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浏览器数据库 IndexedDB
随着浏览器的功能不断增强,越来越多的网站开始考虑,将大量数据储存在客户端,这样可以减少从服务器获取数据,直接从本地获取数据。
现有的浏览器数据储存方案,都不适合储存大量数据:Cookie 的大小不超过4KB,且每次请求都会发送回服务器;LocalStorage 在 2.5MB 到 10MB 之间(各家浏览器不同),而且不提供搜索功能,不能建立自定义的索引。所以,需要一种新的解决方案,这就是 IndexedDB 诞生的背景。
- IndexedDB 就是浏览器提供的本地数据库,它可以被网页脚本创建和操作。IndexedDB 允许储存大量数据,提供查找接口,还能建立索引。
- IndexedDB 不属于关系型数据库(不支持 SQL 查询语句),更接近 NoSQL 数据库。
关系型数据库和非关系型数据库
关系型数据库:对一致性要求非常严格,例如要写入100个数据,前99个成功了,结果第100个不合法,此时事务会回滚到最初状态。这样保证事务结束和开始时候的存储数据处于一致状态。非常适合银行这种对数据一致性要求非常高的场景。但是,这种一致性保证是牺牲了一部分性能的。
非关系型数据库:不保证一致性但性能更优;数据结构不固定,非常容易扩展。
对比:,“关系型数据库”稳重持久,“非关系型数据库”迅速灵动。在前端领域,Web SQL Database是“关系型数据库”,indexedDB是“非关系型数据库”。
IndexedDB 具有以下特点
- 键值对储存。 IndexedDB 内部采用对象仓库(object store)存放数据。所有类型的数据都可以直接存入,包括 JavaScript 对象。对象仓库中,数据以”键值对”的形式保存,每一个数据记录都有对应的主键,主键是独一无二的,不能有重复,否则会抛出一个错误。
- 异步。 IndexedDB 操作时不会锁死浏览器,用户依然可以进行其他操作,这与 LocalStorage 形成对比,后者的操作是同步的。异步设计是为了防止大量数据的读写,拖慢网页的表现。
- 支持事务。 IndexedDB 支持事务(transaction),这意味着一系列操作步骤之中,只要有一步失败,整个事务就都取消,数据库回滚到事务发生之前的状态,不存在只改写一部分数据的情况。 每次操作数据库都必须创建一个事务,2个参数(表名,是否可读写) db.transaction(storeName, ‘readwrite’)
- 同源限制 IndexedDB 受到同源限制,每一个数据库对应创建它的域名。网页只能访问自身域名下的数据库,而不能访问跨域的数据库。
- 储存空间大 IndexedDB 的储存空间比 LocalStorage 大得多,一般来说不少于 250MB,甚至没有上限。
- 支持二进制储存。 IndexedDB 不仅可以储存字符串,还可以储存二进制数据(ArrayBuffer 对象和 Blob 对象)。
数据库中的事务-transaction
数据库的事务(英文为’transaction’),我们可以理解为对数据库的操作,而且专指一个序列上的操作。举个例子,银行转账,一个账号钱少了然后另一个账号钱多了,这两个操作要么都执行,要么都不执行。像这种操作就可以看成一个事务。事务的提出主要是为了保证并发情况下保持数据一致性。
关系型数据库中的事务具有下面4个基本特征
- 原子性(Atomicity):事务中的所有操作作为一个整体提交或回滚。
- 一致性(Consistemcy):事物完成时,数据必须是一致的,以保证数据的无损。
- 隔离性(Isolation):对数据进行修改的多个事务是彼此隔离的。
- 持久性(Durability):事务完成之后,它对于系统的影响是永久的,该修改即使出现系统故障也将一直保留。
IndexedDB 基本概念
IndexedDB API
- 数据库:IDBDatabase 对象
- 对象仓库:IDBObjectStore 对象
- 索引: IDBIndex 对象
- 事务: IDBTransaction 对象
- 操作请求:IDBRequest 对象
- 指针: IDBCursor 对象
- 主键集合:IDBKeyRange 对象
数据库
数据库是一系列相关数据的容器。每个域名(严格的说,是协议 + 域名 + 端口)都可以新建任意多个数据库。
IndexedDB 数据库有版本的概念。同一个时刻,只能有一个版本的数据库存在。如果要修改数据库结构(新增或删除表、索引或者主键),只能通过升级数据库版本完成。
对象仓库
每个数据库包含若干个对象仓库(object store)。它类似于关系型数据库的表格。
数据记录
对象仓库保存的是数据记录。每条记录类似于关系型数据库的行,但是只有主键和数据体两部分。主键用来建立默认的索引,必须是不同的,否则会报错。主键可以是数据记录里面的一个属性,也可以指定为一个递增的整数编号。
{ id: 1, text: 'foo' }
上面的对象中,id属性可以当作主键。数据体可以是任意数据类型,不限于对象。
索引
为了加速数据的检索,可以在对象仓库里面,为不同的属性建立索引。
事务
数据记录的读写和删改,都要通过事务完成。事务对象提供error、abort和complete三个事件,用来监听操作结果。
indexedDb 数据库创建
1、判断兼容性
