Frontend File System Access API: Paikallinen tiedostonhallinta selaimessa

File System Access API (aiemmin nimellä Native File System API tai yksinkertaisesti File System API) on tehokas joukko web-sovellusliittymiä, jotka mahdollistavat verkkosovellusten vuorovaikutuksen käyttäjän paikallisen tiedostojärjestelmän tiedostojen ja hakemistojen kanssa suoraan selaimesta. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia verkkopohjaisille sovelluksille, mahdollistaen tehtäviä, jotka aiemmin olivat rajoitettu natiivisovelluksiin.

Mikä on File System Access API?

File System Access API tarjoaa tavan, jolla käyttäjät voivat myöntää verkkosovelluksille pääsyn paikalliseen tiedostojärjestelmäänsä. Toisin kuin vanhemmat tiedostojen lataus- ja lähetysmekanismit, tämä API mahdollistaa sovellusten suoran tiedostojen ja hakemistojen lukemisen, kirjoittamisen ja hallinnan käyttäjän nimenomaisella suostumuksella. Tämä tarjoaa saumattomamman ja integroidumman kokemuksen, erityisesti sovelluksille, jotka käsittelevät suuria määriä paikallista dataa tai vaativat pysyvää tallennustilaa.

File System Access API:n keskeisiä ominaisuuksia ovat:

• Käyttäjän myöntämät luvat: Pääsy tiedostojärjestelmään myönnetään vasta sen jälkeen, kun käyttäjä on nimenomaisesti hyväksynyt pyynnön, mikä takaa käyttäjän yksityisyyden ja turvallisuuden.
• Pysyvä tallennustila: Verkkosovellukset voivat pyytää pysyvää tallennustilaa, mikä mahdollistaa niiden säilyttää pääsyn tiedostoihin ja hakemistoihin myös selaimen sulkemisen tai päivittämisen jälkeen.
• Asynkroniset operaatiot: API käyttää pääasiassa asynkronisia operaatioita, mikä estää käyttöliittymän jäätymisen tiedostojärjestelmän vuorovaikutusten aikana.
• Virtapohjainen pääsy: Tuki datavirroille (streams) mahdollistaa suurten tiedostojen tehokkaan käsittelyn lataamatta koko tiedostoa muistiin.
• Hakemistojen käyttö: Sovellukset voivat pyytää pääsyä kokonaisiin hakemistoihin, mikä mahdollistaa useiden tiedostojen ja kansioiden hallinnan.
• Origin Private File System (OPFS): Erityinen, eristetty osa tiedostojärjestelmää, joka on yksilöllinen verkkosivuston alkuperälle (origin), tarjoten parannettua suorituskykyä ja turvallisuutta tietyissä käyttötapauksissa.

File System Access API:n käyttötapauksia

File System Access API avaa laajan valikoiman mahdollisuuksia verkkosovelluksille. Tässä on joitakin yleisiä käyttötapauksia:

1. Paikalliset tiedostoeditorit ja IDE:t

Verkkopohjaiset koodieditorit, tekstieditorit ja IDE:t voivat hyödyntää API:a avatakseen, muokatakseen ja tallentaakseen tiedostoja suoraan käyttäjän paikallisessa tiedostojärjestelmässä. Tämä tarjoaa natiivimaisemman kokemuksen verrattuna perinteisiin tiedostojen lataus- ja lähetystyönkulkuihin. Kuvittele verkkopohjainen IDE, kuten VS Code, joka muokkaa suoraan paikallisesti tallennettuja projektitiedostojasi.

2. Kuvan- ja videonkäsittelytyökalut

Kuvan- ja videonkäsittelysovellukset voivat käyttää API:a käsitelläkseen tehokkaasti suuria mediatiedostoja, jotka on tallennettu käyttäjän laitteelle. Virtapohjainen pääsy mahdollistaa tiedostojen muokkaamisen lataamatta koko sisältöä muistiin, mikä parantaa suorituskykyä ja vähentää muistinkulutusta. Esimerkiksi verkkokuvaeditori voisi avata ja tallentaa kuvia suoraan tietokoneeltasi ilman tarvetta latauksille.

