瀏覽器存儲的不同類型你知道幾個？

作者：張張 2020-11-17 08:07:29

在后端開發中，存儲是工作的常見部分。應用程序數據存儲在數據庫中，文件存儲在對象存儲中，瞬態數據存儲在高速緩存中……似乎存在無限種存儲任何類型數據的可能性。

在后端開發中，存儲是工作的常見部分。應用程序數據存儲在數據庫中，文件存儲在對象存儲中，瞬態數據存儲在高速緩存中……似乎存在無限種存儲任何類型數據的可能性。但是，數據存儲不僅限于后端，前端(瀏覽器)還具有許多存儲數據的選項。我們可以通過利用這種存儲方式來提升我們的應用性能，保存用戶的偏好，在多個會話，甚至不同的計算機上保持應用狀態。

在本文中，我們將通過不同的可能性在瀏覽器中存儲數據。我們將涵蓋每種方法的三個用例，以掌握其利弊。最后，你將能夠決定什么存儲是最適合你的用例。

讓我們開始吧!

localStorage API

localStorage 是瀏覽器中最受歡迎的存儲選項之一，也是許多開發人員的首選。數據跨會話存儲，從不與服務器共享，并且可用于同一協議和域下的所有頁面。存儲空間限制為?5MB。

令人驚訝的是，谷歌Chrome團隊并不建議使用這個選項，因為它屏蔽了主線程，而且web workers和service workers無法訪問。他們推出了一個實驗：KV Storage[1]，作為一個更好的版本，但這只是一個試驗，似乎還沒有任何進展。

localStorage API 可作為 window.localStorage 使用，并且只能保存UTF-16字符串。在將數據保存到 localStorage 之前，我們必須確保將其轉換為字符串。主要的三個功能是：

setItem('key', 'value') 
 
getItem('key') 
 
removeItem('key')

它們都是同步的，因此使用起來很簡單，但是它們會阻塞主線程。

值得一提的是，localStorage 有一個稱為 sessionStorage 的雙胞胎。唯一的區別是，存儲在 sessionStorage 中的數據將僅持續當前會話，但API相同。

這個太簡單了，相信大家都用過。

IndexedDB API

IndexedDB是瀏覽器中的現代存儲解決方案。它可以存儲大量的結構化數據，甚至文件和Blob。和每一個數據庫一樣，IndexedDB對數據進行索引，以便高效地運行查詢。使用IndexedDB比較復雜，我們必須創建一個數據庫，表，并使用事務。

與 localStorage 相比，IndexedDB需要更多代碼。在例子中，我使用了原生API與Promise包裝器，但我強烈建議使用第三方庫來幫助你。我推薦的是localForage[2]，因為它使用了同樣的 localStorage API，但實現方式是逐步增強的，也就是說，如果你的瀏覽器支持IndexedDB，就會使用它;如果不支持，就會退回到 localStorage。

讓我們來編寫代碼，前往我們的用戶偏好示例吧!

<input type="checkbox" id="darkTheme" name="darkTheme" onclick='onChange(this);'> 
<label for="darkTheme">Dark theme</label><br>

let db; 
 
function toggle(on) { 
  if (on) { 
    document.documentElement.classList.add('dark');  
  } else { 
    document.documentElement.classList.remove('dark');     
  } 
} 
 
async function save(on) { 
  const tx = db.transaction('preferences', 'readwrite'); 
  const store = tx.objectStore('preferences'); 
  store.put({key: 'darkTheme', value: on}); 
  return tx.complete; 
} 
 
async function load() { 
  const tx = db.transaction('preferences', 'readonly'); 
  const store = tx.objectStore('preferences'); 
  const data = await store.get('darkTheme'); 
  return data && data.value; 
} 
 
async function onChange(checkbox) { 
  const value = checkbox.checked; 
  toggle(value); 
  await save(value); 
} 
 
function openDatabase() { 
  return idb.openDB('my-db', 1, { 
    upgrade(db) { 
      db.createObjectStore('preferences', {keyPath: 'key'}); 
    }, 
  }); 
} 
 
openDatabase() 
  .then((_db) => { 
    db = _db; 
    return load(); 
  }) 
  .then((initialValue) => { 
    toggle(initialValue); 
    document.querySelector('#darkTheme').checked = initialValue; 
  });

效果

idb 是我們使用的Promise包裝器，而不是使用基于事件的低級API。首先要注意的是，對數據庫的每次訪問都是異步的，這意味著我們不會阻塞主線程，與 localStorage 相比，這是一個主要優勢。

我們需要打開與數據庫的連接，以便在整個應用程序中都可以使用它進行讀寫。我們給數據庫起一個名字 my-db，一個模式版本 1，以及一個更新函數，以在版本之間應用更改，這與數據庫遷移非常相似。我們的數據庫架構很簡單：只有一個object store preferences。object store 等效于SQL表，要寫入或讀取數據庫，必須使用事務，這是使用IndexedDB的乏味部分。看一下演示中新的 save 和 load 功能。

