Javascript--离线应用与客户端储存

开发离线Web应用需要几个步骤:

首先确保应用知道设备是否能上网。
应用必须能访问一定的资源(图像,Javascript,CSS)，这样才能正常工作。

离线检测

navigator.onLine

HTML5新定义的属性，这个属性值为true表示设备能上网，值为false表示离线设备。这个属性的关键是浏览器必须知道设备能否访问网络，从而返回正确的值。

应用缓存

HTML5的应用缓存，或者简称为appcache,是专门为开发离线Web应用而设计的。Appcache就是从浏览器缓存中分出来的一块缓存区。

要想在这个缓存中保存数据，可以使用一个描述文件(manifest file),列出要下载和缓存的资源。即使用户在离线状态下按了刷新按钮，您的应用也会正常加载和运行。

使用缓存接口可为您的应用带来以下三个优势：

离线浏览 - 用户可在离线时浏览您的完整网站
速度 - 缓存资源为本地资源，因此加载速度较快。
服务器负载更少 - 浏览器只会从发生了更改的服务器下载资源。

清单文件

清单文件必须以 text/cache-manifest MIME 类型提供

清单文件格式

CACHE MANIFEST
# 2010-06-18:v2

# Explicitly cached 'master entries'.
CACHE:
/favicon.ico
index.html
stylesheet.css
images/logo.png
scripts/main.js

# Resources that require the user to be online.
NETWORK:
login.php
/myapi
http://api.twitter.com

# static.html will be served if main.py is inaccessible
# offline.jpg will be served in place of all images in images/large/
# offline.html will be served in place of all other .html files
FALLBACK:
/main.py /static.html
images/large/ images/offline.jpg
*.html /offline.html

清单可包括以下三个不同部分：CACHE、NETWORK 和 FALLBACK。

CACHE：这是条目的默认部分。系统会在首次下载此标头下列出的文件（或紧跟在 CACHE MANIFEST 后的文件）后显式缓存这些文件。
NETWORK：
此部分下列出的文件是需要连接到服务器的白名单资源。无论用户是否处于离线状态，对这些资源的所有请求都会绕过缓存。可使用通配符。
FALLBACK：
此部分是可选的，用于指定无法访问资源时的后备网页。其中第一个 URI 代表资源，第二个代表后备网页。两个 URI 必须相关，并且必须与清单文件同源。可使用通配符。

NOTE这些部分可按任意顺序排列，且每个部分均可在同一清单中重复出现。

引用清单文件

<html manifest="example.appcache">
  ...
</html>

NOTE:

CACHE MANIFEST 字符串应在第一行，且必不可少。
网站的缓存数据量不得超过 5 MB。
HTTP 缓存标头以及对通过 SSL 提供的网页设置的缓存限制将被替换为缓存清单(也就是加了密的网站Are https URLs encrypted)。因此，通过 https 提供的网页可实现离线运行。
如果您要编写的是针对 Chrome 网上应用店的应用，可使用 unlimitedStorage 取消该限制。
如果清单文件或其中指定的资源无法下载，就无法进行整个缓存更新进程。在这种情况下，浏览器将继续使用原应用缓存。

applicationCache对象

applicationCache对象有一个status属性，属性的值是常量，表示应用缓存的状态。

`applicationCache.status`

0:无缓存，即没有与页面相关的应用缓存
1:闲置，即应用缓存未得到更新
2:检查中，即正在下载描述文件并检查更新
3:下载中，即应用缓存正在下载描述文件中指定的资源
4:更新完成，即应用缓存已经更新了资源，而且所有资源都已下载完毕，可以通过swapCache()来使用了
5:废弃，即应用缓存的描述文件已经不存在了，因此页面无法再访问应用缓存

Cookie

HTTP cookie，通常叫做cookie，最初是在客户端用于存储会话信息的。该标准要求服务器的任意HTTP请求发送Set-Cookie HTTP头部作为响应的一部分，其中包含会话信息。

// HTTP响应
HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/html
Set-cookie: name=value
Other-header: other-header-value 

// HTTP请求
GET /index.html HTTP/1.1
Cookie: name=value
Other-header: other-header-value

第一段会话过程
服务器:设置name=value的cookie,并将其作为响应头部的一部分，发送给浏览器。
浏览器:储存name=value的cookie并将其作为请求头的一部分，发送给服务器。