3. Asiakirjanhallintajärjestelmät

Verkkopohjaiset asiakirjanhallintajärjestelmät voivat tarjota saumattoman integraation käyttäjän paikalliseen tiedostojärjestelmään, mikä mahdollistaa heidän helposti käyttää, järjestellä ja hallita asiakirjojaan suoraan selaimesta. Kuvittele pilvitallennuspalvelu, joka antaa sinun avata ja muokata paikallisia asiakirjoja suoraan sen verkkokäyttöliittymässä.

4. Pelinkehitys

Pelinkehittäjät voivat käyttää API:a tallentaakseen peliresursseja, pelin edistymistä ja ladatakseen mukautettua sisältöä suoraan käyttäjän tiedostojärjestelmästä. Tämä mahdollistaa rikkaampia ja immersiivisempiä pelikokemuksia verkossa. Kuvittele verkkopohjainen peli, joka tallentaa edistymisesi suoraan tietokoneellesi.

5. Offline-sovellukset

File System Access API yhdistettynä muihin teknologioihin, kuten service workereihin, mahdollistaa offline-tilassa toimivien verkkosovellusten luomisen, jotka voivat jatkaa toimintaansa, vaikka käyttäjä ei olisi yhteydessä internetiin. Dataa voidaan tallentaa paikallisesti API:n avulla ja synkronoida etäpalvelimen kanssa, kun yhteys palautuu. Tämä on erityisen hyödyllistä tuottavuussovelluksille, joiden on toimittava saumattomasti sekä online- että offline-ympäristöissä. Esimerkiksi muistiinpanosovellus saattaa tallentaa muistiinpanot paikallisesti ja synkronoida ne pilveen, kun yhteys on saatavilla.

6. Datan käsittely ja analysointi

Verkkosovellukset voivat hyödyntää API:a käsitelläkseen ja analysoidakseen suuria paikallisesti tallennettuja tietojoukkoja. Tämä on erityisen hyödyllistä tieteellisessä tutkimuksessa, data-analyysissä ja muissa sovelluksissa, jotka vaativat suurten tietomäärien käsittelyä. Kuvittele verkkopohjainen datan visualisointityökalu, joka käsittelee CSV-tiedostoa suoraan kovalevyltäsi.

Miten File System Access API:a käytetään

File System Access API tarjoaa useita funktioita vuorovaikutukseen tiedostojärjestelmän kanssa. Tässä on peruskatsaus joidenkin keskeisten ominaisuuksien käyttöön:

1. Tiedostojärjestelmän käyttöoikeuden pyytäminen

Ensimmäinen askel on pyytää käyttäjältä pääsyä tiedostojärjestelmään. Tämä tehdään tyypillisesti käyttämällä showOpenFilePicker()- tai showSaveFilePicker()-metodeja.

showOpenFilePicker()

showOpenFilePicker()-metodi kehottaa käyttäjää valitsemaan yhden tai useamman tiedoston. Se palauttaa lupauksen (promise), joka ratkeaa taulukolla FileSystemFileHandle-objekteja, jotka edustavat valittuja tiedostoja.

            
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
              
            
          

Esimerkin selitys:

