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前端的數(shù)據(jù)存儲方式，你除了用過 Cookies、localStorage 和 sessionStorage 外，還有用過其它的存儲方式么?其實(shí)除了前面提到的 3 種存儲方式，目前主流的瀏覽器還支持 Web SQL 和 IndexedDB。
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目前市場上主流的瀏覽器有 Chrome 、Safari、Firefox、Opera、UC Browser 和 Internet Explorer 等，其中截止 2020 年 5 月，Chrome 的市場占有率為 「63.93%」，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過第二名 Safari 瀏覽(「18.19%」)。
這里我們以市場占有率第一的 Chrome 瀏覽器為例，來了解一下它支持的所有存儲方案：
(打開 Chrome 開發(fā)者工具，切換至 Application 欄位)
在介紹目前比較流行的一些開源的前端存儲方案之前，阿寶哥先分享一些與存儲有關(guān)，有趣好玩的開源庫。
一、有趣好玩的開源庫
1.1 Sharedb
- Realtime database backend based on Operational Transformation (OT)。
- https://github.com/share/sharedb
ShareDB 是一個(gè)基于 JSON 文檔操作轉(zhuǎn)換(OT)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫后端。它是 DerbyJS Web 應(yīng)用程序框架的實(shí)時(shí)后端。
「示例1：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步」
「示例2：展示實(shí)時(shí)查詢的排行榜應(yīng)用程序」
1.2 ImmortalDB
- A relentless key-value store for the browser。
- https://github.com/gruns/ImmortalDB
ImmortalDB 是在瀏覽器中存儲持久鍵值數(shù)據(jù)的最佳方法。保存到 ImmortalDB 的數(shù)據(jù)被冗余地存儲在 Cookies，IndexedDB 和 localStorage 中，并且如果其中的任何數(shù)據(jù)被刪除或損壞，它們將不斷進(jìn)行自我修復(fù)。
例如，清除 Cookie 是一種常見的用戶操作，即使對于非技術(shù)用戶也是如此。在存儲壓力下，瀏覽器在沒有警告的情況下隨意刪除 IndexedDB、localStorage 或 sessionStorage。
「示例」
- import { ImmortalDB } from 'immortal-db'
- await ImmortalDB.set('name', 'semlinker'); // Set
- await ImmortalDB.get('name', default='lolo'); // Get
- await ImmortalDB.remove('name'); // Remove
1.3 web-storage-cache
對 localStorage 和 sessionStorage 進(jìn)行了擴(kuò)展，添加了超時(shí)時(shí)間，序列化方法。
https://github.com/wuchangming/web-storage-cache
WebStorageCache 對 HTML5 localStorage 和 sessionStorage 進(jìn)行了擴(kuò)展，「添加了超時(shí)時(shí)間，序列化方法」?？梢灾苯哟鎯?JSON 對象，同時(shí)可以非常簡單的進(jìn)行超時(shí)時(shí)間的設(shè)置。
優(yōu)化：WebStorageCache 自動(dòng)清除訪問的過期數(shù)據(jù)，避免了過期數(shù)據(jù)的累積。另外也提供了清除全部過期數(shù)據(jù)的方法：wsCache.deleteAllExpires();
「示例」
- var wsCache = new WebStorageCache();
- // 緩存字符串'wqteam' 到 'username' 中, 超時(shí)時(shí)間100秒
- wsCache.set('username', 'wqteam', {exp : 100});
- // 超時(shí)截止日期，可用使用Date類型
- var nextYear = new Date();
- nextYear.setFullYear(nextYear.getFullYear() + 1);
- wsCache.set('username', 'wqteam', {exp : nextYear});
- // 獲取緩存中 'username' 的值
- wsCache.get('username');
- // 緩存簡單js對象，默認(rèn)使用序列化方法為JSON.stringify。
- // 可以通過初始化wsCache的時(shí)候配置serializer.serialize
- wsCache.set('user', { name: 'Wu', organization: 'wqteam'});
1.4 lz-string
LZ-based compression algorithm for JavaScript。
https://github.com/pieroxy/lz-string/
lz-string 旨在滿足在 localStorage 中(尤其是在移動(dòng)設(shè)備上)存儲大量數(shù)據(jù)的需求。localStorage 通常限制為 5MB ~10MB，你可以通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以存儲更多的數(shù)據(jù)。
「示例」
- var string = "Hello, my name is semlinker";
- console.log("Size of sample is: " + string.length);
- var compressed = LZString.compress(string);
- console.log("Size of compressed sample is: " + compressed.length);
- string = LZString.decompress(compressed);
- console.log("Sample is: " + string);
下圖是使用官方在線示例進(jìn)行字符串壓縮測試的結(jié)果：
(圖片來源：https://pieroxy.net/blog/pages/lz-string/demo.html)
接下來我們開始來介紹一些主流的數(shù)據(jù)庫。
二、主流的數(shù)據(jù)庫
2.1 localForage
Offline storage, improved. Wraps IndexedDB, WebSQL, or localStorage using a simple but powerful API.
