HTML5新特性之客户端数据库(IndexedDB)

1、简述

在HTML5本地存储——Web SQL Database提到过Web SQL Database实际上已经被废弃（由于至今Firefox和IE不支持），而HTML5的支持的本地存储实际上变成了Web Storage（Local Storage和Session Storage）与IndexedDB。Web Storage使用简单字符串键值对在本地存储数据，方便灵活，但是对于大量结构化数据存储力不从心，IndexedDB是为了能够在客户端存储大量的结构化数据，并且使用索引高效检索的API。

2、基本特性

(1).IndexedDB是对象数据库,即NoSQL(Not Only SQL),他比支持SQL查询的数据库简单多，但是，他要比Web存储API支持的键/值对存储更加强大、更高效、更健壮。

(2).IndexedDB与Web存储和文件系统API一样，IndexedDB数据库同样受同源政策的限制(即跨域问题)，也就是说两个同源的Web页面相互之间可以访问对方的数据，但是非同源的页面是无法进行访问。

(3).IndexedDB的每个源都可以有任意数目的IndexedDB数据库。但是每个数据库的名字在该源下必须是唯一的，在IndexDB API中，一个数据库其实就是一个命名的对象存储区间(Object store)的集合。

(4). NoSQL的简介：

NoSQL(NoSQL = Not Only SQL )，意即"不仅仅是SQL"。

在现代的计算系统上每天网络上都会产生庞大的数据量。

这些数据有很大一部分是由关系数据库管理系统（RDMBSs）来处理。 1970年 E.F.Codd‘s提出的关系模型的论文 "A relational model of data

for large shared data banks"，

这使得数据建模和应用程序编程更加简单。

通过应用实践证明，关系模型是非常适合于客户服务器编程，远远超出预期的利益，今天它是结构化数据存储在网络和商务应用的主导技术。

NoSQL 是一项全新的数据库革命性运动，早期就有人提出，发展至2009年趋势越发高涨。NoSQL的拥护者们提倡运用非关系型的数据存储，

相对于铺天盖地的关系型数据库运用，这一概念无疑是一种全新的思维的注入。

(5).关系型数据库遵循ACID规则

5-1:A (Atomicity) 原子性

原子性很容易理解，也就是说事务里的所有操作要么全部做完，要么都不做，事务成功的条件是事务里的所有操作都成功，只要有一个操作失败，整个事务就失败，需要回滚。

比如银行转账，从A账户转100元至B账户，分为两个步骤：1）从A账户取100元；2）存入100元至B账户。这两步要么一起完成，要么一起不完成，如果只完成第一步，第二步失败，钱会莫名其妙少了100元。

5-2:C (Consistency) 一致性

一致性也比较容易理解，也就是说数据库要一直处于一致的状态，事务的运行不会改变数据库原本的一致性约束。

例如现有完整性约束a+b=10，如果一个事务改变了a，那么必须得改变b，使得事务结束后依然满足a+b=10，否则事务失败。

5-3:I (Isolation) 独立性

所谓的独立性是指并发的事务之间不会互相影响，如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改，只要另外一个事务未提交，它所访问的数据就不受未提交事务的影响。

比如现有有个交易是从A账户转100元至B账户，在这个交易还未完成的情况下，如果此时B查询自己的账户，是看不到新增加的100元的。

5-4.D (Durability) 持久性

持久性是指一旦事务提交后，它所做的修改将会永久的保存在数据库上，即使出现宕机也不会丢失。

3、异步API使用:

在IndexedDB大部分操作并不是我们常用的调用方法，返回结果的模式，而是请求——响应的模式，比如打开数据库的操作:

var request=window.indexedDB.open('testDB');

这条指令并不会返回一个DB对象的句柄，我们得到的是一个IDBOpenDBRequest对象，而我们希望得到的DB对象在其result属性中:

这条指令请求的响应是一个 IDBDatabase对象，这就是IndexedDB对象:

除了result，IDBOpenDBRequest接口定义了几个重要属性:

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

所谓异步API是指并不是这条指令执行完毕，我们就可以使用request.result来获取indexedDB对象了，就像使用ajax一样，语句执行完并不代表已经获取到了对象，

所以我们一般在其回调函数中处理。

4.创建数据库

刚才的语句已经展示了如何打开一个indexedDB数据库，调用indexedDB.open方法就可以创建或者打开一个indexedDB。看一个完整的处理：

function openDB (name) {
            var request=window.indexedDB.open(name);
            request.onerror=function(e){
                console.log('OPen Error!');
            };
            request.onsuccess=function(e){
                myDB.db=e.target.result;
            };
        }

        var myDB={
            name:'test',
            version:1,
            db:null
        };
        openDB(myDB.name);

5.version

我们注意到除了onerror和onsuccess，IDBOpenDBRequest还有一个类似回调函数句柄——onupgradeneeded。这个句柄在我们请求打开的数据库的版本号

和已经存在的数据库版本号不一致的时候调用。

indexedDB.open()方法还有第二个可选参数，数据库版本号，数据库创建的时候默认版本号为1，当我们传入的版本号和数据库当前版本号不一致的时候

onupgradeneeded就会被调用，当然我们不能试图打开比当前数据库版本低的version，否则调用的就是onerror了，修改一下刚才例子：

function openDB (name,version) {
            var version=version || 1;
            var request=window.indexedDB.open(name,version);
            request.onerror=function(e){
                console.log(e.currentTarget.error.message);
            };
            request.onsuccess=function(e){
                myDB.db=e.target.result;
            };
            request.onupgradeneeded=function(e){
                console.log('DB version changed to '+version);
            };
        }

        var myDB={
            name:'test',
            version:3,
            db:null
        };
        openDB(myDB.name,myDB.version);