• `async function openFile() { ... }`: Määrittelee asynkronisen funktion tiedoston avausprosessin käsittelyyn.
• `const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();`: Käyttää `showOpenFilePicker()`-metodia näyttääkseen tiedostonvalintaikkunan. `await`-avainsana keskeyttää suorituksen, kunnes käyttäjä valitsee tiedoston (tai peruuttaa toiminnon). Tulos on taulukko, joka sisältää `FileSystemFileHandle`-objekteja; puramme ensimmäisen elementin `fileHandle`-muuttujaan.
• `const file = await fileHandle.getFile();`: Hakee `File`-objektin `FileSystemFileHandle`-oliosta. Tämä `File`-objekti antaa pääsyn tiedoston ominaisuuksiin ja sisältöön.
• `const contents = await file.text();`: Lukee tiedoston koko sisällön tekstimerkkijonona käyttämällä `text()`-metodia. `await`-avainsana odottaa, että tiedoston lukutoiminto on valmis.
• `console.log(contents);`: Tulostaa tiedoston sisällön konsoliin.
• `} catch (err) { ... }`: Nappaa mahdolliset virheet, jotka voivat ilmetä tiedoston avaus- tai lukuprosessin aikana. Se tulostaa virheen nimen ja viestin konsoliin virheenkorjausta varten. Tämä on ratkaisevan tärkeää tilanteiden käsittelyssä, joissa käyttäjä peruuttaa tiedoston valinnan, tiedosto ei ole saatavilla tai sen sisällön lukemisessa on ongelmia.

showSaveFilePicker()

showSaveFilePicker()-metodi kehottaa käyttäjää valitsemaan sijainnin tiedoston tallentamiseksi. Se palauttaa lupauksen, joka ratkeaa FileSystemFileHandle-objektilla, joka edustaa valittua tiedostoa.

            
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
              
            
          

Esimerkin selitys:

• `async function saveFile(data) { ... }`: Määrittelee asynkronisen funktion `saveFile`, joka ottaa argumentiksi `data`:n (tallennettava sisältö).
• `const fileHandle = await window.showSaveFilePicker({ ... });`: Kutsuu `showSaveFilePicker()`-metodia näyttääkseen tallennusdialogin. `await`-avainsana varmistaa, että funktio odottaa käyttäjän toimia.
  • `suggestedName: 'my-file.txt'` ehdottaa oletustiedostonimeä.
  • `types: [...]` määrittää tiedostotyyppisuodattimet:
    • `description: 'Text files'` antaa käyttäjäystävällisen kuvauksen tiedostotyypistä.
    • `accept: { 'text/plain': ['.txt'] }` ilmaisee, että dialogin tulisi suodattaa `.txt`-tiedostoja MIME-tyypillä `text/plain`.
• `const writable = await fileHandle.createWritable();`: Luo `FileSystemWritableFileStream`-virran, joka on yhdistetty tiedostokahvaan. Tämä virta mahdollistaa datan kirjoittamisen tiedostoon.
• `await writable.write(data);`: Kirjoittaa `data`:n (tallennettava sisältö) kirjoitettavaan virtaan.
• `await writable.close();`: Sulkee kirjoitettavan virran, varmistaen, että kaikki data on kirjoitettu tiedostoon ja tiedosto on viimeistelty oikein.
• `} catch (err) { ... }`: Sisältää virheenkäsittelyn, joka nappaa ja tulostaa mahdolliset virheet, jotka voivat ilmetä tallennusprosessin aikana.

2. Tiedoston sisällön lukeminen

Kun sinulla on FileSystemFileHandle-objekti, voit käyttää tiedoston sisältöä getFile()-metodilla. Tämä palauttaa File-objektin, joka tarjoaa metodeja tiedoston sisällön lukemiseen tekstinä, binääridatana tai virtana.

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

            

              
                Copy
              
            
          

3. Tiedostoihin kirjoittaminen

Kirjoittaaksesi tiedostoon sinun on luotava FileSystemWritableFileStream-objekti käyttämällä FileSystemFileHandle-objektin createWritable()-metodia. Voit sitten käyttää write()-metodia datan kirjoittamiseen virtaan ja close()-metodia virran sulkemiseen ja muutosten tallentamiseen.