NOTE:

会话过程的名称和值都是经过URL编码的。
每个域的cookie总数是有限的，不同浏览器之间各有不同。当超过单个域名限制之后还有再设置cookie，浏览器就会清除以前的cookie。
cookie在性质上是绑定在特定域名下的。当设定一个cookie后，再给创建它的域名发送请求时，都会包含这个cookie。

cookie构造

// HTTP响应
HTTP/1.1 200 OK
Content-type: text/html
Set-cookie: name=value; expires=Mon, 22-JAN-07 07:10:24 GMT; domain=.wrox.com;path=/;secure
Other-header: other-header-value 

// HTTP请求
GET /index.html HTTP/1.1
Cookie: name=value
Other-header: other-header-value

名称(name):一个唯一确定cookie的名称，cookie的名称必须是经过 URL编码的。
值(value):储存在cookie的字符串值，值必须被 URL编码。
域:cookie对于那个域是有效的。所有向该域发送的请求中都会包含这个cookie信息。如果没有明确设定，那么这个域会被认作来自设置cookie的那个域。
路径:对于指定域中的那个路径，应该向服务器发送cookie
失效时间:表示cookie应该被删除的那个时间戳
安全标志:指定后，cookie只能在SSL的连接时，才能发送到服务器

第二段会话过程
服务器:设置name=value的cookie,同时告诉浏览器

它会在格林威治时间2007年1月22日7:20:24失效。
对于所有wrox.com的子域和域名下(由path参数指定的)都有效
同时通过SSL连接才能传输。
并将其作为响应头部的一部分，发送给浏览器。

浏览器:储存name=value的cookie并将其作为请求头的一部分，发送给服务器。

Note:后四个，域/路径/失效时间/安全标志都是 服务器给浏览器的指示。以指定何时该发送cookie。这些参数并不会作为发送到服务器的标志，名值对才会被发送。只有cookie的名字和值是必须的。

document.cookie

读

用来获取属性值时，document.cookie返回当前页面可用的(根据cookie的域，路径，失效时间和安全设置)所有的cookie的字符串。

[]()

写

当用来设置值得时候，document.cookie可以用来设置新的cookie字符串。这个cookie字符串会用来解释并添加到现有的cookie中。设置的值并不会覆盖cookie，除非设置的值已经存在。

var cookieUtil = {

    get: function ( name ) {

        var cookieName = encodeURIComponent( name ) + '=',
            cookieStart = document.cookie.indexOf(cookieName),
            cookieValue = null;

        if( cookieStart > -1 ) {
            var cookieEnd = document.cookie.indexOf(';',cookieStart);
            if( cookieEnd === -1 ) {
                cookieEnd = document.length;
            }
            cookieValue = decodeURIComponent( document.cookie ).substring(cookieStart+cookieName.length, cookieEnd)
        }

        return cookieValue;
    },
    
    set: function ( name, value, expires, path, domain, secure ) {
        var cookieText = encodeURIComponent(name) + '=' + encodeURIComponent(value);

        if( expires instanceof Date ) {
            cookieText += "; expires=" + expires.toGMTString();
        }

        if( path ) {
            cookieText += '; path=' + path; 
        }

        if( domain ) {
            cookieText += '; domain=' + domain;
        }

        if( secure ) {
            cookieText += '; secure';
        }

        document.cookie = cookieText;
    },

    unset: function ( name, path, domain, secure ) {

        this.set( name, '' , new Date(0), path, domain, secure)
    }
}

子cookie

为了绕开 浏览器 的单域名下的cookie数限制，一种开发人员使用了一种称为子cookie(subcookie)的概念。子cookie是存放在单个cookie中的更小段的数据。也就是使用cookie值来储存多个名称值对儿。

子cookie一般以查询字符串的格式进行格式化。然后这些值可以使用单个cookie进行储存和访问
name=name1=value1&name2=value2&name3=value3

