Frontend File System Access API: Lokaal Bestandsbeheer in de Browser

De File System Access API (voorheen bekend als de Native File System API of simpelweg de File System API) is een krachtige set web-API's waarmee webapplicaties rechtstreeks vanuit de browser kunnen communiceren met bestanden en mappen op het lokale bestandssysteem van een gebruiker. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor webgebaseerde applicaties, waardoor ze taken kunnen uitvoeren die voorheen beperkt waren tot native applicaties.

Wat is de File System Access API?

De File System Access API biedt gebruikers een manier om webapplicaties toegang te verlenen tot hun lokale bestandssysteem. In tegenstelling tot oudere mechanismen voor het uploaden/downloaden van bestanden, stelt deze API applicaties in staat om bestanden en mappen direct te lezen, schrijven en beheren met de uitdrukkelijke toestemming van de gebruiker. Dit biedt een meer naadloze en geïntegreerde ervaring, met name voor applicaties die grote hoeveelheden lokale gegevens verwerken of persistente opslag vereisen.

Belangrijkste kenmerken van de File System Access API zijn:

• Door gebruiker verleende toestemmingen: Toegang tot het bestandssysteem wordt alleen verleend nadat de gebruiker het verzoek uitdrukkelijk heeft goedgekeurd, wat de privacy en veiligheid van de gebruiker waarborgt.
• Persistente opslag: Webapplicaties kunnen persistente opslag aanvragen, waardoor ze toegang tot bestanden en mappen kunnen behouden, zelfs nadat de browser is gesloten of vernieuwd.
• Asynchrone operaties: De API maakt voornamelijk gebruik van asynchrone operaties, waardoor de UI niet vastloopt tijdens interacties met het bestandssysteem.
• Toegang op basis van streams: Ondersteuning voor streams maakt een efficiënte verwerking van grote bestanden mogelijk zonder het hele bestand in het geheugen te laden.
• Maptoegang: Applicaties kunnen toegang vragen tot volledige mappen, waardoor ze meerdere bestanden en submappen kunnen beheren.
• Origin Private File System (OPFS): Een speciaal geïsoleerd deel van het bestandssysteem, uniek voor de oorsprong van de website, dat verbeterde prestaties en beveiliging biedt voor specifieke gebruiksscenario's.

Toepassingen voor de File System Access API

De File System Access API ontsluit een breed scala aan mogelijkheden voor webapplicaties. Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen:

1. Lokale Bestandseditors en IDE's

Webgebaseerde code-editors, teksteditors en IDE's kunnen de API gebruiken om bestanden rechtstreeks op het lokale bestandssysteem van de gebruiker te openen, bewerken en op te slaan. Dit zorgt voor een meer native-achtige ervaring in vergelijking met traditionele upload/download-workflows. Stel je een webgebaseerde IDE zoals VS Code voor die rechtstreeks je lokaal opgeslagen projectbestanden bewerkt.

2. Hulpmiddelen voor Beeld- en Videobewerking

Applicaties voor beeld- en videobewerking kunnen de API gebruiken om grote mediabestanden die op het apparaat van de gebruiker zijn opgeslagen efficiënt te verwerken. Toegang op basis van streams maakt het mogelijk om bestanden te bewerken zonder de volledige inhoud in het geheugen te laden, wat de prestaties verbetert en het geheugengebruik vermindert. Een online foto-editor kan bijvoorbeeld direct afbeeldingen van je computer openen en opslaan zonder dat uploads nodig zijn.

3. Documentbeheersystemen

Webgebaseerde documentbeheersystemen kunnen een naadloze integratie met het lokale bestandssysteem van de gebruiker bieden, waardoor ze hun documenten eenvoudig rechtstreeks vanuit de browser kunnen openen, organiseren en beheren. Stel je een cloudopslagdienst voor waarmee je lokale documenten direct in hun webinterface kunt openen en bewerken.

4. Spelontwikkeling

Spelontwikkelaars kunnen de API gebruiken om game-assets op te slaan, spelvoortgang op te slaan en aangepaste inhoud rechtstreeks vanaf het bestandssysteem van de gebruiker te laden. Dit maakt rijkere en meer meeslepende game-ervaringen op het web mogelijk. Stel je een webgebaseerd spel voor dat je voortgang direct op je computer opslaat.

