IndexedDB：一个强大的客户端存储解决方案

引言

在现代 Web 开发中，客户端存储变得越来越重要。随着 Web 应用变得越来越复杂，开发者需要能够在用户的浏览器中存储大量结构化数据的能力。IndexedDB 正是为解决这一问题而生的浏览器内置数据库系统。本文将深入探讨 IndexedDB 的特性、使用场景以及实际应用方法。

什么是IndexedDB？

IndexedDB（Indexed Database API）是浏览器提供的一种底层 API，用于在客户端存储大量结构化数据。它不同于我们熟悉的 localStorage，IndexedDB 提供了更接近传统数据库的功能，包括索引、事务处理和大容量存储。

IndexedDB的核心特点

键值对存储：数据以对象仓库（object store）形式组织，所有类型的数据都可以直接存入，包括 JavaScript 对象。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。
异步操作：所有操作都是异步的，不会阻塞UI线程
事务支持：支持ACID事务，保证数据完整性
大容量存储：通常至少250MB，没有明确上限
同源限制：遵循同源策略，保障数据安全。也就是说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。
二进制支持：可以存储ArrayBuffer和Blob对象

为什么选择 IndexedDB？

当你的应用需要：

存储大量客户端数据
需要高性能的搜索和查询
处理复杂的数据结构
需要事务支持保证数据一致性
存储二进制数据（如图片、文件等）

IndexedDB就是理想的选择。相比 Web SQL（已废弃）和 localStorage，IndexedDB 提供了更强大和灵活的功能。

IndexedDB基础使用

1. 打开/创建数据库

let db;
const request = indexedDB.open("myDatabase", 1);
request.onerror = function (event) {
    console.error("Database error:", event.target.error);
};
request.onsuccess = function (event) {
    db = event.target.result;
    console.log("Database opened successfully");
};
request.onupgradeneeded = function (event) {
    const db = event.target.result;
    if (!db.objectStoreNames.contains("users")) {
        db.createObjectStore("users", { keyPath: "id", autoIncrement: true });
    }
};

当该数据库不存在时，open 方法会直接创建一个名为 myDatabase 新数据库

2. 添加数据

function addUser(db, user) {
    const transaction = db.transaction(["users"], "readwrite");
    const store = transaction.objectStore("users");
    const request = store.add(user);
    request.onsuccess = function () {
        console.log("User added");
    };
    request.onerror = function (event) {
        console.error("Error adding user:", event.target.error);
    };
}

3. 查询数据

function getUser(db, id) {
    const transaction = db.transaction(["users"], "readonly");
    const store = transaction.objectStore("users");
    const request = store.get(id);
    request.onsuccess = function () {
        if (request.result) {
            console.log("User:", request.result);
        } else {
            console.log("User not found");
        }
    };
    request.onerror = function (event) {
        console.error("Error getting user:", event.target.error);
    };
}

高级特性

索引和高效查询

IndexedDB 允许创建索引，实现高效的数据查询：

request.onupgradeneeded = function(event) {
    const db = event.target.result;
    const store = db.createObjectStore('users', { keyPath: 'id' });
    store.createIndex('email', 'email', { unique: true });
    store.createIndex('name', 'name', { unique: false });
};

// 使用索引查询
function getUserByEmail(db, email) {
    const transaction = db.transaction(['users'], 'readonly');
    const store = transaction.objectStore('users');
    const index = store.index('email');

    const request = index.get(email);

    request.onsuccess = function() {
        console.log('User by email:', request.result);
    };

游标和范围查询

function getUsersInRange(db, minId, maxId) {
    const transaction = db.transaction(["users"], "readonly");
    const store = transaction.objectStore("users");

    const range = IDBKeyRange.bound(minId, maxId);
    const request = store.openCursor(range);

    request.onsuccess = function (event) {
        const cursor = event.target.result;
        if (cursor) {
            console.log("User:", cursor.value);
            cursor.continue();
        }
    };
}

常用工具库推荐

由于原生IndexedDB API较为底层，推荐使用这些库简化开发：

Dexie.js：轻量级IndexedDB封装，提供更简洁的API
localForage：提供类似localStorage的简单API，但底层使用IndexedDB
PouchDB：支持与CouchDB同步的客户端数据库

示例：使用Dexie.js简化代码

const db = new Dexie('myDatabase');

db.version(1).stores({
    users: '++id, name, email',
    posts: '++id, title, content, userId'
});

// 添加用户
db.users.add({ name: 'John', email: 'john@example.com' })
    .then(() => console.log('User added'))
    .catch(err => console.error('Error:', err));

// 查询
db.users.where('name').equals('John').toArray()
    .then(users => console.log('Found users:', users));