上面展示了如何写入，读取和删除cookie，下面展示操作子cookie的方法。

var SubCookieUtil = {

    get: function ( name, subName ) {

        var cookieValue = this.getAll( name );

        if( subName ) {

            return result[subName];
        }
        else {

            return null;
        }
    },

    getAll: function ( name ) {

        var cookieName  = encodeURIComponent( name ) + '=',
            cookieStart = document.cookie.indexOf( cookieName ),
            cookieValue = null,
            cookieEnd,
            result      = {};

        if( cookieStart > -1 ) {

            cookieEnd = document.cookie.indexOf( ';', cookieStart );

            if( cookieEnd === -1 ) {

                cookieEnd = document.cookie.length;
            }
        }

        cookieValue = document.cookie.substring( cookieStart+cookieName.length, cookieEnd );

        decodeURIComponent( cookieValue );

        if( cookieValue.length > 0 ) {

            subCookies = cookieValue.split( '&' );

            for( var i = 0; i < subCookies.length; i++  ) {

                var parts = subCookies[i].split( '=' );

                result[parts[0]] = parts[1];

            }

            return result;
        }
        else {

            return null;
        }
    },

    set: function ( name, subName, value, expires, path, domain, secure ) {

        var subCookies = this.getAll( name ) || {};

        subCookies[subName] = value;
        this.setAll( name, subCookies, expires, path, domain, secure );
    },

    setAll: function ( name, subCookies, expires, path, domain, secure ) {

        var cookieText = encodeURIComponent( name ) + '=',
            subCookiesParts = [],
            subName;

        for( subName in subCookies ) {

            if( subCookies.hasOwnProperty( subName ) ) {

                subCookiesParts.push( encodeURIComponent(subName) + '=' + encodeURIComponent(subCookies[subName]) );
            }
        }

        if( subCookiesParts.length > 0 ) {

            cookieText += subCookiesParts.join('&');

            if( expires instanceof Date ) {

                cookieText += '; expires=' + expires.toGMTString(); 
            }

            if( path ) {

                cookieText += '; path=' + path;
            }

            if( domain ) {

                cookieText += '; domain=' + domain;
            }

            if( secure ) {

                cookieText += '; secure'
            }

        } else {

            cookieText += '; expires=' + (new Date(0).toGMTString());
        }


        document.cookie = cookieText;

    },

    unsetAll: function ( name, subCookies, expires, path, domain, secure ) {

        this.set( name, null, new Date(0), path, domain, secure );
    },

    unset: function ( name, subName, expires, path, domain, secure ) {

        var subCookies = this.get( name );

        if( subCookies ) {

            delete subCookies[subName]
            this.setAll( name, subCookies, expires, path, domain, secure );
        }

    }
}

关于cookie的性能与安全

由于所有的cookie都会由浏览器作为请求头发送，所以在cookie中存储大量信息会影响到特定域的请求性能。cookie信息越大，完成对服务器请求的时间也就越长。
cookie数据并非存储在一个安全环境中，其中包含的任何数据都可被他人访问。所以一定不要在cookie中储存重要和敏感的数据。

IE用户数据

在IE5.0中，微软通过一个自定义行为引入了持久化用户数据的概念。用户数据允许每个文档最多128KB数据，每个域名最多1MB数据。要使用持久化用户数据，首先，必须如下所示，使用CSS在某个元素上指定userData行为。

`<div style="behavior:url(#default#userData)" id="dataStore"></div>`

var dataStore = getElementById('dataStore');
// 写入数据
dataStore.setAttribute('name','Nicholas');
dataStore.setAttribute('book','Professional Javascript');
dataStore.save('BookInfo');

// 获取数据
dataStore.load('BookInfo'); 
// 访问数据
console.log(dataStore.getAttribute('name'));
console.log(dataStor.getAttribute('book'));

// 删除数据
dataStore.removeAttribute( 'name' );
dataStore.removeAttribute( 'book' );
dataStore.save('BookInfo');

Note:

和cookie一样，IE用户数据并非安全的，所有不能存放敏感信息。
用户数据默认是可以跨越会话持久存在的，同时也不会过期
要访问某个数据空间，脚本运行的页面必须来自于同一个域名，路径并使用与进行存储的脚本同样的协议。

Web存储机制

Web Storage的两个主要目标是

提供一种在cookie之外存储会话数据的途径
提供一种存储大量可以跨会话存在的数据的机制。

兼容性

Note:与其他客户端储存方案相比，WebStorage同样也有限制，这些限制因浏览器围而异。一般来说，对存储空间大小的限制都是以每个来源(协议，域名，端口号)为单位的。换句话说，每个来源都要固定大小的空间用于保存自己的数据。考虑到这个限制，就要注意分析和控制每个来源中有多少页面需要保存数据。

webStorage限制测试

Storage类型

Storage提供最大的空间(因浏览器而异)来储存名值对。

sessionStorage instanceof Storage // true
localStorage instanceof Storage// true

localStorage.__proto__ === Storage.prototype // true
sessionStorage.__proto__ === Storage.prototype // true