https://github.com/localForage/localForage
localForage 是一個(gè)快速簡單的 JavaScript 存儲庫。它通過使用類似于 localStorage 的簡單 API 來使用異步存儲(IndexedDB 或 WebSQL))，進(jìn)而改善你的 Web 應(yīng)用程序的離線體驗(yàn)。
對于不支持 IndexedDB 或 WebSQL 的瀏覽器，localForage 會使用 localStorage 進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。此外，localForage 還支持存儲所有可以序列化為 JSON 的原生 JS 對象以及 ArrayBuffers，Blob 和 TypedArrays。
localForage 主要支持的平臺：
- IE 10(IE 8+ 使用 localStorage)
- Opera 15(Opera 10.5+ 使用 localStorage)
- Firefox 18
- Safari 3.1(包括 Mobile Safari)
- Chrome 23、Chrome for Android 32
- Phonegap/Apache Cordova 1.2.0
2.2 PouchDB
- PouchDB is a pocket-sized database.
https://github.com/pouchdb/pouchdb
PouchDB 是一個(gè)瀏覽器內(nèi)數(shù)據(jù)庫，允許應(yīng)用程序在本地保存數(shù)據(jù)，以便用戶即使在離線時(shí)也可以享受應(yīng)用程序的所有功能。另外，數(shù)據(jù)在客戶端之間是同步的，因此用戶可以隨時(shí)隨地保持最新狀態(tài)。
PouchDB 也在 Node.js 中運(yùn)行，可以用作與 「CouchDB」 兼容的服務(wù)器的直接接口。該 API 在每個(gè)環(huán)境中工作都是相同的，因此你可以花更少的時(shí)間來擔(dān)心瀏覽器的差異，而花更多的時(shí)間來編寫干凈、一致的代碼。
PouchDB 支持所有現(xiàn)代瀏覽器：
- Firefox 29+ (Including Firefox OS and Firefox for Android)
- Chrome 30+
- Safari 5+
- Internet Explorer 10+
- Opera 21+
- Android 4.0+
- iOS 7.1+
- Windows Phone 8+
PouchDB 在幕后使用 IndexedDB，若當(dāng)前環(huán)境不支持 IndexedDB 則回退到 Web SQL。
2.3 Rxdb
A realtime Database for JavaScript Applications.
