一文梳理Web存储，从cookie，WebStorage到IndexedDB
PkJY 2020-07-08
前言
HTTP是无状态的协议，网络早期最大的问题之一是如何管理状态。服务器无法知道两个请求是否来自同一个浏览器。cookie应运而生，开始出现在各大网站，然而随着前端应用复杂度的提高，Cookie 也渐渐演化为了一个“存储多面手”，承载了 自身仅有的4KB 内存所不能承受的压力。在这样的背景下，web Storage应运而生，专门用于浏览器存储。但web Storage也仅仅是cookie的扩展，只能用于存储少量的简单数据，当遇到大规模的、结构复杂的数据时，Web Storage 也爱莫能助。这时候，就不得不其强大的IndexedDB了，一个运行在浏览器上的非关系型数据库。本文从cookie讲起，Web Storage过渡，IndexedDB结尾，梳理一下web 存储的体系与知识，希望在帮助作者梳理知识体系的同时也能帮助到广大前端ers!
cookie
由于http是无状态的协议，一旦客户端和服务器的数据交换完毕，就会断开连接，再次请求，会重新连接，服务器单从网络连接上无法知道用户身份。怎么办呢？那就给每次新的用户请求时，给它颁发一个身份证（独一无二）吧，下次访问，必须带上身份证，这样服务器就会知道是谁来访问了，针对不同用户，做出不同的响应，这就是Cookie的原理。
Cookie 的本职工作并非本地存储，而是“维持状态”。它是浏览器存储在用户机器的一个小文本文件，大小不能超过4k，并且一些浏览器甚至会限制cookie的数量。Cookie是纯文本，没有可执行代码。储存一些服务器需要的信息，每次请求站点，会发送相应的cookie，这些cookie可以用来辨别用户身份信息等作用。
cookie的编码方式为encodeURI（）。
cookie类型
cookie按照过期时间分为两类：会话cookie和持久cookie。
会话cookie是一种临时cookie，对标session，当用户退出浏览器，会话cookie就会被删除。默认情况下，即不设置过期时间，设置的cookie为会话cookie。持久cookie则会储存在硬盘里，保留时间更长，不以浏览器的关闭为转移，通常是持久性的cookie会维护某一个用户周期性访问服务器的配置文件或者登录信息。
cookie的属性
domain(cookie的域)
产生Cookie的服务器可以向set-Cookie响应首部添加一个domain属性来控制哪些站点可以看到那个cookie，例如下面：
Set-Cookie:name="losstie";domain="m.baidu.com"
如果用户访问m.baidu.com就会发送这个cookie，不是则不会。
path(cookie的路径 )
path 参数告诉浏览器 cookie 的路径。默认情况下，cookie 属于当前页面。
secure
设置了属性secure，cookie只有在https协议加密情况下才会发送给服务端。但是这并不是最安全的，由于其固有的不安全性，敏感信息也是不应该通过cookie传输的。
HttpOnly
禁止javascript操作cookie（为避免跨域脚本(xss)攻击，通过javascript的document.cookie无法访问带有HttpOnly标记的cookie。）
SamSite
Cookie 的SameSite属性用来限制第三方 Cookie，从而减少安全风险。它可以设置三个值：
- Strict 完全禁止第三方 Cookie，跨站点时，任何情况下都不会发送 Cookie。换言之，只有当前网页的 URL 与请求目标一致，才会带上 Cookie。
- Lax 规则稍稍放宽，大多数情况也是不发送第三方 Cookie，但是导航到目标网址的 Get 请求除外。导航到目标网址的 GET 请求，只包括三种情况：链接，预加载请求，GET 表单
- None Chrome 计划将
Lax变为默认设置。这时，网站可以选择显式关闭SameSite属性，将其设为None。不过，前提是必须同时设置Secure属性（Cookie 只能通过 HTTPS 协议发送），否则无效。
cookie操作
通过docuemnt.cookie可以设置和获取Cookie的值
/* cookie */
function set(key, value){
document.cookie = key + "=" + value;
}
function get(key){
var all = document.cookie;
var s = all.indexOf(key)+key.toString().length+1;
var e = all.indexOf(";",s);
return all.substring(s,e);
}
function remove(key){
var e = "expires=" + new Date(1970,1,1); // 标注过去的时间
document.cookie = key + "=;" + e;
}第三方cookie
通常cookie的域和浏览器地址的域匹配，这被称为第一方cookie。第三方cookie就是cookie的域和地址栏中的域不匹配，这种cookie通常被用在第三方广告网站。用于跟踪用户的浏览记录，并且根据收集的用户的浏览习惯，给用户推送相关的广告。
cookie的劣势
- Cookie 不够大，体积不能超过4k,当 Cookie 超过 4KB 时，它将面临被裁切的命运。这样看来，Cookie 只能用来存取少量的信息。
- 每次都会携带在http头中，过量的cookie会损耗性能。
- cookie是紧跟域名的，同一个域名下的所有请求，都会携带 Cookie。
- 不够安全，服务器没法分辨用户和攻击者，攻击者可以读取网络上的其他用户的信息，包含HTTP Cookie的全部内容，以便进行中间的攻击。使用跨站点脚本技术可以窃取cookie等。
Web Storage
Internet Explorer 8+, Firefox, Opera, Chrome, 和 Safari支持Web 存储。
Web Storage 是 HTML5 专门为浏览器存储而提供的数据存储机制。它又分为 Local Storage 与 Session Storage。localStorage与sessionStorage保存的数据，以“键值对”的形式存在，并都是以文本格式保存。