5. Offline Applicaties

De File System Access API, in combinatie met andere technologieën zoals service workers, maakt het mogelijk om offline-capabele webapplicaties te creëren die kunnen blijven functioneren, zelfs als de gebruiker niet met internet is verbonden. Gegevens kunnen lokaal worden opgeslagen met behulp van de API en gesynchroniseerd met een externe server wanneer de verbinding is hersteld. Dit is met name handig voor productiviteitsapps die naadloos moeten werken in zowel online als offline omgevingen. Een notitie-app kan bijvoorbeeld notities lokaal opslaan en ze naar de cloud synchroniseren wanneer een verbinding beschikbaar is.

6. Gegevensverwerking en -analyse

Webapplicaties kunnen de API benutten om lokaal opgeslagen grote datasets te verwerken en te analyseren. Dit is met name nuttig voor wetenschappelijk onderzoek, data-analyse en andere toepassingen die de verwerking van grote hoeveelheden gegevens vereisen. Stel je een webgebaseerde datavisualisatietool voor die rechtstreeks een CSV-bestand van je harde schijf verwerkt.

Hoe de File System Access API te Gebruiken

De File System Access API biedt verschillende functies voor interactie met het bestandssysteem. Hier is een basisoverzicht van hoe je enkele van de belangrijkste functies kunt gebruiken:

1. Toegang tot het Bestandssysteem Aanvragen

De eerste stap is om toegang tot het bestandssysteem van de gebruiker aan te vragen. Dit wordt doorgaans gedaan met de methoden showOpenFilePicker() of showSaveFilePicker().

showOpenFilePicker()

De methode showOpenFilePicker() vraagt de gebruiker om een of meer bestanden te selecteren. Het retourneert een promise die wordt omgezet in een array van FileSystemFileHandle-objecten, die de geselecteerde bestanden vertegenwoordigen.

            
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
              
            
          

Uitleg van het Voorbeeld:

• `async function openFile() { ... }`: Definieert een asynchrone functie om het proces van het openen van een bestand af te handelen.
• `const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();`: Gebruikt `showOpenFilePicker()` om een dialoogvenster voor bestandsselectie weer te geven. Het `await`-sleutelwoord pauzeert de uitvoering totdat de gebruiker een bestand selecteert (of de handeling annuleert). Het resultaat is een array met `FileSystemFileHandle`-objecten; we destructureren het eerste element naar de `fileHandle`-variabele.
• `const file = await fileHandle.getFile();`: Haalt een `File`-object op van de `FileSystemFileHandle`. Dit `File`-object geeft toegang tot de eigenschappen en inhoud van het bestand.
• `const contents = await file.text();`: Leest de volledige inhoud van het bestand als een tekst-string met behulp van de `text()`-methode. Het `await`-sleutelwoord wacht tot de leesoperatie van het bestand is voltooid.
• `console.log(contents);`: Logt de inhoud van het bestand naar de console.
• `} catch (err) { ... }`: Vangt eventuele fouten op die kunnen optreden tijdens het openen of lezen van het bestand. Het logt de naam en het bericht van de fout naar de console voor debuggingdoeleinden. Dit is cruciaal voor het afhandelen van scenario's waarin de gebruiker de bestandsselectie annuleert, het bestand niet toegankelijk is, of er problemen zijn met het lezen van de bestandsinhoud.

showSaveFilePicker()

De methode showSaveFilePicker() vraagt de gebruiker om een locatie te kiezen om een bestand op te slaan. Het retourneert een promise die wordt omgezet in een FileSystemFileHandle-object, dat het geselecteerde bestand vertegenwoordigt.

            
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
              
            
          

Uitleg van het Voorbeeld:

• `async function saveFile(data) { ... }`: Definieert een asynchrone functie `saveFile` die `data` (de op te slaan inhoud) als argument accepteert.
• `const fileHandle = await window.showSaveFilePicker({ ... });`: Roept `showSaveFilePicker()` aan om een opslagdialoogvenster weer te geven. Het `await`-sleutelwoord zorgt ervoor dat de functie wacht op de interactie van de gebruiker. * `suggestedName: 'my-file.txt'` suggereert een standaard bestandsnaam. * `types: [...]` specificeert filters voor bestandstypen: * `description: 'Text files'` geeft een gebruiksvriendelijke beschrijving van het bestandstype. * `accept: { 'text/plain': ['.txt'] }` geeft aan dat het dialoogvenster moet filteren op `.txt`-bestanden met het MIME-type `text/plain`.
• `const writable = await fileHandle.createWritable();`: Creëert een `FileSystemWritableFileStream` die is gekoppeld aan de file handle. Met deze stream kan data naar het bestand worden geschreven.
• `await writable.write(data);`: Schrijft de `data` (de op te slaan inhoud) naar de schrijfstroom.
• `await writable.close();`: Sluit de schrijfstroom, wat ervoor zorgt dat alle gegevens naar het bestand worden geschreven en het bestand correct wordt afgerond.
• `} catch (err) { ... }`: Bevat foutafhandeling om eventuele fouten die tijdens het opslagproces kunnen optreden op te vangen en te loggen.