由于刚才已经创建了版本为1的数据库，打开版本为3的时候，会在控制台输出：DB version changed to 3

5.关闭与删除数据库

关闭数据库可以直接调用数据库对象的close方法:

function closeDB(db){
            db.close();
        }

删除数据库使用indexedDB对象的deleteDatabase方法:

function deleteDB(name){
            indexedDB.deleteDatabase(name);
        }

简单的使用：

var myDB={
            name:'test',
            version:3,
            db:null
        };
        openDB(myDB.name,myDB.version);
        setTimeout(function(){
            closeDB(myDB.db);
            deleteDB(myDB.name);
        },500);

由于异步API愿意，不能保证能够在closeDB方法调用前获取db对象（实际上获取db对象也比执行一条语句慢得多），

所以用了setTimeout延迟了一下。当然我们注意到每个indexedDB实例都有onclose回调函数句柄，用以数据库关闭的时候处理，

有兴趣同学可以试试，原理很简单，不演示了。

6.object store

有了数据库后我们自然希望创建一个表用来存储数据，但indexedDB中没有表的概念，而是objectStore，一个数据库中可以包含多个objectStore，

objectStore是一个灵活的数据结构，可以存放多种类型数据。也就是说一个objectStore相当于一张表，里面存储的每条数据和一个键相关联。

我们可以使用每条记录中的某个指定字段作为键值（keyPath），也可以使用自动生成的递增数字作为键值（keyGenerator），也可以不指定。

选择键的类型不同，objectStore可以存储的数据结构也有差异.

7.事务:

在对新数据库做任何事情之前，需要开始一个事务。事务中需要指定该事务跨越哪些object store。

事务具有三种模式

1.只读：read，不能修改数据库数据，可以并发执行

2.读写：readwrite，可以进行读写操作

3.版本变更：verionchange

var transaction=db.transaction(['students','taecher']);  //打开一个事务，使用students 和teacher object store
var objectStore=transaction.objectStore('students'); //获取students object store

8.给object store添加数据

调用数据库实例的createObjectStore方法可以创建object store，方法有两个参数：store name和键类型。调用store的add方法添加数据。

有了上面知识，我们可以向object store内添加数据了.

keyPath:

因为对新数据的操作都需要在transaction中进行，而transaction又要求指定object store，所以我们只能在创建数据库的时候初始化

object store以供后面使用，这正是onupgradeneeded的一个重要作用，修改一下之前代码:

function openDB (name,version) {
            var version=version || 1;
            var request=window.indexedDB.open(name,version);
            request.onerror=function(e){
                console.log(e.currentTarget.error.message);
            };
            request.onsuccess=function(e){
                myDB.db=e.target.result;
            };
            request.onupgradeneeded=function(e){
                var db=e.target.result;
                if(!db.objectStoreNames.contains('students')){
                    db.createObjectStore('students',{keyPath:"id"});
                }
                console.log('DB version changed to '+version);
            };
        }

这样在创建数据库的时候我们就为其添加了一个名为students的object store，准备一些数据以供添加:

var students=[{
            id:1001,
            name:"Byron",
            age:24
        },{
            id:1002,
            name:"Frank",
            age:30
        },{
            id:1003,
            name:"Aaron",
            age:26
        }];

function addData(db,storeName){
            var transaction=db.transaction(storeName,'readwrite');
            var store=transaction.objectStore(storeName); 

            for(var i=0;i<students.length;i++){
                store.add(students[i]);
            }
        }

openDB(myDB.name,myDB.version);
        setTimeout(function(){
            addData(myDB.db,'students');
        },1000);

这样我们就在students object store里添加了三条记录，以id为键，在chrome控制台看看效果:

9.查找数据

可以调用object store的get方法通过键获取数据，以使用keyPath做键为例：

function getDataByKey(db,storeName,value){
            var transaction=db.transaction(storeName,'readwrite');
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            var request=store.get(value);
            request.onsuccess=function(e){
                var student=e.target.result;
                console.log(student.name);
            };
}

10.更新数据

可以调用object store的put方法更新数据，会自动替换键值相同的记录，达到更新目的，没有相同的则添加，以使用keyPath做键为例

function updateDataByKey(db,storeName,value){
            var transaction=db.transaction(storeName,'readwrite');
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            var request=store.get(value);
            request.onsuccess=function(e){
                var student=e.target.result;
                student.age=35;
                store.put(student);
            };
}

11.删除数据及object store

调用object store的delete方法根据键值删除记录

function deleteDataByKey(db,storeName,value){
            var transaction=db.transaction(storeName,'readwrite');
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            store.delete(value);
        }

调用object store的clear方法可以清空object store

function clearObjectStore(db,storeName){
            var transaction=db.transaction(storeName,'readwrite');
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            store.clear();
}

调用数据库实例的deleteObjectStore方法可以删除一个object store，这个就得在onupgradeneeded里面调用了

if(db.objectStoreNames.contains('students')){
                    db.deleteObjectStore('students');
}

最后：

这就是关于indexedDB的基本使用方式，很多同学看了会觉得很鸡肋，和我们正常自己定义个对象使用没什么区别，也就是能保存在本地罢了，这是因为我们还没有介绍indexedDB之所以称为indexed的杀器——索引，这个才是让indexedDB大显神通的东西，下篇我们就来看看这个杀器。