var indexedDB =window.indexedDB ||window.webkitIndexedDB ||window.mozIndexedDB || window.msIndexedDB; if (!indexedDB) { console.log('你的浏览器不支持IndexedDB'); }
1、打开数据库
使用 IndexedDB 的第一步是打开数据库,使用indexedDB.open()方法
var request = window.indexedDB.open(databaseName, version);
这个方法接受两个参数,第一个参数是字符串,表示数据库的名字。如果指定的数据库不存在,就会新建数据库。第二个参数是整数,表示数据库的版本。如果省略,打开已有数据库时,默认为当前版本;新建数据库时,默认为1。
indexedDB.open()方法返回一个 IDBRequest 对象。这个对象通过三种事件error、success、upgradeneeded,处理打开数据库的操作结果。
request.onsuccess = function (event) { console.log('打开数据库成功'); }; request.onerror = function (event) { console.log('打开数据库失败'); }
open方法并不会返回一个DB对象,而是返回了一个IDBOpenDBRequest对象,我们通常用到的的DB对象在result属性中:
除了result之外,还有其他的一些属性:
- onerror: 请求失败的回调函数句柄
- onsuccess:请求成功的回调函数句柄
- onupgradeneeded:请求数据库版本变化句柄,当数据版本和数据库当前版本号不一致时就会调用,但是当传入的数据库版本低于数据库的版本号时将会报错,也就是调用onerror
2 新建数据库、对象仓库
新建数据库与打开数据库是同一个操作。如果指定的数据库不存在,就会新建。不同之处在于,后续的操作主要在upgradeneeded事件的监听函数里面完成,因为这时版本从无到有,所以会触发这个事件。数据初始化回调函数 早于 创建的成功回调。
通常,新建数据库以后,第一件事是新建对象仓库(即新建表)。
request.onupgradeneeded = function(event) { db = event.target.result; var objectStore = db.createObjectStore('person', { keyPath: 'id' }); }
上面代码中,数据库新建成功以后,新增一张叫做person的表格,主键是id。
更好的写法是先判断一下,这张表格是否存在,如果不存在再新建。
request.onupgradeneeded = function (event) { db = event.target.result; var objectStore; if (!db.objectStoreNames.contains('person')) { objectStore = db.createObjectStore('person', { keyPath: 'id' }); } }
主键(key)是默认建立索引的属性。比如,数据记录是{ id: 1, name: ‘张三’ },那么id属性可以作为主键。主键也可以指定为下一层对象的属性,比如{ foo: { bar: ‘baz’ } }的foo.bar也可以指定为主键。
如果数据记录里面没有合适作为主键的属性,那么可以让 IndexedDB 自动生成主键。
var objectStore = db.createObjectStore( 'person', { autoIncrement: true } );
上面代码中,指定主键为一个递增的整数。
3、 新增索引
新建对象仓库以后,下一步可以新建索引。
request.onupgradeneeded = function(event) { db = event.target.result; var objectStore = db.createObjectStore('person', { keyPath: 'id' }); objectStore.createIndex('name', 'name', { unique: false }); objectStore.createIndex('email', 'email', { unique: true }); }
上面代码中,IDBObject.createIndex()的三个参数分别为索引名称、索引所在的属性、配置对象(说明该属性是否包含重复的值)。
4、 新增数据
新增数据指的是向对象仓库写入数据记录。这需要通过事务完成。
function add() { var request = db.transaction(['person'], 'readwrite') .objectStore('person') .add({ id: 1, name: '张三', age: 24, email: 'zhangsan@example.com' }); request.onsuccess = function (event) { console.log('数据写入成功'); }; request.onerror = function (event) { console.log('数据写入失败'); } } add();