毫無疑問，IndexedDB具有更多的開銷，并且與 localStorage 相比，學習曲線更陡峭。對于鍵值的情況，使用 localStorage 或第三方庫可能更有意義，它們將幫助我們提高效率。

<div id="loading">loading...</div> 
<ul id="list"> 
</ul>

let db; 
 
async function loadPokemons() { 
  const res = await fetch('https://pokeapi.co/api/v2/pokemon?limit=10'); 
  const data = await res.json(); 
  return data.results; 
} 
 
function removeLoading() { 
  const elem = document.querySelector('#loading'); 
  if (elem) { 
    elem.parentNode.removeChild(elem);  
  } 
} 
 
function appendPokemon(pokemon) { 
  const node = document.createElement('li'); 
  const textnode = document.createTextNode(pokemon.name); 
  node.appendChild(textnode); 
  document.querySelector('#list').appendChild(node); 
} 
 
function clearList() { 
  const list = document.querySelector('#list'); 
  while (list.firstChild) { 
    list.removeChild(list.lastChild); 
  } 
} 
 
function saveToCache(pokemons) { 
  const tx = db.transaction('pokemons', 'readwrite'); 
  const store = tx.objectStore('pokemons'); 
  pokemons.forEach(pokemon => store.put(pokemon)); 
  return tx.complete; 
} 
 
function loadFromCache() { 
  const tx = db.transaction('pokemons', 'readonly'); 
  const store = tx.objectStore('pokemons'); 
  return store.getAll(); 
} 
 
function openDatabase() { 
  return idb.openDB('my-db2', 1, { 
    upgrade(db) { 
      db.createObjectStore('pokemons', {keyPath: 'name'}); 
    }, 
  }); 
} 
 
openDatabase() 
  .then((_db) => { 
    db = _db; 
    return loadFromCache(); 
  }) 
  .then((cachedPokemons) => { 
    if (cachedPokemons) { 
      removeLoading(); 
      cachedPokemons.forEach(appendPokemon); 
      console.log('loaded from cache!'); 
    } 
    return loadPokemons(); 
  }) 
  .then((pokemons) => { 
    removeLoading(); 
    saveToCache(pokemons); 
    clearList(); 
    pokemons.forEach(appendPokemon); 
    console.log('loaded from network!'); 
  });

效果

你可以在此數據庫中存儲數百兆甚至更多。您可以將所有Pokémon存儲在IndexedDB中，并使其脫機甚至建立索引!這絕對是用于存儲應用程序數據的一種選擇。

我跳過了第三個示例的實現，因為與 localStorage 相比，IndexedDB在這種情況下沒有任何區別。即使使用 IndexedDB，用戶仍然不會與他人分享所選頁面，也不會將其作為書簽供將來使用。它們都不適合這個用例。

Cookies

使用cookies是一種獨特的存儲方式，這是唯一的與服務器共享的存儲方式。Cookies作為每次請求的一部分被發送。它可以是當用戶瀏覽我們的應用程序中的頁面或當用戶發送Ajax請求時。這樣我們就可以在客戶端和服務器之間建立一個共享狀態，也可以在不同子域的多個應用程序之間共享狀態。本文中介紹的其他存儲選項無法實現。需要注意的是：每個請求都會發送 cookie，這意味著我們必須保持 cookie 較小，以保持適當的請求大小。

Cookies的最常見用途是身份驗證，這不在本文的討論范圍之內。就像 localStorage 一樣，cookie只能存儲字符串。這些cookie被連接成一個以分號分隔的字符串，并在請求的cookie頭中發送。你可以為每個cookie設置很多屬性，比如過期、允許的域名、允許的頁面等等。

在例子中，我展示了如何通過客戶端來操作cookie，但也可以在你的服務器端應用程序中改變它們。

<input type="checkbox" id="darkTheme" name="darkTheme" onclick='onChange(this);'> 
<label for="darkTheme">Dark theme</label>

function getCookie(cname) { 
  const name = cname + '='; 
  const decoded = decodeURIComponent(document.cookie); 
  const split = decoded.split(';'); 
  const relevantCookie = split.find((cookie) => cookie.indexOf(`${cname}=`) === 0); 
  if (relevantCookie) { 
    return relevantCookie.split('=')[1]; 
  } 
  return null; 
} 
 
function toggle(on) { 
  if (on) { 
    document.documentElement.classList.add('dark');  
  } else { 
    document.documentElement.classList.remove('dark');     
  } 
} 
 
function save(on) { 
  document.cookie = `dark_theme=${on.toString()}; max-age=31536000; SameSite=None; Secure`; 
} 
 
function load() { 
  return getCookie('dark_theme') === 'true'; 
} 
 
function onChange(checkbox) { 
  const value = checkbox.checked; 
  toggle(value); 
  save(value); 
} 
 
const initialValue = load(); 
toggle(initialValue); 
document.querySelector('#darkTheme').checked = initialValue;