https://github.com/pubkey/rxdb
RxDB(Reactive Database 的縮寫)是 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，用于 JavaScript 應(yīng)用程序，如網(wǎng)站，混合應(yīng)用程序，Electron Apps，Progressive Web Apps 和 Node.js。響應(yīng)式意味著你不僅可以查詢當(dāng)前狀態(tài)，還可以訂閱所有狀態(tài)更改，比如查詢的結(jié)果或文檔的單個(gè)字段。
這對于基于 UI 的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序非常有用，因?yàn)樗子陂_發(fā)，并且具有很大的性能優(yōu)勢。為了在客戶端和服務(wù)器之間復(fù)制數(shù)據(jù)，RxDB 提供了用于與任何 CouchDB 兼容端點(diǎn)以及自定義 GraphQL 端點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)復(fù)制的模塊。
RxDB 支持以下特性：
- Mango-Query：支持 mquery API 從集合中獲取數(shù)據(jù)，支持鏈?zhǔn)降?mongoDB 查詢風(fēng)格。
- Replication：因?yàn)?RxDB 依賴于 PouchDB，因此很容易實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)同步。
- Reactive：RxDB 使得同步 DOM 的狀態(tài)變得很簡單。
- MultiWindow/Tab：當(dāng) RxDB 的兩個(gè)實(shí)例使用相同的存儲引擎，它們的狀態(tài)和操作流將會被廣播。這意味著對于兩個(gè)瀏覽器窗口，窗口 #1 的數(shù)據(jù)變化也會自動(dòng)影響窗口 #2 的數(shù)據(jù)狀態(tài)。
- Schema：通過 jsonschema 來定義 Schemas，它們用來描述數(shù)據(jù)格式。
- Encryption：通過將模式字段設(shè)置為encrypted，該字段的值將以加密模式存儲，沒有密碼就無法讀取。
2.4 NeDB
The JavaScript Database, for Node.js, nw.js, electron and the browser.
https://github.com/louischatriot/nedb
NeDB 是一個(gè) JavaScript 數(shù)據(jù)庫，能夠運(yùn)行在 Node.js、nw.js、Electron 和瀏覽器環(huán)境。它是使用純的 JavaScript 實(shí)現(xiàn)，不依賴其它庫，提供的 API 是 MongoDB API 的子集，重要的是它的速度非?？欤?/p>
- 插入：10,680 ops/s
- 查找：43,290 ops/s
- 更新：8,000 ops/s。
- 刪除：11,750 ops/s。
ops (operation per second) 即表示每秒操作的次數(shù)。
2.5 Dexie.js
A Minimalistic Wrapper for IndexedDB.
https://github.com/dfahlander/Dexie.js
Dexie.js 是 IndexedDB 的包裝庫，它提供了一套經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的 API，強(qiáng)大的錯(cuò)誤處理，較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，此外它能夠跟蹤數(shù)據(jù)變化，支持 KeyRange (搜索不區(qū)分大小寫，可設(shè)置匹方式和 OR 操作)。
Dexie.js 主要為了解決原生 IndexedDB API 中存在的三個(gè)主要問題：
- 異常錯(cuò)誤處理。
- 較弱的查詢功能。
- 代碼復(fù)雜性。
為了便于開發(fā)者接入 Dexie.js，在 Dexie.js 官網(wǎng)中提供了豐富的示例：
- React + Dexie
- React + Redux + Dexie
- Dexie with Typescript
- Angular + Dexie
- Dexie with Electron
- Full Text Search
以上只列出部分示例，了解更多示例請?jiān)L問：Dexie.js - Samples(
https://dexie.org/docs/Samples)。最后我們來簡單介紹一下各種 Web 存儲方案。
三、各種 Web 存儲方案簡介
3.1 Cookie
HTTP Cookie(也叫 Web Cookie 或?yàn)g覽器 Cookie)是服務(wù)器發(fā)送到用戶瀏覽器并保存在本地的一小塊數(shù)據(jù)，它會在瀏覽器下次向同一服務(wù)器再發(fā)起請求時(shí)被攜帶并發(fā)送到服務(wù)器上。通常，它用于告知服務(wù)端兩個(gè)請求是否來自同一瀏覽器，如保持用戶的登錄狀態(tài)。
Cookie 主要用于以下三個(gè)方面：
- 會話狀態(tài)管理(如用戶登錄狀態(tài)、購物車、游戲分?jǐn)?shù)或其它需要記錄的信息);
- 個(gè)性化設(shè)置(如用戶自定義設(shè)置、主題等);
- 瀏覽器行為跟蹤(如跟蹤分析用戶行為等)。
Cookie 的特點(diǎn)：
- Cookie 的大小受限，一般為 4 KB;
