基于反向Ajax技術(shù)的終端驅(qū)動(dòng)Web服務(wù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，Web服務(wù)應(yīng)用也是也來(lái)越廣泛，涉及到了各行各業(yè)，并且對(duì)于網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用有了更深層次的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。Ajax技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在Web架枸的系統(tǒng)中，但是傳統(tǒng)的Ajax不能滿足實(shí)時(shí)性較高的場(chǎng)景。因此通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端驅(qū)動(dòng)Web服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)推送的反向Ajax請(qǐng)求技術(shù)成為當(dāng)前熱門的前沿研究方向，并在很多的實(shí)際領(lǐng)域中得到實(shí)際應(yīng)用，如當(dāng)前廣泛被應(yīng)用的二維碼掃描后的頁(yè)面自動(dòng)跳轉(zhuǎn)等新成果。反向ajax Web開(kāi)發(fā)在最近幾年有了很大的發(fā)展，已經(jīng)超過(guò)了把靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)鏈接在一起的方法，這種做法引起瀏覽器刷新，等待頁(yè)面的加載。現(xiàn)在需要的通過(guò)Web來(lái)訪問(wèn)完全動(dòng)態(tài)應(yīng)用，這些通常需要盡快解決，提供實(shí)時(shí)的組件。本文通過(guò)對(duì)反向Ajax研究對(duì)于常用的反向Ajax請(qǐng)求的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)當(dāng)前反向Ajax請(qǐng)求具有的不足點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)有更好實(shí)時(shí)性和更低資源消耗量的反向Ajax請(qǐng)求方式。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng) Ajax技術(shù) 反向Ajax技術(shù) 二維碼 頁(yè)面跳轉(zhuǎn)

在最近的幾年時(shí)間中，Web 開(kāi)發(fā)技術(shù)發(fā)生了很大的變化。現(xiàn)在，我們需要的Web服務(wù)是能夠通過(guò) 快速Web、動(dòng)態(tài)訪問(wèn)應(yīng)用。目前Web的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了把各類靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)鏈接一起的方法，采用靜態(tài)頁(yè)面鏈接的方法在進(jìn)行頁(yè)面切換時(shí)能引起瀏覽器的頁(yè)面刷新，需要頁(yè)面發(fā)起Ajax請(qǐng)求，需要等待頁(yè)面回應(yīng)請(qǐng)求并且加載頁(yè)面。而現(xiàn)在的Web開(kāi)發(fā)希望目的是能通過(guò) Web頁(yè)面來(lái)訪問(wèn)完全動(dòng)態(tài)的應(yīng)用。而這樣的應(yīng)用往往都是要求有盡量快的響應(yīng)速度，幾乎接近與實(shí)時(shí)組建的響應(yīng)，與一般的實(shí)體客戶端軟件這些應(yīng)用通常需要盡可能的快，提供近乎實(shí)時(shí)的組件。因此，需要研究一種具有實(shí)時(shí)反應(yīng)速度，能夠及時(shí)響應(yīng)頁(yè)面的訪問(wèn)技術(shù)，反向 Ajax 的目的為了讓服務(wù)器將信息推送至客戶端。Ajax 請(qǐng)求發(fā)出在一般狀態(tài)下是不進(jìn)行狀態(tài)設(shè)定，使用時(shí)只能從客戶端到服務(wù)器端發(fā)起請(qǐng)求，服務(wù)器端對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行處理響應(yīng)。而該技術(shù)是通過(guò)使用虛擬的通信技術(shù)模擬現(xiàn)有的服務(wù)器端和客戶端之間形成的響應(yīng)式通信來(lái)繞過(guò)這一條件限制，達(dá)到客戶端可以反向獲取到服務(wù)器端提供的服務(wù)數(shù)據(jù)。

目前在Web頁(yè)面上的響應(yīng)方式主要有三種常用的技術(shù)，分別是Ajax技術(shù)、反向Ajax技術(shù)和WebSockets技術(shù)。他們分別應(yīng)用與不同的場(chǎng)景中：

Ajax技術(shù)為異步的 JavaScript 和 XML （Ajax），一種是可通過(guò) JavaScript 來(lái)訪問(wèn)的瀏覽器功能特性，允許腳本向幕后的網(wǎng)站發(fā)送一個(gè) HTTP 請(qǐng)求而又無(wú)需重新加載頁(yè)面。 Ajax 的出現(xiàn)已經(jīng)超過(guò)了10年，盡管其名字中包含了 XML，但您幾乎可以在 Ajax 請(qǐng)求中傳送任何的東西。最常使用的數(shù)據(jù)為 JSON，它與 JavaScript 語(yǔ)法非常接近并且消耗更少的帶寬。