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

            

              
                Copy
              
            
          

4. Hakemistoihin pääsy

File System Access API mahdollistaa myös pääsyn pyytämisen hakemistoihin. Tämä tehdään käyttämällä showDirectoryPicker()-metodia.

            
async function openDirectory() {
  try {
    const directoryHandle = await window.showDirectoryPicker();
    console.log('directoryHandle', directoryHandle);
    // Nyt voit vuorovaikuttaa directoryHandlen kanssa listataksesi tiedostoja, luodaksesi uusia tiedostoja jne.
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kun sinulla on FileSystemDirectoryHandle-objekti, voit käyttää metodeja kuten entries(), getFileHandle() ja getDirectoryHandle() navigoidaksesi hakemistorakenteessa ja päästäksesi käsiksi tiedostoihin ja alihakemistoihin.

5. Origin Private File System (OPFS)

Origin Private File System (OPFS) on erityinen, hiekkalaatikossa oleva osa tiedostojärjestelmää, joka on eristetty verkkosovelluksen alkuperään (origin). Tiedostojen käyttö OPFS:ssä on optimoitu suorituskykyä varten. Näin sitä käytetään:

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

    // Luo tiedosto OPFS:ään
    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();

    // Lue tiedosto takaisin
    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
              
            
          

Selitys:

• `navigator.storage.getDirectory()`: Hakee OPFS:n juurihakemistokahvan. Tämä on aloituspiste tiedostojen käyttämiseen alkuperän yksityisessä tiedostojärjestelmässä.
• `root.getFileHandle('my-opfs-file.txt', { create: true })`: Hakee tiedostokahvan tiedostolle nimeltä 'my-opfs-file.txt'. Asetus `{ create: true }` varmistaa, että tiedosto luodaan, jos sitä ei ole olemassa.
• Loput koodista näyttää, kuinka dataa kirjoitetaan tiedostoon ja luetaan se takaisin, samalla tavalla kuin aiemmissa esimerkeissä.

Turvallisuusnäkökohdat

File System Access API tuo mukanaan uusia turvallisuusnäkökohtia, joista kehittäjien on oltava tietoisia:

• Käyttäjän luvat: Pyydä aina vain tarvittavat luvat ja selitä käyttäjälle selkeästi, miksi sovelluksesi tarvitsee pääsyn heidän tiedostojärjestelmäänsä.
• Syötteen validointi: Puhdista ja validoi kaikki tiedostoista luettu data estääksesi tietoturvahaavoittuvuuksia, kuten sivustojen välistä komentosarja-ajoa (XSS) tai koodin injektointia.
• Polun ylitys (Path Traversal): Ole varovainen rakentaessasi tiedostopolkuja estääksesi polun ylityshyökkäykset, joissa hyökkääjä voisi saada pääsyn tiedostoihin aiotun hakemiston ulkopuolella.
• Datan arkaluontoisuus: Ole tietoinen käsittelemäsi datan arkaluontoisuudesta ja ryhdy asianmukaisiin toimenpiteisiin sen suojaamiseksi, kuten salaus ja pääsynhallinta.
• Vältä arkaluontoisen datan tallentamista: Jos mahdollista, vältä arkaluonteisten tietojen tallentamista käyttäjän tiedostojärjestelmään. Harkitse selaimen tallennusrajapintojen (kuten IndexedDB) käyttöä datan tallentamiseen selaimen hiekkalaatikkoon.

Selainyhteensopivuus

File System Access API:n selainyhteensopivuus kehittyy jatkuvasti. Vaikka useimmat modernit selaimet tukevat API:n ydinominaisuuksia, jotkin ominaisuudet voivat olla kokeellisia tai vaatia tiettyjen lippujen käyttöönottoa. Tarkista aina uusin selainyhteensopivuustieto ennen API:n käyttöä tuotannossa. Voit viitata resursseihin, kuten MDN Web Docs, saadaksesi ajantasaiset yhteensopivuustiedot.

Polyfillit ja varamenetelmät

Selaimille, jotka eivät täysin tue File System Access API:a, voit käyttää polyfillejä tai varamenetelmiä tarjotaksesi sulavamman käyttökokemuksen. Voit esimerkiksi käyttää perinteistä tiedostojen lataus-/lähetysmekanismia varamenetelmänä selaimille, jotka eivät tue showOpenFilePicker()- tai showSaveFilePicker()-metodeja. Harkitse myös sovelluksesi asteittaista parantamista. Tarjoa ydintoiminnallisuus ilman API:a ja paranna sitten kokemusta selaimille, jotka tukevat sitä.