效果還是跟前面一樣

將用戶的喜好保存在cookie中，如果服務器能夠以某種方式利用它，就可以很好地滿足用戶的需求。例如，在主題用例中，服務器可以交付相關的CSS文件，并減少潛在的捆綁大小(在我們進行服務器端渲染的情況下)。另一個用例可能是在沒有數據庫的情況下，在多個子域應用之間共享這些偏好。

用JavaScript讀寫cookie并不像您想象的那么簡單。要保存新的cookie，您需要設置 document.cookie ——在上面的示例中查看 save 函數。我設置了 dark_theme cookie，并給它添加了一個 max-age 屬性，以確保它在關閉標簽時不會過期。另外，我添加 SameSite 和 Secure 屬性。這些都是必要的，因為CodePen使用iframe來運行這些例子，但在大多數情況下你并不需要它們。讀取一個cookie需要解析cookie字符串。

Cookie字符串如下所示：

key1=value1;key2=value2;key3=value3

因此，首先，我們必須用分號分隔字符串。現在，我們有一個形式為 key1=value1 的Cookie數組，所以我們需要在數組中找到正確的元素。最后，我們將等號分開并獲得新數組中的最后一個元素。有點繁瑣，但一旦你實現了 getCookie 函數(或從我的例子中復制它：P)，你就可以忘記它。

將應用程序數據保存在cookie中可能是個壞主意!它將大大增加請求的大小，并降低應用程序性能。此外，服務器無法從這些信息中獲益，因為它是數據庫中已有信息的陳舊版本。如果你使用cookies，請確保它們很小。

分頁示例也不適合cookie，就像 localStorage 和 IndexedDB 一樣。當前頁面是我們想要與他人共享的臨時狀態，這些方法都無法實現它。

URL storage

URL本身并不是存儲設備，但它是創建可共享狀態的好方法。實際上，這意味著將查詢參數添加到當前URL中，這些參數可用于重新創建當前狀態。最好的例子是搜索查詢和過濾器。如果我們在CSS-Tricks上搜索術語flexbox，則URL將更新為https://css-tricks.com/?s=flexbox。看看我們使用URL后，分享搜索查詢有多簡單?另一個好處是，你只需點擊刷新按鈕，就可以獲得更新的查詢結果，甚至可以將其收藏。

我們只能在URL中保存字符串，它的最大長度是有限的，所以我們沒有那么多的空間。我們將不得不保持我們的狀態小，沒有人喜歡又長又嚇人的網址。

同樣，CodePen使用iframe運行示例，因此您看不到URL實際更改。不用擔心，因為所有的碎片都在那里，所以你可以在任何你想要的地方使用它。

<input type="checkbox" id="darkTheme" name="darkTheme" onclick='onChange(this);'> 
<label for="darkTheme">Dark theme</label>

function toggle(on) { 
  if (on) { 
    document.documentElement.classList.add('dark');  
  } else { 
    document.documentElement.classList.remove('dark');     
  } 
} 
 
function save(on) { 
  const params = new URLSearchParams(window.location.search); 
  params.set('dark_theme', on.toString()); 
  history.pushState(null, null, `?${params.toString()}`); 
} 
 
function load() { 
  const params = new URLSearchParams(window.location.search); 
  return params.get('dark_theme') === 'true'; 
} 
 
function onChange(checkbox) { 
  const value = checkbox.checked; 
  toggle(value); 
  save(value); 
} 
 
const initialValue = load(); 
toggle(initialValue); 
document.querySelector('#darkTheme').checked = initialValue;

效果還是一樣

我們可以通過 window.location.search 訪問查詢字符串，幸運的是，可以使用 URLSearchParams 類對其進行解析，無需再應用任何復雜的字符串解析。當我們想讀取當前值時，可以使用 get 函數，當我們想寫時，可以使用 set。僅設置值是不夠的，我們還需要更新URL。這可以使用 history.pushState 或 history.replaceState 來完成，取決于我們想要完成的行為。

我不建議將用戶的偏好保存在URL中，因為我們必須將這個狀態添加到用戶訪問的每一個URL中，而且我們無法保證;例如，如果用戶點擊了谷歌搜索的鏈接。

就像Cookie一樣，由于空間太小，我們無法在URL中保存應用程序數據。而且即使我們真的設法存儲它，網址也會很長，而且不吸引人點擊。可能看起來像是釣魚攻擊的一種。

