一文梳理Web存储,从cookie,WebStorage到IndexedDB

JuliusOswald 发布于4月前

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。

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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。

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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

一文梳理Web存储,从cookie,WebStorage到IndexedDB

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)。

拓展学习

浏览器数据库 IndexedDB 入门教程-阮一峰

深入了解浏览器存储--从cookie到WebStorage、IndexedDB

Cookie 的 SameSite 属性-阮一峰

我遇过的最难的Cookie问题

这一次带你彻底了解Cookie

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