xhr.status === 304) {        console.log(xhr.responseText);    } else {        console.log("请求失败：" + xhr.status);    }};xhr.onerror = function(event) {    console.error("请求错误：" + event);};xhr.onloadend = function(event) {    console.log("请求完成：" + event);};xhr.ontimeout = function() {    console.error("请求超时。");};xhr.open("get", ";, true);xhr.timeout = 5000; // 5秒超时xhr.send(null);setTimeout(function () {    if (xhr) {        xhr.abort();        xhr = null;    }}, 4000);		// 4 秒之后，终止AJAX请求

其中，progress 事件触发会收到 event 对象，该属性包含 lengthComputable、position 和 totalSize 这三个属性:

lengthComputable：布尔值属性，表示进度信息是否可用。position：接收的字节数。total：响应的 Content-Length 头部定义的总字节数。进度事件

进度事件定义了客户端/服务端通信，用于测量如 HTTP 请求（XMLHttpRequest或<img>、<audio>、<video>、<style>、<link>等底层资源的加载）等底层流程进度的事件。继承于 Event。原生提供ProgressEvent()构造函数生成事件对象。如下所示：

ProgressEvent(type, {lengthComputable: boolean, loaded: number, total: number});

构造函数中有两个参数：

第一个参数返回的是字符串，表示事件的类型，这个参数是必须的。第二个参数是配置对象，表示事件的属性，该参数可选。除了继承 Event 接口的配置属性外，还可以是下面的属性，属性可选。lengthComputable：布尔值，表示加载的总量是否可以计算，默认是 false。loaded：整数，表示已经加载的量，默认是 0。total：整数，表示需要加载的总量，默认是 0。

进度相关的事件都是继承自 ProgressEvent 接口的，该接口用来描述外部资源加载的进度。而浏览器原生提供 ProgressEvent() 构造函数来生成事件实例。如下所示：

let event = new ProgressEvent(type, options);

而构造函数中接收的两个参数：第一个参数是字符串，表示事件的类型，这个参数是必须的；第二个参数是配置对象，表示事件的属性，该参数可选。配置对象除了可以使用 Event 接口的配置属性，还可以使用下面的属性，所有这些属性都是可选的。

lengthComputable：布尔值，表示加载的总量是否可以计算，默认是 false。loaded：整数，表示已经加载的量，默认是 0。total：整数，表示需要加载的总量，默认是 0。属性

ProgressEvent 除了从 Event 继承的属性与方法外，还有三个与构造函数中对应的三个属性。

ProgressEvent.lengthComputable：只读属性，是一个 Boolean 标志，指示基础流程是否可以计算总工作量和已经完成的工作量。换句话说，它告诉进度是否可测量。ProgressEvent.loaded：只读属性，表示一个 unsigned long long，代表基础流程已经完成的工作量。可以通过属性和 ProgressEvent.total 来计算完成的工作量。使用 HTTP 下载资源时，这仅代表内容本身的一部分，而不代表头和其它开销。ProgressEvent.total：只读属性，表示一个 unsigned long long，表示基础流程正在执行的工作总量。使用 HTTP 下载资源时，这仅代表内容本身，而不代表头和其它开销。

如果 ProgressEvent.lengthComputable 为 false，ProgressEvent.total 实际上是没有意义的。

XMLHttpRequest Level 2

XMLHttpRequest Level 2 是在 XMLHttpRequest Level 1 的基础上进一步的扩展。但并非所有浏览器都实现了 XMLHttpRequest Level 2 的所有功能，也可能只实现了部分功能。

FormData

在 XMLHttpRequest Level 2 中新增了 FormData 类型，主要用于将数据编译成键值对，使用XMLHttpRequest来发送数据。也用于创建与表单类似格式的数据。创建一个FormData对象，如下所示：

let data = new FormData();data.append("username", "Clark");data.append("account", "addie");let request = new XMLHttpRequest():request.open("post", ";);request.send(data);

append() 方法接收两个参数：键，相当于表单字段名；值，相当于表单字段名的值。当然，也可以直接给 FormData 构造函数传入表单元素，也可以将表单中的数据作为键值对填充进去，也可以附加额外的数据到FormData对象中：

let form = document.querySelector("form");let data = new FormData(form);data.append("serialnumber", 134);