- 同一個(gè)域名下存放 Cookie 的個(gè)數(shù)是有限制的，不同瀏覽器的個(gè)數(shù)不一樣，一般為 20 個(gè);
- Cookie 支持設(shè)置過期時(shí)間，當(dāng)過期時(shí)自動(dòng)銷毀;
- 每次發(fā)起同域下的 HTTP 請求時(shí)，都會攜帶當(dāng)前域名下的 Cookie;
- 支持設(shè)置為 HttpOnly，防止 Cookie 被客戶端的 JavaScript 訪問。
「示例1：簡單用法」
- document.cookie = "name=semlinker";
- document.cookie = "favorite_food=tripe";
- alert(document.cookie);
- // 顯示: name=semlinker;favorite_food=tripe
「示例2：得到名為 test2 的 cookie」
- document.cookie = "test1=Hello";
- document.cookie = "test2=World";
- var myCookie = document.cookie
- .replace(/(?:(?:^|.*;\s*)test2\s*\=\s*([^;]*).*$)|^.*$/, "$1");
- alert(myCookie);
3.2 localStorage
一種持久化的存儲方式，也就是說如果不手動(dòng)清除，數(shù)據(jù)就永遠(yuǎn)不會過期。它是采用鍵值對的方式存儲數(shù)據(jù)，按域名將數(shù)據(jù)分別保存到對應(yīng)數(shù)據(jù)庫文件里。相比 Cookie 來說，它能保存更大的數(shù)據(jù)。
localStorage 的特點(diǎn)：
- 大小限制為 5MB ~10MB;
- 在同源的所有標(biāo)簽頁和窗口之間共享數(shù)據(jù);
- 數(shù)據(jù)僅保存在客戶端，不與服務(wù)器進(jìn)行通信;
- 數(shù)據(jù)持久存在且不會過期，重啟瀏覽器后仍然存在;
- 對數(shù)據(jù)的操作是同步的。
「示例」
- // 通過setItem()增加一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- localStorage.setItem('myName', 'Semlinker');
- // 通過getItem()獲取某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- let me = localStorage.getItem('myName');
- // 通過removeItem()移除某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- localStorage.removeItem('myName');
- // 移除所有數(shù)據(jù)項(xiàng)
- localStorage.clear();
3.3 sessionStorage
與服務(wù)端的 session 類似，sessionStorage 是一種會話級別的緩存，關(guān)閉瀏覽器時(shí)數(shù)據(jù)會被清除。需要注意的是 sessionStorage 的作用域是窗口級別的，也就是說不同窗口之間保存的 sessionStorage 數(shù)據(jù)是不能共享的。
- sessionStorage 的特點(diǎn)：
- sessionStorage 的數(shù)據(jù)只存在于當(dāng)前瀏覽器的標(biāo)簽頁;
- 數(shù)據(jù)在頁面刷新后依然存在，但在關(guān)閉瀏覽器標(biāo)簽頁之后數(shù)據(jù)就會被清除;
- 與 localStorage 擁有統(tǒng)一的 API 接口;
- 對數(shù)據(jù)的操作是同步的。
「示例」
- // 通過setItem()增加一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- sessionStorage.setItem('myName', 'Semlinker');
- // 通過getItem()獲取某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- let me = sessionStorage.getItem('myName');
- // 通過removeItem()移除某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)
- sessionStorage.removeItem('myName');
- // 移除所有數(shù)據(jù)項(xiàng)
- sessionStorage.clear();
3.4 Web SQL
Web SQL 數(shù)據(jù)庫 API 實(shí)際上不是 HTML5 規(guī)范的一部分，而是一個(gè)單獨(dú)的規(guī)范，它引入了一組 API 來使用 SQL 來操作客戶端數(shù)據(jù)庫。需要注意的是，HTML5 已經(jīng)放棄 Web SQL 數(shù)據(jù)庫。
Web SQL Database 規(guī)范中定義的三個(gè)核心方法：
- openDatabase：這個(gè)方法使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫或新建數(shù)據(jù)庫來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對象;
- transaction：這個(gè)方法允許我們根據(jù)情況控制事務(wù)的提交或回滾;
