Frontend File System Access API: Управление на локални файлове в браузъра

File System Access API (преди известен като Native File System API или просто File System API) е мощен набор от уеб API-та, които позволяват на уеб приложенията да взаимодействат с файлове и директории в локалната файлова система на потребителя директно от браузъра. Това отваря нови възможности за уеб-базирани приложения, позволявайки им да изпълняват задачи, които преди бяха ограничени до нативни приложения.

Какво е File System Access API?

File System Access API предоставя начин потребителите да дадат на уеб приложенията достъп до тяхната локална файлова система. За разлика от по-старите механизми за качване/изтегляне на файлове, този API позволява на приложенията директно да четат, пишат и управляват файлове и директории с изричното съгласие на потребителя. Това предлага по-безпроблемно и интегрирано изживяване, особено за приложения, които работят с големи количества локални данни или изискват постоянно съхранение.

Ключовите характеристики на File System Access API включват:

• Разрешения, дадени от потребителя: Достъпът до файловата система се предоставя само след като потребителят изрично одобри заявката, гарантирайки поверителността и сигурността на потребителя.
• Постоянно съхранение: Уеб приложенията могат да заявят постоянно съхранение, което им позволява да запазят достъп до файлове и директории дори след затваряне или опресняване на браузъра.
• Асинхронни операции: API-то използва предимно асинхронни операции, предотвратявайки замръзването на потребителския интерфейс по време на взаимодействия с файловата система.
• Достъп, базиран на потоци (streams): Поддръжката на потоци позволява ефективна обработка на големи файлове, без да се зарежда целият файл в паметта.
• Достъп до директории: Приложенията могат да заявят достъп до цели директории, което им позволява да управляват множество файлове и папки.
• Origin Private File System (OPFS): Специална изолирана част от файловата система, уникална за произхода на уебсайта, предоставяща подобрена производителност и сигурност за специфични случаи на употреба.

Случаи на употреба на File System Access API

File System Access API отключва широк спектър от възможности за уеб приложения. Ето някои често срещани случаи на употреба:

1. Редактори на локални файлове и IDE-та

Уеб-базирани код редактори, текстови редактори и IDE-та могат да използват API-то за директно отваряне, редактиране и запазване на файлове в локалната файлова система на потребителя. Това предоставя изживяване, по-близко до нативното, в сравнение с традиционните работни процеси за качване/изтегляне на файлове. Представете си уеб-базирано IDE като VS Code, което директно редактира файловете на вашия проект, съхранени локално.

2. Инструменти за редактиране на изображения и видео

Приложенията за редактиране на изображения и видео могат да използват API-то за ефективна обработка на големи медийни файлове, съхранени на устройството на потребителя. Достъпът, базиран на потоци, позволява редактиране на файлове, без да се зарежда цялото съдържание в паметта, което подобрява производителността и намалява консумацията на памет. Например, онлайн фоторедактор може директно да отваря и запазва изображения от вашия компютър без нужда от качване.

3. Системи за управление на документи

Уеб-базираните системи за управление на документи могат да осигурят безпроблемна интеграция с локалната файлова система на потребителя, позволявайки му лесно да достъпва, организира и управлява своите документи директно от браузъра. Представете си услуга за облачно съхранение, която ви позволява директно да отваряте и редактирате локални документи в техния уеб интерфейс.

4. Разработка на игри

Разработчиците на игри могат да използват API-то за съхранение на игрови ресурси, запазване на напредъка в играта и зареждане на персонализирано съдържание директно от файловата система на потребителя. Това позволява по-богати и по-завладяващи игрови изживявания в уеб. Представете си уеб-базирана игра, която запазва напредъка ви директно на вашия компютър.

5. Офлайн приложения

File System Access API, в комбинация с други технологии като service workers, позволява създаването на уеб приложения, способни да работят офлайн, които могат да продължат да функционират дори когато потребителят не е свързан с интернет. Данните могат да се съхраняват локално с помощта на API-то и да се синхронизират с отдалечен сървър, когато връзката бъде възстановена. Това е особено полезно за приложения за продуктивност, които трябва да работят безпроблемно както в онлайн, така и в офлайн среда. Например, приложение за водене на бележки може да съхранява бележките локално и да ги синхронизира с облака, когато има налична връзка.

