Web应用中的离线数据存储

为了提升Web应用的用户体验，想必很多开发者都会项目中引入离线数据存储机制。可是面对各种各样的离线数据技术，哪一种才是最能满足项目需求的呢？本文将帮助各位找到最合适的那一个。

引言

随着HTML5的到来，各种Web离线数据技术进入了开发人员的视野。诸如AppCache、localStorage、sessionStorage和IndexedDB等等，每一种技术都有它们各自适用的范畴。比如AppCache就比较适合用于离线起动应用，或者在离线状态下使应用的一部分功能照常运行。接下来我将会为大家作详细介绍，并且用一些代码片段来展示如何使用这些技术。

AppCache

如果你的Web应用中有一部分功能（或者整个应用）需要在脱离服务器的情况下使用，那么就可以通过AppCache来让你的用户在离线状态下也能使用。你所需要做的就是创建一个配置文件，在其中指定哪些资源需要被缓存，哪些不需要。此外，还能在其中指定某些联机资源在脱机条件下的替代资源。

AppCache的配置文件通常是一个以.appcache结尾的文本文件（推荐写法）。文件以CACHE MANIFEST开头，包含下列三部分内容：

• CACHE – 指定了哪些资源在用户第一次访问站点的时候需要被下载并缓存
• NETWORK – 指定了哪些资源需要在联机条件下才能访问，这些资源从不被缓存
• FALLBACK – 指定了上述资源在脱机条件下的替代资源

示例

首先，你需要在页面上指定AppCache的配置文件：



...



在这里千万记得在服务器端发布上述配置文件的时候，需要将MIME类型设置为text/cache-manifest，否则浏览器无法正常解析。

接下来是创建之前定义好的各种资源。我们假定在这个示例中，你开发的是一个交互类站点，用户可以在上面联系别人并且发表评论。用户在离线的状态下依然可以访问网站的静态部分，而联系以及发表评论的页面则会被其它页面替代，无法访问。

好的，我们这就着手定义那些静态资源：

CACHE MANIFEST
CACHE:
/about.html
/portfolio.html
/portfolio_gallery/image_1.jpg
/portfolio_gallery/image_2.jpg
/info.html
/style.css
/main.js
/jquery.min.js


备注：配置文件写起来有一点很不方便。举例来说，如果你想缓存整个目录，你不能直接在CACHE部分使用通配符（*），而是只能在NETWORK部分使用通配符把所有不应该被缓存的资源写出来。

你不需要显式地缓存包含配置文件的页面，因为这个页面会自动被缓存。接下来我们为联系和评论的页面定义FALLBACK部分：

FALLBACK:
/contact.html /offline.html
/comments.html /offline.html


最后我们用一个通配符来阻止其余的资源被缓存：

NETWORK:
*


最后的结果就是下面这样：

CACHE MANIFEST
CACHE:
/about.html
/portfolio.html
/portfolio_gallery/image_1.jpg
/portfolio_gallery/image_2.jpg
/info.html
/style.css
/main.js
/jquery.min.js
FALLBACK:
/contact.html /offline.html
/comments.html /offline.html
NETWORK:
*


还有一件很重要的事情要记得：你的资源只会被缓存一次！也就是说，如果资源更新了，它们不会自动更新，除非你修改了配置文件。所以有一个最佳实践是，在配置文件中增加一项版本号，每次更新资源的时候顺带更新版本号：

CACHE MANIFEST
# version 1
CACHE:
...