1 反向Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)

反向 Ajax （Reverse Ajax） 原則上是能夠從服務(wù)器端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。在標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP Ajax 請(qǐng)求中：

數(shù)據(jù)是發(fā)送到服務(wù)器端的，反向 Ajax可以某些特定的方式來(lái)模擬發(fā)出一個(gè) Ajax請(qǐng)求，這些方式本文都會(huì)討論到，服務(wù)器就可以盡可能快地向客戶端發(fā)送事件（低延遲通信）。Ajax 請(qǐng)求默認(rèn)情況中是無(wú)狀態(tài)的，并且只能從客戶端向服務(wù)器端發(fā)出請(qǐng)求?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)使用技術(shù)模擬服務(wù)器端和客戶端之間的響應(yīng)式通信來(lái)跳過(guò)這一限制。反向Ajax請(qǐng)求主要采用的方式包括Polling，Piggyback等，在每種方式下都進(jìn)行相應(yīng)的請(qǐng)求處理，具有一些優(yōu)勢(shì)和缺陷。

1.1 Polling

輪詢（Polling）常用的包括HTTP 輪詢和 JSONP 輪詢，輪詢主要是進(jìn)行客戶端向服務(wù)器端發(fā)出請(qǐng)求以獲取服務(wù)器回顯數(shù)據(jù)的方式，這是一種典型的Ajax HTTP 請(qǐng)求。但是我們希望通過(guò)這樣的Ajax請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)反Ajax服務(wù)就需要做到客戶端盡快獲得服務(wù)器端的事件，客戶端連詢間隔（發(fā)起兩次的請(qǐng)求間隔時(shí)間）必須做到非常的小才能保證實(shí)現(xiàn)服務(wù)在向客戶端推送的結(jié)果。這樣的快速輪詢Ajax就是典型的HTTP 輪詢方式。JSONP 輪詢基本上與 HTTP 輪詢實(shí)現(xiàn)方式基本采用了同樣的方式。主要的不同之處在于JSONP輪詢是可以發(fā)送跨域請(qǐng)求（在不同域間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)請(qǐng)求服務(wù)）。通過(guò)HTTP輪詢實(shí)現(xiàn)反向Ajax請(qǐng)求如圖1所示。

雖然可以通過(guò)傳統(tǒng)的Ajax請(qǐng)求方式通過(guò)縮短發(fā)送間隔時(shí)間實(shí)現(xiàn)反向Ajax請(qǐng)求。但仍然存在著很明顯的缺陷，但凡請(qǐng)求的間隔時(shí)間縮短，瀏覽器端會(huì)發(fā)出許多請(qǐng)求數(shù)據(jù)，并且這些請(qǐng)求數(shù)據(jù)中的很多都不會(huì)有任何有效的數(shù)據(jù)返回，故這樣的方式會(huì)浪費(fèi)大量的計(jì)算資源和網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。

1.2 Piggyback

捎帶輪詢 （piggyback polling） 是在輪詢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化處理，主要優(yōu)化了不到數(shù)據(jù)返回的無(wú)效請(qǐng)求。因此捎帶輪詢是一種比輪詢更智能呢個(gè)的方式，它會(huì)將請(qǐng)求中的非必需請(qǐng)求（無(wú)數(shù)據(jù)返回的請(qǐng)求）進(jìn)行過(guò)濾刪除。這樣將不會(huì)受限于時(shí)間的間隔，因?yàn)榭蛻舳嗽谟行枰臅r(shí)候才會(huì)向服務(wù)器端發(fā)送請(qǐng)求，而與普通連詢不同之處主要在于請(qǐng)求響應(yīng)上。響應(yīng)被劃分為兩個(gè)部分：一是對(duì)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的響應(yīng)，二是對(duì)服務(wù)器事件的響應(yīng)，如果當(dāng)任何一部分有事件數(shù)據(jù)發(fā)生，服務(wù)器端都會(huì)對(duì) Ajax 請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)會(huì)返回一個(gè)混合的響應(yīng)數(shù)據(jù)會(huì)客戶端。通過(guò)piggyback 輪詢方式實(shí)現(xiàn)反向 Ajax請(qǐng)求如圖2所示。