由上可知，sessionStorage对象与localStorage对象都为Storge类型的实例。因此它们都可以访问到Storage类型的原型对象上的方法。有如下这些方法。

clear():删除所有值;Firefox中没有实现
getItem(name):根据指定的名字name获取对应的值
key(index):获得index位置处的值得名字
removeItem(name):删除由name指定的名值对
setItem(nname, value):为指定的name设置一个对应的值

同时可以使用length属性判断Storage对象中有多少名值对。但无法判断对象中所有数据的大小，不过IE8提供了一个remainingSpace属性，用于获取还可以使用的存储空间的字节数。

Note:Storge类型只能存储字符串。非字符串的数据在存储之前会被转换为字符串。

sessionStorage对象

为每一个给定的源（given origin）维持一个独立的存储区域，该存储区域在页面会话期间可用（即只要浏览器处于打开状态，包括页面重新加载和恢复）。

sessionStorage对象主要用于仅针对会话的小段数据的存储。它储存特定于某个会话的数据，也就是该数据只保持到浏览器关闭。这个对象就像会话cookie，也会在浏览器关闭后消失。

存储在sessionStorage中的数据可以跨越页面而存在，同时如果浏览器支持，浏览器崩溃重启后依然可用(Firefox和Webkit都支持，IE不行)。
sessionStorage对象绑定于某个服务器会话，所有当文件在本地运行的时候是不可用的。
存储在sessionStorage的数据只能由最初给对象储存数据的的页面访问到，所以对多页面应用有限制。

// 写入数据
sessionStorage.setItem( 'name', 'Nicholas' );

// 访问数据
sessionStorage.getItem( 'name' );

// 迭代数据
for( var i = 0,len = sessionStorage.length; i < len; i++ ) {
    
    var key = sessionStorge.key( i );
    var value = sessionStorage.getItem( key );
    console.log( key + '=' + value );
}
for(key in sessionStorage) {

    var value = sessionStorage.getItem( key );
    console.log( key + '=' + value );
}

// 删除数据
sessionStorage.removeItem( 'name' );

Note:不同浏览器写入数据的方法略有不同。Firefox和Webkit实现了同步写入，所有添加到储存空间的数据是立刻被提交的。而IE的实现是异步写入数据，所以在设置数据和将数据写入磁盘之间可能有一些延迟。对于少量数据而言，这个差异是可以忽略的。对于大量数据，你会发现IE比其他浏览器更快的恢复执行，因为它会跳过实际的磁盘写入过程。
在IE8中可强制把数据写入磁盘，如下。

// 防止代码执行的时候，不会发生其他磁盘写入操作
sessionStorage.begin();

sessionStorage.name = 'Nicholas';

// 确保name的值在调用commit()之后立刻写入磁盘
sessionStorage.commit();

localStorage对象

localStorage 同样的功能，但是在浏览器关闭，然后重新打开后数据仍然存在。

localStorage实现跨越会话存储数据，在HTML5规范中作为持久保存客户端数据的方案取代了globalStorage。
规则:要访问同一个localStorage对象，页面必须来自于同一个域名(子域名无效)，使用同一种协议，在同一个端口上。

因为localStorage是Storage的实例，所有可以像使用sessionStorage一样来使用它。

storage事件

对Storage对象进行任何修改，都会在文档上触发storage事件。

storge事件对象

domain:发生变化的储存空间的域名
key:设置或者删除的键名
newVaule:如果是设置值，则为新值；如果是删除键，则为null
oldValue:键被更改之前的值

Javascript--离线应用与客户端储存

离线检测

navigator.onLine

相关事件类型:online和offline

应用缓存

清单文件

清单文件格式

引用清单文件

applicationCache对象

`applicationCache.status`

相关事件类型

Cookie

cookie构造

document.cookie

读

写

子cookie

关于cookie的性能与安全

IE用户数据

Web存储机制

Storage类型

sessionStorage对象

localStorage对象

storage事件

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