- executeSql：這個(gè)方法用于執(zhí)行真實(shí)的 SQL 語句。
Web SQL 的特點(diǎn)(相比 Cookie、localStorage 與 sessionStorage)：
- Web SQL 能方便進(jìn)行對象存儲;
- Web SQL 支持事務(wù)，能方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)處理操作。
「示例」
- var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024);
- db.transaction(function (tx) {
- // 執(zhí)行查詢操作
- tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS LOGS (id unique, log)');
- // 執(zhí)行插入操作
- tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (1, "foobar")');
- tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (2, "logmsg")');
- });
3.5 IndexedDB
IndexedDB 是一種底層 API，用于客戶端存儲大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括文件、二進(jìn)制大型對象。該 API 使用索引來實(shí)現(xiàn)對該數(shù)據(jù)的高性能搜索。雖然 Web Storage 對于存儲較少量的數(shù)據(jù)很有用，但對于存儲更大量的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)來說，這種方法不太好用。IndexedDB 提供了一個(gè)解決方案。
IndexedDB 的特點(diǎn)：
- 存儲空間大：存儲空間可以達(dá)到幾百兆甚至更多;
- 支持二進(jìn)制存儲：它不僅可以存儲字符串，而且還可以存儲二進(jìn)制數(shù)據(jù);
- IndexedDB 有同源限制，每一個(gè)數(shù)據(jù)庫只能在自身域名下能訪問，不能跨域名訪問;
- 支持事務(wù)型：IndexedDB 執(zhí)行的操作會按照事務(wù)來分組的，在一個(gè)事務(wù)中，要么所有的操作都成功，要么所有的操作都失敗;
- 鍵值對存儲：IndexedDB 內(nèi)部采用對象倉庫(object store)存放數(shù)據(jù)。所有類型的數(shù)據(jù)都可以直接存入，包括 JavaScript 對象。對象倉庫中，數(shù)據(jù)以 “鍵值對” 的形式保存，每一個(gè)數(shù)據(jù)記錄都有對應(yīng)的主鍵，主鍵是獨(dú)一無二的，不能有重復(fù)，否則會拋出一個(gè)錯(cuò)誤。
- 數(shù)據(jù)操作是異步的：使用 IndexedDB 執(zhí)行的操作是異步執(zhí)行的，以免阻塞應(yīng)用程序。
「示例」
- var dbName = "my_db";
- var request = indexedDB.open(dbName, 2);
- request.onerror = function(event) {
- // 錯(cuò)誤處理
- };
- request.onupgradeneeded = function(event) {
- var db = event.target.result;
- // 建立一個(gè)對象倉庫來存儲我們客戶的相關(guān)信息，我們選擇 ssn 作為鍵路徑（key path）
- // 因?yàn)?nbsp;ssn 可以保證是不重復(fù)的
- var objectStore = db.createObjectStore("customers", { keyPath: "ssn" });
- // 建立一個(gè)索引來通過姓名來搜索客戶。名字可能會重復(fù)，所以我們不能使用 unique 索引
- objectStore.createIndex("name", "name", { unique: false });
- // 使用郵箱建立索引，我們確?？蛻舻泥]箱不會重復(fù)，所以我們使用 unique 索引
- objectStore.createIndex("email", "email", { unique: true });
- // 使用事務(wù)的 oncomplete 事件確保在插入數(shù)據(jù)前對象倉庫已經(jīng)創(chuàng)建完畢
- objectStore.transaction.oncomplete = function(event) {
- // 將數(shù)據(jù)保存到新創(chuàng)建的對象倉庫
- var customerObjectStore = db.transaction("customers", "readwrite").objectStore("customers");
- customerData.forEach(function(customer) {
- customerObjectStore.add(customer);
- });
- };
- };
篇幅有限這里我們只介紹了部分開源庫，其實(shí)還有一些其它成熟的開源庫，比如 lowdb(Local JSON Database)、Lovefield(Relational Database)和 LokiJS(NoSQL Database)等
分享名稱：前端存儲除了localStorage還有啥？
瀏覽地址：http://m.fisionsoft.com.cn/article/ccccssg.html