2. Bestandsinhoud Lezen

Zodra je een FileSystemFileHandle-object hebt, kun je de inhoud van het bestand benaderen met de methode getFile(). Dit retourneert een File-object, dat methoden biedt om de inhoud van het bestand te lezen als tekst, binaire gegevens of een stream.

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

            

              
                Copy
              
            
          

3. Naar Bestanden Schrijven

Om naar een bestand te schrijven, moet je een FileSystemWritableFileStream-object maken met de methode createWritable() van het FileSystemFileHandle-object. Vervolgens kun je de methode write() gebruiken om gegevens naar de stream te schrijven, en de methode close() om de stream te sluiten en de wijzigingen op te slaan.

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

            

              
                Copy
              
            
          

4. Toegang tot Mappen

Met de File System Access API kun je ook toegang tot mappen aanvragen. Dit wordt gedaan met de methode showDirectoryPicker().

            
async function openDirectory() {
  try {
    const directoryHandle = await window.showDirectoryPicker();
    console.log('directoryHandle', directoryHandle);
    // Nu kun je de directoryHandle gebruiken om bestanden op te sommen, nieuwe bestanden te maken, etc.
  } catch (err) {
    console.error(err.name, err.message);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Zodra je een FileSystemDirectoryHandle-object hebt, kun je methoden zoals entries(), getFileHandle() en getDirectoryHandle() gebruiken om door de mappenstructuur te navigeren en toegang te krijgen tot bestanden en submappen.

5. Het Origin Private File System (OPFS)

Het Origin Private File System (OPFS) is een speciaal, gesandboxt gedeelte van het bestandssysteem dat geïsoleerd is voor de oorsprong van de webapplicatie. Toegang tot bestanden binnen het OPFS is geoptimaliseerd voor prestaties. Hier is hoe je er toegang toe krijgt:

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

    // Maak een bestand in de 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();

    // Lees het bestand terug
    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
              
            
          

Uitleg:

• `navigator.storage.getDirectory()`: Haalt de root directory handle op voor de OPFS. Dit is het startpunt voor toegang tot bestanden binnen het private bestandssysteem van de origin.
• `root.getFileHandle('my-opfs-file.txt', { create: true })`: Haalt een file handle op voor het bestand met de naam 'my-opfs-file.txt'. De optie `{ create: true }` zorgt ervoor dat het bestand wordt aangemaakt als het nog niet bestaat.
• De overige code demonstreert het schrijven van gegevens naar het bestand en het vervolgens teruglezen, vergelijkbaar met de eerdere voorbeelden.

Veiligheidsoverwegingen

De File System Access API introduceert nieuwe veiligheidsoverwegingen waar ontwikkelaars zich bewust van moeten zijn:

• Gebruikerstoestemmingen: Vraag altijd alleen de noodzakelijke toestemmingen aan en leg duidelijk aan de gebruiker uit waarom je applicatie toegang tot hun bestandssysteem nodig heeft.
• Inputvalidatie: Zuiver en valideer alle gegevens die uit bestanden worden gelezen om beveiligingsrisico's zoals cross-site scripting (XSS) of code-injectie te voorkomen.
• Path Traversal: Wees voorzichtig bij het samenstellen van bestandspaden om path traversal-aanvallen te voorkomen, waarbij een aanvaller toegang zou kunnen krijgen tot bestanden buiten de beoogde map.
• Gevoeligheid van Gegevens: Wees je bewust van de gevoeligheid van de gegevens die je verwerkt en neem passende maatregelen om deze te beschermen, zoals versleuteling en toegangscontrole.
• Vermijd het Opslaan van Gevoelige Gegevens: Vermijd indien mogelijk het opslaan van gevoelige informatie op het bestandssysteem van de gebruiker. Overweeg het gebruik van browseropslag-API's (zoals IndexedDB) voor het opslaan van gegevens binnen de sandbox van de browser.