LocalStorage 和 SessionStorage

如果你想在Javascript代码里面保存些数据，那么这两个东西就派上用场了。前一个可以保存数据，永远不会过期（expire）。只要是相同的域和端口，所有的页面中都能访问到通过LocalStorage保存的数据。举个简单的例子，你可以用它来保存用户设置，用户可以把他的个人喜好保存在当前使用的电脑上，以后打开应用的时候能够直接加载。后者也能保存数据，但是一旦关闭浏览器窗口（译者注：浏览器窗口，window，如果是多tab浏览器，则此处指代tab）就失效了。而且这些数据不能在不同的浏览器窗口之间共享，即使是在不同的窗口中访问同一个Web应用的其它页面。

备注：有一点需要提醒的是，LocalStorage和SessionStorage里面只能保存基本类型的数据，也就是字符串和数字类型。其它所有的数据可以通过各自的toString()方法转化后保存。如果你想保存一个对象，则需要使用JSON.stringfy方法。（如果这个对象是一个类，你可以复写它默认的toString()方法，这个方法会自动被调用）。

示例

我们不妨来看看之前的例子。在联系人和评论的部分，我们可以随时保存用户输入的东西。这样一来，即使用户不小心关闭了浏览器，之前输入的东西也不会丢失。对于jQuery来说，这个功能是小菜一碟。（注意：表单中每个输入字段都有id，在这里我们就用id来指代具体的字段）

$('#comments-input, .contact-field').on('keyup', function () {
// let's check if localStorage is supported
if (window.localStorage) {
localStorage.setItem($(this).attr('id'), $(this).val());
}
});


每次提交联系人和评论的表单，我们需要清空缓存的值，我们可以这样处理提交（submit）事件：

$('#comments-form, #contact-form').on('submit', function () {
// get all of the fields we saved
$('#comments-input, .contact-field').each(function () {
// get field's id and remove it from local storage
localStorage.removeItem($(this).attr('id'));
});
});


最后，每次加载页面的时候，把缓存的值填充到表单上即可：

// get all of the fields we saved
$('#comments-input, .contact-field').each(function () {
// get field's id and get it's value from local storage
var val = localStorage.getItem($(this).attr('id'));
// if the value exists, set it
if (val) {
$(this).val(val);
}
});


IndexedDB

在我个人看来，这是最有意思的一种技术。它可以保存大量经过索引（indexed）的数据在浏览器端。这样一来，就能在客户端保存复杂对象，大文档等等数据。而且用户可以在离线情况下访问它们。这一特性几乎适用于所有类型的Web应用：如果你写的是邮件客户端，你可以缓存用户的邮件，以供稍后再看；如果你写的是相册类应用，你可以离线保存用户的照片；如果你写的是GPS导航，你可以缓存用户的路线……不胜枚举。

IndexedDB是一个面向对象的数据库。这就意味着在IndexedDB中既不存在表的概念，也没有SQL，数据是以键值对的形式保存的。其中的键既可以是字符串和数字等基础类型，也可以是日期和数组等复杂类型。这个数据库本身构建于存储（store，一个store类似于关系型数据中表的概念）的基础上。数据库中每个值都必须要有对应的键。每个键既可以自动生成，也可以在插入值的时候指定，也可以取自于值中的某个字段。如果你决定使用值中的字段，那么只能向其中添加Javascript对象，因为基础数据类型不像Javascript对象那样有自定义属性。

示例

在这个例子中，我们用一个音乐专辑应用作为示范。不过我并不打算在这里从头到尾展示整个应用，而是把涉及IndexedDB的部分挑出来解释。如果大家对这个Web应用感兴趣的话，文章的后面也提供了源代码的下载。首先，让我们来打开数据库并创建store：

// check if the indexedDB is supported
if (!window.indexedDB) {
throw 'IndexedDB is not supported!'; // of course replace that with some user-friendly notification
}
// variable which will hold the database connection
var db;
// open the database
// first argument is database's name, second is it's version (I will talk about versions in a while)
var request = indexedDB.open('album', 1);
request.Onerror= function (e) {
console.log(e);
};
// this will fire when the version of the database changes
request.Onupgradeneeded= function (e) {
// e.target.result holds the connection to database
db = e.target.result;
// create a store to hold the data
// first argument is the store's name, second is for options
// here we specify the field that will serve as the key and also enable the automatic generation of keys with autoIncrement
var objectStore = db.createObjectStore('cds', { keyPath: 'id', autoIncrement: true });
// create an index to search cds by title
// first argument is the index's name, second is the field in the value
// in the last argument we specify other options, here we only state that the index is unique, because there can be only one album with specific title
objectStore.createIndex('title', 'title', { unique: true });
// create an index to search cds by band
// this one is not unique, since one band can have several albums
objectStore.createIndex('band', 'band', { unique: false });
};