而使用 FormData之后，可以不再需要给 XMLHttpRequest对象显式地设置任何请求头部。XMLHttpRequest对象能够识别作为 FormData对象传入的数据类型并自动配置相应的头部。

timeout

XMLHttpRequest.timeout 属性是一个表示发送数据后等待的毫秒数的一个整数，响应请求时间超出该属性设置的毫秒数，就会中断该请求。IE8 给 XMLHttpRequest 添加了该属性，并在 XMLHttpRequest Level 2 中添加了该特性。默认值为 0，当超时时，就会触发 timeout 事件。如下所示：

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.onreadystatechange = function() {    if (xhr.readyState === 4) {        if ((xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) || xhr.status === 304) {            console.log(xhr.responseText);        } else {            console.log("请求失败：" + xhr.status);        }    }};xhr.ontimeout = function() {    console.log("请求超时。" );};xhr.open("get", ";, true);xhr.timeout = 1000; // 1秒超时xhr.send(null);

上面的例子演示了设置超时timout属性值，超时后请求中断触发ontimeout事件，并将 status 属性值置 0。但readyState属性值仍为 4，因此也会调用onreadystatechange 事件。

upload

XMLHttpRequest.upload 属性会返回一个 XMLHttpRequestUpload 对象，代表上传进度。这个对象不透明，但作为一个 XMLHttpRequestEventTarget，可以通过对其绑定事件来追踪它的进度。

XMLHttpRequest.upload 属性可以监听 loadstart/progress/abort/error/load/timeout/loadend 这几种事件。

<body><progress id="uploadprogress" min="0" max="100" value="0">0</progress> <br><input type="file" id="upload_files" /> <br><button onclick="upload()">上传</button></body><script>    function upload() {        let resource = document.getElementsByTagName('input')[0].files[0];        // 此处进行 ajax 上传        let xhr = new XMLHttpRequest();        // 预置的 formdata 对象，详情查看 ajax level 2,        let data = new FormData();        data.append("resource", resource);        xhr.open("post", ";);        xhr.onload = function() {            if (xhr.status === 200) {                console.log("上传成功");            } else {                console.log("上传出错");            }        };        xhr.onerror = function(e) {            console.error('An error occurred while submitting the form. Maybe your file is too big');        };        // 上传进度事件        xhr.upload.addEventListener('progress', function (ev) {           if (ev.lengthComputable) {               let complete = (ev.loaded / ev.total * 100 | 0);               let progress = document.getElementById('uploadprogress');               progress.value = complete;           }        });        xhr.send(data);    }</script>

当进行上传操作时，如果要跨域上传，需要在服务器设置 CORS。

跨源资源共享（CORS，Cross-Origin Resource Sharing）定义浏览器与服务器如何实现跨源通信。使得 XMLHttpRequest 请求克服了同源使用的限制。简单的授权访问，在服务器设置请求头：

Access-Control-Allow-Origin: *Access-Control-Allow-Methods: POST, GET, OPTIONS, DELETEAccess-Control-Max-Age: 3600Access-Control-Allow-Headers: Content-Type,X-Requested-With,accept,Origin,Access-Control-Request-Method,Access-Control-Request-Headers

overrideMimeType()

XMLHttpRequest.overrideMimeType() 方法用来重写 XMLHttpRequest 响应的 MIME 类型。是 Firefox 首次引入，在 XMLHttpRequest Level 2 中添加了该方法。因为响应返回的 MIME 类型决定了 XMLHttpRequest 对象如何处理响应。例如服务器实际发送的是 XML数据，但响应头中MIME类型设置的是text/plain，浏览器不会自动解析，responseXML属性值是null。此时调用overrideMimeType() 可以保证将响应当成 XML 而不是纯文本来处理：

let xhr = new XMLHttpRequest();xhr.open("get", "example.jsp", true);xhr.overrideMimeType("text/xml");xhr.send(null);

注意：为了正确覆盖响应的 MIME 类型，该方法必须在 send() 方法之前调用。

小结

Ajax 是无需刷新当前页面即可从服务器获取数据的一种方法，其中核心对象是 XMLHttpRequest，最早由微软发明，并在 IE5 中引入。之后，其它浏览器都实现了该对象。W3C 虽然也引入了 Web 标准。虽然不同浏览器有些差异，但基本使用是相对较规范的，因此可以放心使用。