上面代码中,写入数据需要新建一个事务。新建时必须指定表格名称和操作模式(”只读”或”读写”)。新建事务以后,通过IDBTransaction.objectStore(name)方法,拿到 IDBObjectStore 对象,再通过表格对象的add()方法,向表格写入一条记录。
写入操作是一个异步操作,通过监听连接对象的success事件和error事件,了解是否写入成功。
5、 读取数据
读取数据也是通过事务完成。
function read() { var transaction = db.transaction(['person']); var objectStore = transaction.objectStore('person'); var request = objectStore.get(1); request.onerror = function(event) { console.log('事务失败'); }; request.onsuccess = function( event) { if (request.result) { console.log('Name: ' + request.result.name); console.log('Age: ' + request.result.age); console.log('Email: ' + request.result.email); } else { console.log('未获得数据记录'); } }; } read();
上面代码中,objectStore.get()方法用于读取数据,参数是主键的值
6、 遍历数据
遍历数据表格的所有记录,要使用指针对象 IDBCursor。
function readAll() { var objectStore = db.transaction('person').objectStore('person'); objectStore.openCursor().onsuccess = function (event) { var cursor = event.target.result; if (cursor) { console.log('Id: ' + cursor.key); console.log('Name: ' + cursor.value.name); console.log('Age: ' + cursor.value.age); console.log('Email: ' + cursor.value.email); cursor.continue(); } else { console.log('没有更多数据了!'); } }; } readAll();
上面代码中,新建指针对象的openCursor()方法是一个异步操作,所以要监听success事件。
7、 更新数据
更新数据要使用IDBObject.put()方法。
function update() { var request = db.transaction(['person'], 'readwrite') .objectStore('person') .put({ id: 1, name: '李四', age: 35, email: 'lisi@example.com' }); request.onsuccess = function (event) { console.log('数据更新成功'); }; request.onerror = function (event) { console.log('数据更新失败'); } } update();
上面代码中,put()方法自动更新了主键为1的记录。
8、 删除数据
IDBObjectStore.delete()方法用于删除记录。
function remove() { var request = db.transaction(['person'], 'readwrite') .objectStore('person') .delete(1); request.onsuccess = function (event) { console.log('数据删除成功'); }; } remove();
9、 使用索引
索引的意义在于,可以让你搜索任意字段,也就是说从任意字段拿到数据记录。如果不建立索引,默认只能搜索主键(即从主键取值)。
假定新建表格的时候,对name字段建立了索引。
objectStore.createIndex('name', 'name', { unique: false });
现在,就可以从name找到对应的数据记录了。
var transaction = db.transaction(['person'], 'readonly'); var store = transaction.objectStore('person'); var index = store.index('name'); var request = index.get('李四'); request.onsuccess = function (e) { var result = e.target.result; if (result) { // ... } else { // ... } }
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