通過(guò)實(shí)際方法的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)使用捎帶輪詢技術(shù)時(shí)，通常是客戶端向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)Ajax請(qǐng)求后才會(huì)觸發(fā)后續(xù)的混合響應(yīng)形成。這樣的方式使得客戶端的請(qǐng)求沒(méi)有不返回?cái)?shù)據(jù)的，因?yàn)榭蛻舳藢?duì)什么時(shí)候發(fā)送請(qǐng)求做了控制，有效提高處理資源和網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，降低了無(wú)效的消耗。并且該技術(shù)可以在所有的瀏覽器客戶端上應(yīng)用，不受服務(wù)器端功能限制。但是采用捎帶輪詢的方式也是存在著一個(gè)明顯的缺陷，就是在進(jìn)行Ajax請(qǐng)求時(shí)都要求客戶端優(yōu)先發(fā)起連接請(qǐng)求后才會(huì)主動(dòng)進(jìn)行事件推送服務(wù)，而客戶端沒(méi)有進(jìn)行請(qǐng)求發(fā)起時(shí)即使服務(wù)器有很多事件需要傳送到客戶端也不能將事件推送到客戶端。造成服務(wù)器端傳送事件的壅塞和推送服務(wù)的失敗。

2 反向Ajax技術(shù)優(yōu)化

使用了連詢或是捎帶連詢的反向 Ajax請(qǐng)求因?yàn)椴痪邆渖炜s性，沒(méi)能提供低延遲通信（只要事件一旦到達(dá)服務(wù)器端，它們就以最快的速度到達(dá)瀏覽器端），導(dǎo)致應(yīng)用非常受限。正式由于當(dāng)前使用的反向Ajax請(qǐng)求的推送服務(wù)存在以上的技術(shù)缺陷，使得反向推送服務(wù)發(fā)展受到了阻礙，因此我們希望對(duì)現(xiàn)有的反向Ajax技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

在優(yōu)化時(shí)使用了一種基于Web應(yīng)用模型Comet進(jìn)行事件推送，在此模型中，請(qǐng)求被發(fā)送到服務(wù)器端并且保持一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的存活期，一直到超時(shí)或是有服務(wù)器端事件的發(fā)生。在這個(gè)請(qǐng)求完成后，另外一個(gè)長(zhǎng)生存期的 Ajax 請(qǐng)求就被送去等待著另一服務(wù)器端事件。使用 Comet時(shí)Web 服務(wù)器可以在無(wú)需顯示請(qǐng)求的情況下給客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。在Comet模型中使用流 模式，在流模式下會(huì)打開(kāi)一個(gè)持久的連接，會(huì)保持一個(gè)較長(zhǎng)的生存期的請(qǐng)求，每一個(gè)到達(dá)服務(wù)器端的事件全部會(huì)通過(guò)這個(gè)同一連接來(lái)發(fā)送。因此采用Forever Iframe技術(shù)把客戶端通過(guò)這一連接請(qǐng)求發(fā)送過(guò)來(lái)的不同響應(yīng)分隔開(kāi)。而目前優(yōu)化實(shí)現(xiàn) Comet 采取的方法是打開(kāi)一個(gè)能到服務(wù)器端的 Ajax 請(qǐng)求然后等待其響應(yīng)。服務(wù)器端需要一些特殊的功能來(lái)允許請(qǐng)求被掛起，一旦有事件發(fā)生，服務(wù)器端就會(huì)在掛起的所有請(qǐng)求中送回響應(yīng)并關(guān)閉該請(qǐng)求，完全就像是關(guān)閉了 servlet 響應(yīng)的輸出流。然后客戶端使用這一響應(yīng)并且打開(kāi)一個(gè)新的到服務(wù)器端的長(zhǎng)生存期的 Ajax 請(qǐng)求，從而保證了長(zhǎng)生存期的Ajax請(qǐng)求。通過(guò)Comet方式實(shí)現(xiàn)反向Ajax請(qǐng)求如圖3所示。

使用Comet方式的反向Ajax請(qǐng)求主要的優(yōu)勢(shì)在于每個(gè)客戶端都會(huì)有一個(gè)持續(xù)連接到服務(wù)器端的通信鏈路。服務(wù)器端可以通過(guò)有事件到來(lái)時(shí)提交響應(yīng)，把事件推送給客戶端，或者也可以累積事件后進(jìn)行連續(xù)發(fā)送。因?yàn)榇嬖谡?qǐng)求需要保持長(zhǎng)時(shí)間打開(kāi)狀態(tài)，所以服務(wù)器端需要特別的功能來(lái)處理所有這些長(zhǎng)生存期請(qǐng)求，保證長(zhǎng)生存請(qǐng)求不會(huì)丟失和擁塞。