6. Обработка и анализ на данни

Уеб приложенията могат да използват API-то за обработка и анализ на големи набори от данни, съхранени локално. Това е особено полезно за научни изследвания, анализ на данни и други приложения, които изискват обработка на големи количества данни. Представете си уеб-базиран инструмент за визуализация на данни, който директно обработва CSV файл от вашия твърд диск.

Как да използваме File System Access API

File System Access API предоставя няколко функции за взаимодействие с файловата система. Ето основен преглед как да използвате някои от ключовите характеристики:

1. Заявяване на достъп до файловата система

Първата стъпка е да поискате достъп до файловата система от потребителя. Това обикновено се прави с помощта на методите showOpenFilePicker() или showSaveFilePicker().

showOpenFilePicker()

Методът showOpenFilePicker() подканва потребителя да избере един или повече файлове. Той връща promise, който се разрешава с масив от FileSystemFileHandle обекти, представляващи избраните файлове.

            
async function openFile() {
  try {
    const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();
    const file = await fileHandle.getFile();
    const contents = await file.text();
    console.log(contents);
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Обяснение на примера:

• `async function openFile() { ... }`: Дефинира асинхронна функция за обработка на процеса на отваряне на файл.
• `const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();`: Използва `showOpenFilePicker()` за показване на диалогов прозорец за избор на файл. Ключовата дума `await` спира изпълнението, докато потребителят не избере файл (или не отмени операцията). Резултатът е масив, съдържащ `FileSystemFileHandle` обекти; ние деструктурираме първия елемент в променливата `fileHandle`.
• `const file = await fileHandle.getFile();`: Извлича `File` обект от `FileSystemFileHandle`. Този `File` обект осигурява достъп до свойствата и съдържанието на файла.
• `const contents = await file.text();`: Прочита цялото съдържание на файла като текстов низ с помощта на метода `text()`. Ключовата дума `await` изчаква завършването на операцията по четене на файла.
• `console.log(contents);`: Извежда съдържанието на файла в конзолата.
• `} catch (err) { ... }`: Прихваща всякакви грешки, които могат да възникнат по време на процеса на отваряне или четене на файла. Той извежда името и съобщението на грешката в конзолата за целите на отстраняване на грешки. Това е от решаващо значение за обработка на сценарии, при които потребителят отменя избора на файл, файлът е недостъпен или има проблеми с четенето на съдържанието на файла.

showSaveFilePicker()

Методът showSaveFilePicker() подканва потребителя да избере място за запазване на файл. Той връща promise, който се разрешава с FileSystemFileHandle обект, представляващ избрания файл.

            
async function saveFile(data) {
  try {
    const fileHandle = await window.showSaveFilePicker({
      suggestedName: 'my-file.txt',
      types: [{
        description: 'Text files',
        accept: {
          'text/plain': ['.txt'],
        },
      }],
    });
    const writable = await fileHandle.createWritable();
    await writable.write(data);
    await writable.close();
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Обяснение на примера:

• `async function saveFile(data) { ... }`: Дефинира асинхронна функция `saveFile`, която приема `data` (съдържанието за запазване) като аргумент.
• `const fileHandle = await window.showSaveFilePicker({ ... });`: Извиква `showSaveFilePicker()` за показване на диалогов прозорец за запазване. Ключовата дума `await` гарантира, че функцията изчаква взаимодействието на потребителя. * `suggestedName: 'my-file.txt'` предлага име на файла по подразбиране. * `types: [...]` указва филтри за тип на файла: * `description: 'Text files'` предоставя лесно за разбиране описание на типа на файла. * `accept: { 'text/plain': ['.txt'] }` указва, че диалоговият прозорец трябва да филтрира за `.txt` файлове с MIME тип `text/plain`.
• `const writable = await fileHandle.createWritable();`: Създава `FileSystemWritableFileStream`, свързан с файловия маркер. Този поток позволява записване на данни във файла.
• `await writable.write(data);`: Записва `data` (съдържанието за запазване) в потока за запис.
• `await writable.close();`: Затваря потока за запис, като гарантира, че всички данни са записани във файла и файлът е правилно финализиран.
• `} catch (err) { ... }`: Включва обработка на грешки за прихващане и регистриране на всякакви грешки, които могат да възникнат по време на процеса на запазване.