Esimerkki: Yksinkertaisen tekstieditorin luominen

Tässä on yksinkertaistettu esimerkki siitä, kuinka luodaan perus-tekstieditori käyttämällä File System Access API:a:

            
<textarea id="editor" style="width: 100%; height: 300px;"></textarea>
<button id="openBtn">Avaa tiedosto</button>
<button id="saveBtn">Tallenna tiedosto</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
              
            
          

Tämä esimerkki näyttää, kuinka avata tiedosto, näyttää sen sisältö tekstikentässä ja tallentaa muutokset takaisin tiedostoon. Tämä on hyvin perusesimerkki ja vaatisi lisävirheenkäsittelyä ja ominaisuuksia todelliseen sovellukseen.

Parhaat käytännöt File System Access API:n käyttöön

• Asteittainen parantaminen: Suunnittele sovelluksesi toimimaan myös ilman File System Access API:a. Käytä API:a parantaaksesi käyttökokemusta, kun se on saatavilla.
• Tarjoa selkeät selitykset: Selitä käyttäjälle selkeästi, miksi sovelluksesi tarvitsee pääsyn heidän tiedostojärjestelmäänsä ja mitä aiot tehdä tiedostoilla.
• Käsittele virheet sulavasti: Toteuta vankka virheenkäsittely käsitelläksesi sulavasti tilanteita, joissa käyttäjä kieltää luvan, tiedostoa ei löydy tai ilmenee muita virheitä.
• Käytä asynkronisia operaatioita: Käytä aina asynkronisia operaatioita estääksesi käyttöliittymän jäätymisen tiedostojärjestelmän vuorovaikutusten aikana.
• Optimoi suorituskykyä: Käytä virtapohjaista pääsyä suurille tiedostoille parantaaksesi suorituskykyä ja vähentääksesi muistinkulutusta.
• Kunnioita käyttäjän yksityisyyttä: Ole tietoinen käyttäjän yksityisyydestä ja käytä vain niitä tiedostoja ja hakemistoja, jotka ovat välttämättömiä sovelluksesi toiminnan kannalta.
• Testaa perusteellisesti: Testaa sovelluksesi perusteellisesti eri selaimissa ja käyttöjärjestelmissä varmistaaksesi yhteensopivuuden ja vakauden.
• Harkitse Origin Private File System (OPFS): Suorituskykykriittisissä operaatioissa, erityisesti niissä, jotka käsittelevät suuria tiedostoja, harkitse OPFS:n käyttöä.

Yhteenveto

File System Access API on tehokas työkalu, joka antaa frontend-kehittäjille mahdollisuuden luoda verkkosovelluksia, joilla on parannetut tiedostojärjestelmäominaisuudet. Sallimalla käyttäjien myöntää verkkosovelluksille pääsyn paikallisiin tiedostoihinsa ja hakemistoihinsa, tämä API avaa uusia mahdollisuuksia verkkopohjaisille tuottavuustyökaluille, luoville sovelluksille ja muille. Vaikka selainyhteensopivuus kehittyy edelleen, File System Access API on merkittävä askel eteenpäin verkkokehityksen evoluutiossa. Kun selainyhteensopivuus kypsyy ja kehittäjät saavat enemmän kokemusta API:sta, voimme odottaa näkevämme entistä innovatiivisempia ja vakuuttavampia verkkosovelluksia, jotka hyödyntävät sen ominaisuuksia.

Muista aina priorisoida käyttäjien turvallisuus ja yksityisyys, kun käytät File System Access API:a. Noudattamalla parhaita käytäntöjä ja harkitsemalla huolellisesti turvallisuusvaikutuksia voit luoda verkkosovelluksia, jotka ovat sekä tehokkaita että turvallisia.