3 反向Ajax優(yōu)化模型Comet的應(yīng)用優(yōu)化

反向Ajax請(qǐng)求常被應(yīng)用于：

（1）Web網(wǎng)頁(yè)自動(dòng)彈出提示信息而無(wú)需用戶手動(dòng)的刷新頁(yè)面的功能；

（2）手機(jī)掃描頁(yè)面中的二維碼以后，進(jìn)行頁(yè)面的自動(dòng)跳轉(zhuǎn)功能；

（3）頁(yè)面聊天的聊天記錄自動(dòng)共享所有用戶功能等實(shí)際應(yīng)用。

在使用反向Ajax請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)的Web 服務(wù)器會(huì)給每一個(gè)連接創(chuàng)建一個(gè)線程，如果需要在大型應(yīng)用中使用 Comet模型，服務(wù)器端需維護(hù)大量并發(fā)的長(zhǎng)連接。在這種狀態(tài)下，服務(wù)器端考慮到負(fù)載均衡和集群技術(shù)；或在服務(wù)器端改進(jìn)長(zhǎng)連接。而且AJAX 的應(yīng)用使請(qǐng)求的出現(xiàn)次數(shù)變得更加的頻繁，但是 Comet則會(huì)很長(zhǎng)時(shí)間占用一個(gè)連接，這樣在大量連接出現(xiàn)的應(yīng)用背景下請(qǐng)求會(huì)變得效率非常低，大量的占用線程池里有限的線程數(shù)，甚至?xí)枞碌倪B接發(fā)起，給集中應(yīng)用部署帶來(lái)了很大困難。

針對(duì)這樣應(yīng)用問(wèn)題在使用反向Ajax請(qǐng)求時(shí)對(duì)Comet模型進(jìn)行應(yīng)用的優(yōu)化使得在應(yīng)用連接處于空閑時(shí)，將這個(gè)空閑連接分配的線程資源返送到線程池，返還資源還可以供新的連接使用；當(dāng)原來(lái)處于空閑的連接客戶發(fā)出新請(qǐng)求時(shí)，會(huì)從線程池中重新分配一個(gè)線程資源用來(lái)處理這個(gè)請(qǐng)求。這種狀態(tài)的優(yōu)化方式在連接處于空閑機(jī)率比較高、并發(fā)連接數(shù)目多的場(chǎng)景下， 的降低了服務(wù)器的資源負(fù)載。并且在采取這樣的優(yōu)化方式后還可以確保客戶端不工作時(shí)服務(wù)器端可以自動(dòng)釋放為這些連接分配的資源，有效防止服務(wù)器端出現(xiàn)內(nèi)存泄露，為正常服務(wù)提供了保障。

4 結(jié)論

本文對(duì)現(xiàn)有基于反向Ajax請(qǐng)求的Web服務(wù)器推送技術(shù)進(jìn)行了研究。針對(duì)反向Ajax請(qǐng)求存在的缺陷進(jìn)行分析，采取多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化保證Ajax請(qǐng)求的有效性和系統(tǒng)的可靠性。通過(guò)反向ajax Web開(kāi)發(fā)不止是把靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)鏈接在一起，這樣做會(huì)引起瀏覽器的刷新，要等待頁(yè)面的加載。現(xiàn)在需要能夠通過(guò)Web來(lái)訪問(wèn)的完全動(dòng)態(tài)的應(yīng)用，這些應(yīng)用通常以最快的速度，提供給Web頁(yè)面接近實(shí)時(shí)的組件服務(wù)。

Web框架過(guò)去通常依賴傳統(tǒng) “請(qǐng)求-響應(yīng)” 模式，該模式會(huì)導(dǎo)致頁(yè)面刷新，消耗大量的處理資源和網(wǎng)絡(luò)資源，限制了傳統(tǒng)模式的大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐。隨著反向Ajax等新技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，現(xiàn)在可以將事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的概念輕松應(yīng)用于 Web，獲得去耦合、可伸縮性和反應(yīng)性強(qiáng)等好處。更良好的用戶體驗(yàn)也會(huì)帶來(lái)新的商業(yè)應(yīng)用，帶來(lái)更多的技術(shù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介

肖婧（1982-），女，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院講師，主要從事計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)與數(shù)據(jù)分析的教學(xué)研究工作。

作者單位

石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 新疆維吾爾自治區(qū)石河子市 832000