2. Четене на съдържанието на файла

След като имате FileSystemFileHandle обект, можете да получите достъп до съдържанието на файла с помощта на метода getFile(). Той връща File обект, който предоставя методи за четене на съдържанието на файла като текст, двоични данни или поток.

            
async function readFileContents(fileHandle) {
  const file = await fileHandle.getFile();
  const contents = await file.text();
  return contents;
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Записване във файлове

За да пишете във файл, трябва да създадете FileSystemWritableFileStream обект, като използвате метода createWritable() на FileSystemFileHandle обекта. След това можете да използвате метода write(), за да запишете данни в потока, и метода close(), за да затворите потока и да запазите промените.

            
async function writeFileContents(fileHandle, data) {
  const writable = await fileHandle.createWritable();
  await writable.write(data);
  await writable.close();
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. Достъп до директории

File System Access API също ви позволява да поискате достъп до директории. Това се прави с помощта на метода showDirectoryPicker().

            
async function openDirectory() {
  try {
    const directoryHandle = await window.showDirectoryPicker();
    console.log('directoryHandle', directoryHandle);
    // Now you can interact with the directoryHandle to list files, create new files, etc.
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

След като имате FileSystemDirectoryHandle обект, можете да използвате методи като entries(), getFileHandle() и getDirectoryHandle(), за да навигирате в структурата на директориите и да достъпвате файлове и поддиректории.

5. Частна файлова система на произхода (OPFS)

Частната файлова система на произхода (OPFS) е специална, изолирана (sandboxed) част от файловата система, която е изолирана спрямо произхода на уеб приложението. Достъпът до файлове в OPFS е оптимизиран за производителност. Ето как да получите достъп до нея:

            
async function accessOPFS() {
  try {
    const root = await navigator.storage.getDirectory();
    console.log('OPFS root directory handle:', root);

    // Create a file in the OPFS
    const fileHandle = await root.getFileHandle('my-opfs-file.txt', { create: true });
    const writable = await fileHandle.createWritable();
    await writable.write('This is data in the OPFS!');
    await writable.close();

    // Read the file back
    const file = await fileHandle.getFile();
    const contents = await file.text();
    console.log('Contents from OPFS file:', contents);
  } catch (err) {
    console.error('Error accessing OPFS:', err);
  }
}

accessOPFS();

            

              
                Copy
              
            
          

Обяснение:

• `navigator.storage.getDirectory()`: Извлича маркера на главната директория за OPFS. Това е входната точка за достъп до файлове в частната файлова система на произхода.
• `root.getFileHandle('my-opfs-file.txt', { create: true })`: Извлича маркер за файла с име 'my-opfs-file.txt'. Опцията `{ create: true }` гарантира, че файлът ще бъде създаден, ако все още не съществува.
• Останалата част от кода демонстрира записване на данни във файла и след това прочитането им обратно, подобно на по-ранните примери.

Съображения за сигурност

File System Access API въвежда нови съображения за сигурност, с които разработчиците трябва да са наясно:

• Потребителски разрешения: Винаги искайте само необходимите разрешения и обяснявайте ясно на потребителя защо вашето приложение се нуждае от достъп до неговата файлова система.
• Валидиране на входа: Почиствайте и валидирайте всички данни, прочетени от файлове, за да предотвратите уязвимости в сигурността като cross-site scripting (XSS) или инжектиране на код.
• Path Traversal: Бъдете внимателни при конструирането на пътища до файлове, за да предотвратите атаки от тип "path traversal", при които нападател може да получи достъп до файлове извън предвидената директория.
• Чувствителност на данните: Имайте предвид чувствителността на данните, които обработвате, и предприемете подходящи мерки за тяхната защита, като криптиране и контрол на достъпа.
• Избягвайте съхраняването на чувствителни данни: Ако е възможно, избягвайте съхраняването на чувствителна информация във файловата система на потребителя. Обмислете използването на API-та за съхранение в браузъра (като IndexedDB) за съхранение на данни в изолираната среда на браузъра.