相信上面的代码还是相当通俗易懂的。估计你也注意到上述代码中打开数据库时会传入一个版本号，还用到了onupgradeneeded事件。当你以较新的版本打开数据库时就会触发这个事件。如果相应版本的数据库尚不存在，则会触发事件，随后我们就会创建所需的store。接下来我们还创建了两个索引，一个用于标题搜索，一个用于乐队搜索。现在让我们再来看看如何增加和删除专辑：

// adding
$('#add-album').on('click', function () {
// create the transaction
// first argument is a list of stores that will be used, second specifies the flag
// since we want to add something we need write access, so we use readwrite flag
var transaction = db.transaction([ 'cds' ], 'readwrite');
transaction.Onerror= function (e) {
console.log(e);
};
var value = { ... }; // read from DOM
// add the album to the store
var request = transaction.objectStore('cds').add(value);
request.Onsuccess= function (e) {
// add the album to the UI, e.target.result is a key of the item that was added
};
});
// removing
$('.remove-album').on('click', function () {
var transaction = db.transaction([ 'cds' ], 'readwrite');
var request = transaction.objectStore('cds').delete(/* some id got from DOM, converted to integer */);
request.Onsuccess= function () {
// remove the album from UI
}
});


是不是看起来直接明了？这里对数据库所有的操作都基于事务的，只有这样才能保证数据的一致性。现在最后要做的就是展示音乐专辑：

request.Onsuccess= function (e) {
if (!db) db = e.target.result;
var transaction = db.transaction([ 'cds' ]); // no flag since we are only reading
var store = transaction.objectStore('cds');
// open a cursor, which will get all the items from database
store.openCursor().Onsuccess= function (e) {
var cursor = e.target.result;
if (cursor) {
var value = cursor.value;
$('#albums-list tbody').append('
'+ value.title +''+ value.band +''+ value.genre +''+ value.year +'
‘); // move to the next item in the cursor cursor.continue(); } }; }


这也不是十分复杂。可以看见，通过使用IndexedDB，可以很轻松的保存复杂对象，也可以通过索引来检索想要的内容：

function getAlbumByBand(band) {
var transaction = db.transaction([ 'cds' ]);
var store = transaction.objectStore('cds');
var index = store.index('band');
// open a cursor to get only albums with specified band
// notice the argument passed to openCursor()
index.openCursor(IDBKeyRange.only(band)).Onsuccess= function (e) {
var cursor = e.target.result;
if (cursor) {
// render the album
// move to the next item in the cursor
cursor.continue();
}
});
}


使用索引的时候和使用store一样，也能通过游标（cursor）来遍历。由于同一个索引值名下可能有好几条数据（如果索引不是unique的话），所以这里我们需要用到IDBKeyRange。它能根据指定的函数对结果集进行过滤。这里，我们只想根据指定的乐队进行检索，所以我们用到了only()函数。也能使用其它类似于lowerBound()，upperBound()和bound()等函数，它们的功能也是不言自明的。

总结

可以看见，在Web应用中使用离线数据并不是十分复杂。希望通过阅读这篇文章，各位能够在Web应用中加入离线数据的功能，使得你们的应用更加友好易用。你可以在这里下载所有的源码，尝试一下，或者修修改改，或者用在你们的应用中。

原文：Real-World Off-Line Data Storage
转载自：伯乐在线 &＃8211; njuyz