localStorage与sessionStorage的区别
两者的区别在于生命周期与作用域的不同。
- 生命周期： Local Storage 是持久化的本地存储，存储在其中的数据永远不会过期，只能是手动删除。Session Storage 是临时性的本地存储，它是会话级别的存储，当会话结束（页面被关闭）时，存储内容也随之被释放。
- 作用域：Local Storage、Session Storage 和 Cookie 都遵循同源策略。但 Session Storage 在遵循同源策略的前提下，还需要在同一窗口。只要它们不在同一个浏览器窗口中打开，那么它们的 Session Storage 内容便无法共享。
方法
不管是 localStorage，还是 sessionStorage，可使用的API都相同。以localStorage为例：
- 保存数据：localStorage.setItem(key,value);
- 读取数据：localStorage.getItem(key);
- 删除单个数据：localStorage.removeItem(key);
- 删除所有数据：localStorage.clear();
- 得到某个索引的key：localStorage.key(index);
module.exports = {
set:set,
get:get,
remove:remove,
removeAll:removeAll,
each:each
}
function set(key ,val){
localStorage.setItem(key, JSON.stringify(val));
};
function get(key){
return JSON.parse(localStorage.getItem(key));
};
function remove(key){
localStorage.removeItem(key);
};
function removeAll(){
localStorage.clear();
};
function each(fn){
pluck(localStorage, function(val, key){
fn(val, key);
return false;
});
}
function pluck(obj, fn){
if(isList(obj)) {
for(var i = 0; i<obj.length;i++){
if(fn(obj[i], i)) {
return obj[i];
}
}
} else {
for(var key in obj) {
if(obj.hasOwnProperty(key)){
if(fn(obj[key], key)){
return obj[key];
}
}
}
}
}
function isList(val) {
return (val != null && typeof val != ‘function‘ && typeof val.length == ‘number‘)
}
function isFunction(val) {
return val && Object.prototype.toString.call(val) === ‘[object Function]‘
}
function isObject(val) {
return val && Object.prototype.toString.call(val) === ‘[object Object]‘
}Web Storage 特点
- 存储容量大： Web Storage 根据浏览器的不同，存储容量可以达到 5-10M 之间。Chrome、FireFox、Edge 都是 5M（IE 忽略）。
- 仅位于浏览器端，不与服务端发生通信。
应用场景
localStorage:
- 缓存静态资源,比如图片内容丰富的电商网站会用它来存储 Base64 格式的图片字符串或者存储一些不经常更新的 CSS、JS 等静态资源。
- 作为前端 DB 的存储介质
sessionStorage:
- 用来存储生命周期和它同步的会话级别的信息。比如存储用户输入的内容，当页面刷新的时候可以立刻显示出刷新前的内容
IndexedDB
IndexedDB 是一个运行在浏览器上的非关系型数据库。理论上来说，IndexedDB 是没有存储上限的（一般来说不会小于 250M）。它不仅可以存储字符串，还可以存储二进制数据。
IndexedDB特点
- 键值对储存，IndexedDB 内部采用对象仓库（object store）存放数据。
- 异步，ndexedDB 操作时不会锁死浏览器，用户依然可以进行其他操作（与 LocalStorage 形成对比，后者的操作是同步的）。
- 支持事务，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。
- 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。
- 存储空间大，一般来说不少于 250MB，甚至没有上限。
- 支持二进制储存，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）。
常见操作
IndexedDB大部分操作并不是常用的调用方法，返回结果的模式，而是请求——响应的模式。
建立打开IndexedDB ----
window.indexedDB.open("testDB")关闭IndexedDB----
indexdb.close()删除IndexedDB----
indexedDB.deleteDatabase(indexdb)
应用场景
在 IndexedDB 中，我们可以创建多个数据库，一个数据库中创建多张表，一张表中存储多条数据——这足以 hold 住复杂的结构性数据。
- 不需要网络连接的离线纯应用，比如Todolist这类用来记录待办任务类型的应用。
- 需要存储大量数据的应用，比如图书馆管理系统这类存储大量数据的应用；
- 配合service work构建pwa应用，用于缓存网络请求。
cookie/webStorage/IndexedDB区别
小结
浏览器存储、缓存技术的出现和发展，为前端应用带来了无限的转机，页面越发复杂，功能越发强大。可以说，现代前端应用，尤其是移动端应用，之所以可以发展到在体验上叫板 Native 的地步，web存储功不可没（还有缓存）。
