持久化存储API的综合指南，重点介绍存储配额管理、用量跟踪、持久化请求以及现代Web开发的最佳实践。
持久化存储API：理解和管理Web应用程序的存储配额
持久化存储API为Web开发者提供了一种标准化的方式来请求和管理用户浏览器中的存储配额。与传统的存储机制（如cookies或localStorage）不同，后者通常在大小上受限且容易被自动清除，持久化存储API允许应用程序请求更大量的存储，并且至关重要的是，可以请求将存储持久化——这意味着即使在存储压力下，浏览器也不会自动清除它。
为什么持久化存储很重要
在当今的Web世界中，渐进式Web应用（PWA）越来越普遍，用户期望获得丰富的离线体验，因此可靠的存储至关重要。请考虑以下场景：
- 文档的离线访问：文档编辑应用程序（如Google Docs）需要在本地存储文档，以便用户即使在没有互联网连接的情况下也能继续工作。
- 媒体播放：像Spotify或Netflix这样的流媒体服务允许用户下载内容以供离线播放，这需要大量的存储空间。
- 游戏数据：在线游戏通常在本地存储用户进度、关卡和资源，以提供流畅和响应迅速的体验。
- 缓存大型数据集：处理大型数据集的应用程序，例如地图应用（如Google Maps、基于OpenStreetMap的应用），通过在本地缓存数据来减少网络请求并提高性能。
- 本地数据处理：执行繁重数据处理的Web应用程序（例如，图像编辑、视频编辑）可以在本地存储中间结果，以避免重复计算。
如果没有持久化存储，当设备空间不足时，浏览器可能会自动清除这些应用程序使用的存储，从而导致令人沮丧的用户体验和潜在的数据丢失。持久化存储API通过提供一种机制让应用程序请求持久化存储并跟踪存储使用情况来解决这个问题。
理解存储配额
每个浏览器都会为每个来源（域名）分配一定数量的存储空间。这个存储配额不是固定的，它可能因设备的总存储容量、可用的空闲空间以及用户的浏览器设置等因素而异。Storage API提供了查询可用存储配额和已使用存储量的方法。
查询存储配额
navigator.storage接口提供了访问与存储相关的信息。您可以使用estimate()方法来估算可用的存储配额和您的应用程序已使用的存储量。返回的对象包含usage和quota属性，两者都以字节为单位。
async function getStorageEstimate() {
if (navigator.storage && navigator.storage.estimate) {
const estimate = await navigator.storage.estimate();
console.log(`Usage: ${estimate.usage}`);
console.log(`Quota: ${estimate.quota}`);
console.log(`Percentage used: ${(estimate.usage / estimate.quota * 100).toFixed(2)}%`);
} else {
console.warn("Storage estimate API not supported.");
}
}
getStorageEstimate();
示例：假设estimate.usage返回10485760（10MB），estimate.quota返回1073741824（1GB）。这表明您的应用程序已经使用了其1GB配额中的10MB，约占可用存储的1%。
解释配额值
quota值代表您的应用程序*可以*使用的最大存储量。然而，重要的是要理解这个配额并非保证不变。如果设备存储空间不足或用户清除了浏览器数据，浏览器可能会减少配额。因此，您的应用程序应该设计成能够处理可用存储少于报告配额的情况。
最佳实践：实施一种机制来监控存储使用情况，并在应用程序接近其存储限制时主动通知用户。为用户提供清除不必要数据或升级其存储计划（如果适用）的选项。
请求持久化存储
即使您的应用程序有足够的存储配额，浏览器在存储压力下仍可能自动清除您的应用程序数据。为了防止这种情况，您可以使用navigator.storage.persist()方法请求持久化存储。
async function requestPersistentStorage() {
if (navigator.storage && navigator.storage.persist) {
const isPersistent = await navigator.storage.persist();
console.log(`Persistent storage granted: ${isPersistent}`);
if (isPersistent) {
console.log("Storage will not be cleared automatically.");
} else {
console.warn("Persistent storage not granted.");
// Provide guidance to the user on how to enable persistent storage in their browser.