Съвместимост с браузъри

Поддръжката на File System Access API от браузърите все още се развива. Въпреки че повечето съвременни браузъри поддържат основните функции на API-то, някои функции може да са експериментални или да изискват активиране на специфични флагове. Винаги проверявайте най-новата информация за съвместимост с браузъри, преди да използвате API-то в продукционна среда. Можете да се обърнете към ресурси като MDN Web Docs за актуални подробности относно съвместимостта.

Polyfills и резервни варианти (Fallbacks)

За браузъри, които не поддържат напълно File System Access API, можете да използвате polyfills или резервни варианти, за да осигурите по-плавно преминаване. Например, можете да използвате традиционен механизъм за качване/изтегляне на файлове като резервен вариант за браузъри, които не поддържат методите showOpenFilePicker() или showSaveFilePicker(). Също така обмислете прогресивно подобряване на вашето приложение. Осигурете основната функционалност без API-то, след което подобрете изживяването за браузъри, които го поддържат.

Пример: Създаване на прост текстов редактор

Ето един опростен пример как да създадете основен текстов редактор с помощта на File System Access API:

            
<textarea id="editor" style="width: 100%; height: 300px;"></textarea>
<button id="openBtn">Open File</button>
<button id="saveBtn">Save File</button>

            

              
                Copy
              
            
          

            
const editor = document.getElementById('editor');
const openBtn = document.getElementById('openBtn');
const saveBtn = document.getElementById('saveBtn');

let fileHandle;

openBtn.addEventListener('click', async () => {
  try {
    [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();
    const file = await fileHandle.getFile();
    editor.value = await file.text();
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
});

saveBtn.addEventListener('click', async () => {
  try {
    if (!fileHandle) {
      fileHandle = await window.showSaveFilePicker();
    }
    const writable = await fileHandle.createWritable();
    await writable.write(editor.value);
    await writable.close();
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

Този пример демонстрира как да отворите файл, да покажете съдържанието му в текстово поле и да запазите промените обратно във файла. Това е много основен пример и ще се нуждае от допълнителна обработка на грешки и функции за реално приложение.

Най-добри практики за използване на File System Access API

• Прогресивно подобряване: Проектирайте приложението си така, че да работи дори и без File System Access API. Използвайте API-то, за да подобрите потребителското изживяване, когато е налично.
• Предоставяйте ясни обяснения: Обяснете ясно на потребителя защо вашето приложение се нуждае от достъп до неговата файлова система и какво възнамерявате да правите с файловете.
• Обработвайте грешките плавно: Внедрете стабилна обработка на грешки, за да се справяте плавно със сценарии, при които потребителят отказва разрешение, файлът не е намерен или има други грешки.
• Използвайте асинхронни операции: Винаги използвайте асинхронни операции, за да предотвратите замръзването на потребителския интерфейс по време на взаимодействия с файловата система.
• Оптимизирайте за производителност: Използвайте достъп, базиран на потоци, за големи файлове, за да подобрите производителността и да намалите консумацията на памет.
• Уважавайте поверителността на потребителя: Имайте предвид поверителността на потребителя и достъпвайте само файловете и директориите, които са необходими за функционирането на вашето приложение.
• Тествайте обстойно: Тествайте приложението си обстойно в различни браузъри и операционни системи, за да гарантирате съвместимост и стабилност.
• Обмислете Origin Private File System (OPFS): За критични по отношение на производителността операции, особено тези, включващи големи файлове, обмислете използването на OPFS.

Заключение

File System Access API е мощен инструмент, който дава възможност на frontend разработчиците да създават уеб приложения с подобрени възможности за работа с файловата система. Като позволява на потребителите да предоставят на уеб приложенията достъп до техните локални файлове и директории, този API отваря нови възможности за уеб-базирани инструменти за продуктивност, творчески приложения и други. Въпреки че поддръжката от браузърите все още се развива, File System Access API представлява значителна стъпка напред в еволюцията на уеб разработката. С узряването на поддръжката от браузърите и натрупването на повече опит от страна на разработчиците с API-то, можем да очакваме да видим още по-иновативни и завладяващи уеб приложения, които използват неговите възможности.

Не забравяйте винаги да давате приоритет на сигурността и поверителността на потребителя, когато използвате File System Access API. Като следвате най-добрите практики и внимателно обмисляте последиците за сигурността, можете да създавате уеб приложения, които са едновременно мощни и сигурни.