Browsercompatibiliteit

Browserondersteuning voor de File System Access API is nog in ontwikkeling. Hoewel de meeste moderne browsers de kernfuncties van de API ondersteunen, kunnen sommige functies experimenteel zijn of het inschakelen van specifieke vlaggen vereisen. Controleer altijd de laatste informatie over browsercompatibiliteit voordat je de API in productie gebruikt. Je kunt bronnen raadplegen zoals MDN Web Docs voor actuele compatibiliteitsdetails.

Polyfills en Fallbacks

Voor browsers die de File System Access API niet volledig ondersteunen, kun je polyfills of fallbacks gebruiken om een meer geleidelijke degradatie te bieden. Je zou bijvoorbeeld een traditioneel upload/download-mechanisme kunnen gebruiken als fallback voor browsers die de methoden showOpenFilePicker() of showSaveFilePicker() niet ondersteunen. Overweeg ook om je applicatie progressief te verbeteren. Bied kernfunctionaliteit zonder de API en verbeter vervolgens de ervaring voor browsers die deze wel ondersteunen.

Voorbeeld: Een Eenvoudige Teksteditor Maken

Hier is een vereenvoudigd voorbeeld van hoe je een basis-teksteditor kunt maken met de 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
              
            
          

Dit voorbeeld laat zien hoe je een bestand opent, de inhoud ervan in een tekstvak weergeeft en de wijzigingen weer opslaat in het bestand. Dit is een zeer basisvoorbeeld en zou extra foutafhandeling en functies nodig hebben voor een echte applicatie.

Best Practices voor het Gebruik van de File System Access API

• Progressive Enhancement: Ontwerp je applicatie zodat deze ook zonder de File System Access API werkt. Gebruik de API om de gebruikerservaring te verbeteren wanneer deze beschikbaar is.
• Geef Duidelijke Uitleg: Leg duidelijk aan de gebruiker uit waarom je applicatie toegang tot hun bestandssysteem nodig heeft en wat je van plan bent met de bestanden te doen.
• Handel Fouten Netjes Af: Implementeer robuuste foutafhandeling om scenario's waarin de gebruiker toestemming weigert, het bestand niet wordt gevonden of er andere fouten optreden, netjes af te handelen.
• Gebruik Asynchrone Operaties: Gebruik altijd asynchrone operaties om te voorkomen dat de UI vastloopt tijdens interacties met het bestandssysteem.
• Optimaliseer voor Prestaties: Gebruik stream-gebaseerde toegang voor grote bestanden om de prestaties te verbeteren en het geheugengebruik te verminderen.
• Respecteer de Privacy van de Gebruiker: Wees je bewust van de privacy van de gebruiker en krijg alleen toegang tot de bestanden en mappen die nodig zijn voor het functioneren van je applicatie.
• Test Grondig: Test je applicatie grondig in verschillende browsers en besturingssystemen om compatibiliteit en stabiliteit te garanderen.
• Overweeg het Origin Private File System (OPFS): Overweeg voor prestatiekritische operaties, vooral die met grote bestanden, het gebruik van de OPFS.

Conclusie

De File System Access API is een krachtig hulpmiddel dat frontend-ontwikkelaars in staat stelt webapplicaties te maken met uitgebreide bestandssysteemmogelijkheden. Door gebruikers toe te staan webapplicaties toegang te verlenen tot hun lokale bestanden en mappen, opent deze API nieuwe mogelijkheden voor webgebaseerde productiviteitstools, creatieve applicaties en meer. Hoewel de browserondersteuning nog in ontwikkeling is, vertegenwoordigt de File System Access API een belangrijke stap voorwaarts in de evolutie van webontwikkeling. Naarmate de browserondersteuning volwassener wordt en ontwikkelaars meer ervaring opdoen met de API, kunnen we verwachten dat we nog meer innovatieve en overtuigende webapplicaties zullen zien die de mogelijkheden ervan benutten.

Vergeet niet om altijd prioriteit te geven aan de veiligheid en privacy van de gebruiker bij het gebruik van de File System Access API. Door best practices te volgen en de veiligheidsimplicaties zorgvuldig te overwegen, kun je webapplicaties maken die zowel krachtig als veilig zijn.