}
} else {
console.warn("Persistent storage API not supported.");
}
}
requestPersistentStorage();
persist()方法返回一个布尔值，指示持久化存储的请求是否被批准。在授予持久化存储之前，浏览器可能会提示用户请求权限。确切的提示会因浏览器和用户设置而异。
用户交互与权限
浏览器授予持久化存储的决定取决于几个因素，包括：
- 用户参与度：浏览器更有可能向用户频繁使用的应用程序授予持久化存储。
- 用户设置：用户可以配置其浏览器设置来控制如何处理持久化存储请求。他们可能选择自动批准所有请求、拒绝所有请求，或对每个请求进行提示。
- 可用存储空间：如果设备存储空间严重不足，浏览器可能会拒绝持久化存储的请求，无论用户参与度或设置如何。
- 来源信任：安全上下文（HTTPS）通常是持久化存储的必要条件。
重要提示：不要假设持久化存储的请求总是会被批准。您的应用程序应该能够灵活应对存储不持久的情况。实施将数据备份到服务器或优雅处理数据丢失的策略。
检查现有持久化状态
您可以使用navigator.storage.persisted()方法检查您的应用程序是否已经被授予了持久化存储。
async function checkPersistentStorage() {
if (navigator.storage && navigator.storage.persisted) {
const isPersistent = await navigator.storage.persisted();
console.log(`Persistent storage already granted: ${isPersistent}`);
} else {
console.warn("Persistent storage API not supported.");
}
}
checkPersistentStorage();
存储技术与配额
The Persistent Storage API interacts with various storage technologies available in the browser. Understanding how these technologies are affected by quota is crucial.- IndexedDB：一个强大的NoSQL数据库，用于在客户端存储结构化数据。IndexedDB受到存储配额的限制，并且可以从持久化存储中显著受益。
- Cache API：由服务工作线程（service worker）用于缓存网络请求，从而实现离线访问和提高性能。通过Cache API创建的缓存也会计入总存储配额。
- localStorage & sessionStorage：用于存储少量数据的简单键值对存储。虽然localStorage默认是持久的（除非用户清除浏览器数据），但它的大小有限，并且不像IndexedDB或Cache API那样能从持久化存储API提供的持久性保证中获益。然而，它们的使用仍然会计入总配额。
- Cookies：虽然技术上是一种存储机制，但cookies通常用于会话管理和跟踪，而不是存储大量数据。Cookies有自己的大小限制，并且与Storage API管理的存储配额不同。
示例：一个PWA使用IndexedDB存储用户配置文件和离线数据，并使用Cache API缓存静态资源（如图片和JavaScript文件）。请求持久化存储可确保这些缓存数据不太可能被清除，从而提供一致的离线体验。
存储配额管理的最佳实践
有效的存储配额管理对于构建健壮且用户友好的Web应用程序至关重要。以下是一些应遵循的最佳实践：
1. 定期监控存储使用情况
实施一个机制，使用navigator.storage.estimate()定期监控您应用程序的存储使用情况。这使您能够主动识别潜在的存储问题，并在它们影响用户体验之前采取纠正措施。
2. 实现存储管理用户界面
为用户提供一个清晰直观的界面来管理他们的存储。这个UI应该允许用户：
- 查看他们当前的存储使用情况。
- 识别消耗最多存储空间的数据。
- 删除不必要的数据（例如，缓存文件、下载的内容）。
示例：一个照片编辑应用程序可以提供一个UI，向用户展示按单个照片和相册划分的存储使用情况，让他们可以轻松删除不再需要的照片。
3. 优化数据存储
优化您应用程序的数据存储，以最小化其存储占用。这包括：
- 在存储数据前对其进行压缩。
- 使用高效的数据格式（例如，Protocol Buffers, MessagePack）。
- 避免存储冗余数据。
- 实施数据过期策略以自动删除旧的或未使用的数据。
4. 实施优雅降级策略
设计您的应用程序以优雅地处理存储受限或未授予持久化存储的情况。这可能涉及：
