HTML5（13） IndexedDB 索引数据库

诞生背景：

　　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是浏览器提供的本地数据库， 允许储存大量数据，提供查找接口，还能建立索引。这些都是 LocalStorage 所不具备的。就数据库类型而言，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。

　　IndexedDB里数据以对象的形式存储，每个对象都有一个key值索引。IndexedDB里的操作都是事务性的。一种对象存储在一个objectStore里，objectStore就相当于关系数据库里的表。IndexedDB可以有很多objectStore，objectStore里可以有很多对象。每个对象可以用key值获取。

特点：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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）。

基本概念：

1. 数据库。IDBDatabase 对象
   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。
2. 对象仓库。IDBObjectStore 对象
   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。
3. 数据记录。IDBKeyRange 对象
   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。
4. 索引。IDBIndex 对象
5. 事务。IDBTransaction 对象
   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。
6. 操作请求：IDBRequest 对象。 几乎是所有 indexedDB 操作的返回值，indexedDB 操作请求
   IDBRequest.result 结果
   IDBRequest.onerror 异常事件
   IDBRequest.onsuccess 成功的事件
7. 指针： IDBCursor 对象

indexedDB 对比 LocalStorage

　　IndexedDB和LocalStorage都是用来在浏览器里存储数据，但它们使用不同的技术，有不同的用途，你需要根据自己的情况适当的选择使用哪种。LocalStorage是用key-value键值模式存储数据，但跟IndexedDB不一样的是，它的数据并不是按对象形式存储。它存储的数据都是字符串形式。如果你想让LocalStorage存储对象，你需要借助JSON.stringify()能将对象变成字符串形式，再用JSON.parse()将字符串还原成对象。但如果要存储大量的复杂的数据，这并不是一种很好的方案。毕竟，localstorage就是专门为小数量数据设计的，它的api是同步的。

IndexedDB很适合存储大量数据，它的API是异步调用的。IndexedDB使用索引存储数据，各种数据库操作放在事务中执行。IndexedDB甚至还支持简单的数据类型。IndexedDB比localstorage强大得多，但它的API也相对复杂。

　　对于简单的数据，你应该继续使用localstorage，但当你希望存储大量数据时，IndexedDB会明显的更适合，IndexedDB能提供你更为复杂的查询数据的方式。

基本操作：

(1)、浏览器是否支持：

window.indexedDB = window.indexedDB || window.mozIndexedDB || window.webkitIndexedDB || window.msIndexedDB;

if(!window.indexedDB){
    console.log("你的浏览器不支持IndexedDB");
}

（2）打开数据库&新建数据库

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。

一旦你的浏览器支持IndexedDB，我们就可以打开它。但不能直接打开IndexedDB数据库。IndexedDB需要你创建一个请求来打开它。

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。

如果没有版本号变化，而且页面之前被打开过，你会获得一个onsuccess事件。如果有错误发生时则触发onerror事件。如果你之前没有关闭连接，则会触发onblocked事件。

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。

onupgradeneeded事件在第一次打开页面初始化数据库时会被调用，或在当有版本号变化时被调用。所以，你应该在onupgradeneeded函数里创建你的存储数据。通过事件对象的target.result属性，拿到数据库实例。

通常，新建数据库以后，第一件事是新建对象仓库objectStore（即新建表）。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。

表中的主键（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。

db.createObjectStore('students',{keyPath:"id"});

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。

db.createObjectStore('students',{autoIncrement: true});

eg：数据库新建成功以后，新增一张叫做person的表格，主键是id。

var db;
var objectStore;
var request = window.indexedDB.open("testDB", 2);

request.onerror = function (event) {}

request.onsuccess = function (event) {
    db = request.result//可以拿到数据库对象
}
//如果指定的版本号，大于数据库的实际版本号，就会发生数据库升级事件upgradeneeded
request.onupgradeneeded = function (event) {
    db = event.target.result;
    if (!db.objectStoreNames.contains('person')) {//判断表是否存在
        objectStore = db.createObjectStore('person', { keyPath: 'id' }); //创建表
    //自动生成主键db.createObjectStore(
    //  'person',
    //  { autoIncrement: true }
    //);
    }
    //新建索引，参数索引名称、索引所在的属性、配置对象
    objectStore.createIndex('email', 'email', { unique: true });
}

打开、关闭、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。

删除数据库使用indexedDB对象的deleteDatabase方法。

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);
            };
        }

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

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

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

（3）新增数据

为了往数据库里新增数据，我们首先需要创建一个事务，并要求具有读写权限。在indexedDB里任何的存取对象的操作都需要放在事务里执行。

新建事务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。

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();

（4）读取数据

objectStore.get()方法用于读取数据，参数是主键的值。

通过key取出对象，即往get()方法里传入对象的key值，取出相应的对象。

function read() {
   var transaction = db.transaction(['person']);
   var objectStore = transaction.objectStore('person');
   var request = objectStore.get(1);

   console.log(request.id);

   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();

（5）数据更新

IDBObject.put()方法。

以下代码使用put()方法自动更新了主键为1的记录。

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();

为了更新一个对象，首先要把它取出来，修改，然后再放回去。

var transaction = db.transaction(["students"],"readwrite");
var objectStore = transaction.objectStore("students");
var request = objectStore.get(rollNo);
request.onsuccess = function(event){
    console.log("Updating : "+request.result.name + " to " + name);
    request.result.name = name;
    objectStore.put(request.result);
};

（6）数据删除

IDBObjectStore.delete()方法用于删除记录。

删除跟新增一样，需要创建事务，然后调用删除接口，通过key删除对象。

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();

1、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();
}

2、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'); 
}

（7）索引的使用

添加索引后可以使用索引查询数据

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。

新建索引。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）。

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 {
    // ...
  }
}

（8）遍历数据

遍历数据表格的所有记录，要使用指针对象 IDBCursor。

openCursor()方法是一个异步操作，所以要监听success事件。

curson.contine()会使游标下移，直到没有数据返回undefined

index.openCursor()/index.openKeyCursor()方法：在不传递参数的时候会获取object store所有记录

function readAll() {
  var objectStore = db.transaction('person').objectStore('person');

     var request= objectStore.openCursor()

     request.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();

指定游标范围

可以使用key range 限制游标中值的范围，把它作为第一个参数传给 openCursor() 或是 openKeyCursor()

• IDBKeyRange.only(value):只获取指定数据
• IDBKeyRange.lowerBound(value,isOpen)：获取最小是value的数据，第二个参数用来指示是否排除value值本身，也就是数学中的是否是开区间
• IDBKeyRange.upperBound(value,isOpen)：和上面类似，用于获取最大值是value的数据
• IDBKeyRange.bound(value1,value2,isOpen1,isOpen2)：不用解释了吧

要想获取age为26的student，可以结合游标使用索引

function getMultipleData(db,storeName){
            var transaction=db.transaction(storeName);
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            var index = store.index("ageIndex");
            var request=index.openCursor(IDBKeyRange.only(26))
            request.onsuccess=function(e){
                var cursor=e.target.result;
                if(cursor){
                    var student=cursor.value;
                    console.log(student.id);
                    cursor.continue();
                }
            }
        }

获取名字首字母在B-E的student

function getMultipleData(db,storeName){
            var transaction=db.transaction(storeName);
            var store=transaction.objectStore(storeName);
            var index = store.index("nameIndex");
            var request=index.openCursor(IDBKeyRange.bound('B','F',false,true));
            request.onsuccess=function(e){
                var cursor=e.target.result;
                if(cursor){
                    var student=cursor.value;
                    console.log(student.name);
                    cursor.continue();
                }
            }
        }