<div>Select page:</div> 
<div id="pages"> 
  <button onclick="updatePage(0)">0</button> 
  <button onclick="updatePage(1)">1</button> 
  <button onclick="updatePage(3)">3</button> 
  <button onclick="updatePage(4)">4</button> 
  <button onclick="updatePage(5)">5</button> 
</div> 
<ul id="list"> 
</ul>

async function loadPokemons(page) { 
  const res = await fetch(`https://pokeapi.co/api/v2/pokemon?limit=10&offset=${page * 10}`); 
  const data = await res.json(); 
  return data.results; 
} 
 
function appendPokemon(pokemon) { 
  const node = document.createElement('li'); 
  const textnode = document.createTextNode(pokemon.name); 
  node.appendChild(textnode); 
  document.querySelector('#list').appendChild(node); 
} 
 
function clearList() { 
  const list = document.querySelector('#list'); 
  while (list.firstChild) { 
    list.removeChild(list.lastChild); 
  } 
} 
 
function savePage(page) { 
  const params = new URLSearchParams(window.location.search); 
  params.set('page', page.toString()); 
  history.pushState(null, null, `?${params.toString()}`); 
} 
 
function loadPage() { 
  const params = new URLSearchParams(window.location.search); 
  if (params.has('page')) { 
    return parseInt(params.get('page')); 
  } 
  return 0; 
} 
 
async function updatePage(page) { 
  clearList(); 
  savePage(page); 
  const pokemons = await loadPokemons(page); 
  pokemons.forEach(appendPokemon); 
} 
 
const page = loadPage(); 
updatePage(page);

效果

就像我們的分頁例子一樣，臨時應用狀態是最適合URL查詢字符串的。同樣，你無法看到URL的變化，但每次點擊一個頁面時，URL都會以 ?page=x 查詢參數更新。當網頁加載時，它會查找這個查詢參數，并相應地獲取正確的頁面。現在，我們可以把這個網址分享給我們的朋友，讓他們可以享受我們最喜歡的神奇寶貝。

Cache API

Cache API是網絡級的存儲，它用于緩存網絡請求及其響應。Cache API非常適合service worker，service worker可以攔截每一個網絡請求，使用 Cache API 它可以輕松地緩存這兩個請求。service worker也可以將現有的緩存項作為網絡響應返回，而不是從服務器上獲取。這樣，您可以減少網絡負載時間，并使你的應用程序即使處于脫機狀態也能正常工作。最初，它是為service worker創建的，但在現代瀏覽器中，Cache API也可以在窗口、iframe和worker上下文中使用。這是一個非常強大的API，可以極大地改善應用的用戶體驗。

就像IndexedDB一樣，Cache API的存儲不受限制，您可以存儲數百兆字節，如果需要甚至可以存儲更多。API是異步的，所以它不會阻塞你的主線程，而且它可以通過全局屬性 caches 來訪問。

Browser extension

如果你建立一個瀏覽器擴展，你有另一個選擇來存儲你的數據，我在進行擴展程序daily.dev時發現了它。如果你使用Mozilla的polyfill，它可以通過 chrome.storage 或 browser.storage 獲得。確保在你的清單中申請一個存儲權限以獲得訪問權。

有兩種類型的存儲選項：local和sync。local存儲是不言而喻的，它的意思是不共享，保存在本地。sync存儲是作為谷歌賬戶的一部分同步的，你在任何地方用同一個賬戶安裝擴展，這個存儲都會被同步。兩者都有相同的API，所以如果需要的話，來回切換超級容易。它是異步存儲，因此不會像 localStorage 這樣阻塞主線程。不幸的是，我不能為這個存儲選項創建一個演示，因為它需要一個瀏覽器擴展，但它的使用非常簡單，幾乎和 localStorage 一樣。有關確切實現的更多信息，請參閱Chrome文檔。

結束

瀏覽器有許多選項可用于存儲數據。根據Chrome團隊的建議，我們的首選存儲應該是IndexedDB，它是異步存儲，有足夠的空間來存儲我們想要的任何東西。不鼓勵使用 localStorage，但它比 IndexedDB 更易于使用。Cookies是與服務器共享客戶端狀態的一種好方法，但通常用于身份驗證。

如果你想創建具有可共享狀態的頁面，如搜索頁面，請使用URL的查詢字符串來存儲這些信息。最后，如果你建立一個擴展，一定要閱讀關于 chrome.storage。

原文：https://css-tricks.com/a-primer-on-the-different-types-of-browser-storage/

作者：Ido Shamun

本文轉載自微信公眾號「前端全棧開發者」，可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯系前端全棧開發者公眾號。

責任編輯：武曉燕來源：前端全棧開發者

存儲類型瀏覽器

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瀏覽器存儲的不同類型 你知道幾個？

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