- 禁用某些需要大量存储的功能。
- 向用户显示警告消息。
- 提供将数据备份到服务器的选项。
5. 教育用户关于持久化存储
如果您的应用程序严重依赖持久化存储，请教育用户有关授予持久化存储权限的好处。解释持久化存储如何提高应用程序的性能，并确保他们的数据不会被自动清除。
6. 优雅地处理存储错误
准备好处理存储错误，例如当您的应用程序超出其存储配额时可能发生的QuotaExceededError。向用户提供信息丰富的错误消息，并建议可能的解决方案（例如，清除存储、升级他们的存储计划）。
7. 考虑使用服务工作线程 (Service Workers)
服务工作线程可以通过缓存静态资源和API响应来显著增强您Web应用程序的离线能力。在使用服务工作线程时，请注意存储配额并实施有效管理缓存的策略。
国际化注意事项
在设计应用程序的存储管理UI时，请考虑以下国际化（i18n）方面：
- 数字格式化：在显示存储使用值时，为不同的地区设置使用适当的数字格式。例如，在某些地区，逗号用作小数点分隔符，而在其他地区则使用句点。使用JavaScript的
toLocaleString()方法根据用户的地区设置格式化数字。 - 日期和时间格式化：如果您的应用程序存储日期和时间，在存储管理UI中显示它们时，应根据用户的地区设置进行格式化。使用JavaScript的
toLocaleDateString()和toLocaleTimeString()方法进行与地区相关的日期和时间格式化。 - 单位本地化：考虑将存储单位（例如，KB、MB、GB）本地化，以匹配不同地区使用的惯例。虽然标准单位被广泛理解，但提供本地化的替代方案可以增强用户体验。
- 文本方向：确保您的存储管理UI支持从左到右（LTR）和从右到左（RTL）的文本方向。使用CSS属性如
direction和unicode-bidi来正确处理文本方向。
安全注意事项
在处理持久化存储时，安全性至关重要。请遵循以下安全最佳实践：
- 使用HTTPS：始终通过HTTPS为您的应用程序提供服务，以保护传输中的数据并防止中间人攻击。在许多浏览器中，HTTPS也是持久化存储的必要条件。
- 净化用户输入：在存储任何用户输入之前对其进行净化，以防止跨站脚本（XSS）漏洞。
- 加密敏感数据：在本地存储敏感数据之前对其进行加密，以保护其免遭未经授权的访问。可以考虑使用Web Crypto API进行加密。
- 实施安全的数据处理实践：遵循安全编码实践，以防止数据泄露并确保所存储数据的完整性。
- 定期审查和更新您的代码：随时了解最新的安全威胁和漏洞，并定期审查和更新您的代码以应对这些问题。
跨不同地区的示例
让我们考虑一下存储配额管理在不同地区可能会有何不同：
- 带宽有限的地区：在互联网带宽有限或昂贵的地区，用户可能更依赖离线访问和缓存。因此，应用程序应优先考虑高效的存储使用，并提供关于管理缓存数据的明确指导。例如，在非洲或东南亚的某些地区，数据成本是一个重要问题。
- 有数据隐私法规的地区：在有严格数据隐私法规的地区，例如欧盟（GDPR），应用程序必须对其如何使用存储保持透明，并在存储个人数据之前获得用户的明确同意。它们还需要为用户提供访问、纠正和删除其数据的能力。
- 使用较旧设备的地区：在用户更可能使用较旧或性能较低设备的地区，应用程序应特别注意存储使用情况，并优化其数据存储，以尽量减少对设备性能的影响。
- 有特定语言要求的地区：存储管理UI必须完全本地化，考虑数字格式（例如，使用逗号或句点作为小数点分隔符）、日期/时间格式和正确的文本方向。
示例：一个针对印度用户的新闻应用程序可能会允许用户下载新闻文章以供离线阅读，这认识到互联网连接可能不稳定的情况。该应用程序还将提供一个清晰的、支持多种印度语言的存储管理UI，允许用户轻松删除已下载的文章以释放空间。
存储API的未来
持久化存储API在不断发展，新的功能和能力正在被添加，以满足现代Web应用程序日益增长的需求。一些潜在的未来发展包括：
- 改进的存储配额管理：对存储配额进行更精细的控制，允许应用程序为不同类型的数据分配特定的存储量。
- 与云存储集成：与云存储服务无缝集成，允许应用程序在本地存储受限时透明地将数据存储在云端。
- 高级数据同步：更复杂的数据同步机制，使应用程序能够在本地存储和云之间高效地同步数据。
- 标准化的存储加密：一个用于加密本地存储中数据的标准化API，简化保护敏感数据的过程。
结论
对于希望构建能够提供丰富离线体验的、健壮且用户友好的Web应用程序的开发者来说，持久化存储API是一个强大的工具。通过理解存储配额管理、请求持久化存储，并遵循数据存储和安全的最佳实践，您可以创建可靠、高性能且尊重用户隐私的应用程序。随着Web的不断发展，持久化存储API将在推动下一代Web应用程序的发展中扮演越来越重要的角色。