基于 HTML5 中的 Web SQL Database 来构建应用程序
HTML5 Web SQL Database 简介
通过 Mark Pilgrim 的 Dive Into HTML5，我们了解到 HTML5 的很多新特性。但 HTML5 标准并不只局限于传统的标记语言，它还拥有很多让人期待的 API 接口，利用这些 API 接口，开发者可以创建更加丰富，更加引人入目的应用程序。比如支持文件拖放上传功能的 HTML5 File API。本文专注于 HTML5 的新特性：Web SQL Database API，使用本地和会话存储实现简单的对象持久化。
对于 Web 应用的存储，相信大家都接触过 Cookie。Cookie 用于弥补 HTTP 协议的无状态性，服务器可以使用 Cookie 中包含的信息来判断 HTTP 传输中的状态。但 Cookie 有自己固有的缺点：它的大小受限，大多数浏览器对 Cookie 大小限制为 4K；Cookie 机制可以在浏览器中被禁用；Cookie 需要在客户端和服务器端来回地传送，繁琐且消耗带宽；存在安全风险，Cookie 是以明文存放，可能被恶意客户修改，当然可以手动加密和解密 Cookie，但这需要额外的编码，并且因为加密和解密需要消耗一定的时间而影响应用程序的性能。
对于 HTML5，也许很有用的就是它新推出的“Web Storage”（Web 存储）API，它包括 localStorage 和 sessionStorage，对简单的键值对（比如应用程序设置）或简单对象（如应用程序状态）进行存储，使用本地和会话存储能够很好地完成，对于存储少量的数据非常有用，但是对大量的结构化数据进行处理时，它就力所不及了，而这正是 HTML5 的“Web SQL Database” API 接口的应用所在。
Web SQL Database API 实际上并不包含在 HTML5 规范之中。它是一个独立的规范，它引入了一套使用 SQL 操作客户端数据库的 API。最新版本的 Chrome，Safari 和 Opera 浏览器都支持 Web SQL Database。
Web SQL Database
在 W3C 的 Web SQL Database 规范中（参照 介绍）有这样的描述：Web SQL Database 引入了一套使用 SQL 来操纵客户端数据库（client-side database）的 API，这些 API 是异步的（asynchronous），所以作者在使用这套 API 时会发现匿名函数非常有用。规范中所使用的 SQL 语言为 SQLite 3.6.19。
其中 SQLite 是一款轻型的数据库，是遵循 ACID 的关系型数据库管理系统。它的设计目标是嵌入式的，它占用资源非常低，只需要几百 K 字节的内存就可以了。它能够支持 Windows/Linux/Unix 等主流操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，如 C#，PHP，Java，JavaScript 等，还有 ODBC 接口，比起 Mysql，PostgreSQL 这两款开源的数据库管理系统来说，它的处理速度更快。
本文将介绍 Web SQL Database 规范中定义的三个核心方法：
- openDatabase：这个方法使用现有数据库或新建数据库来创建数据库对象
- transaction：这个方法允许我们根据情况控制事务提交或回滚
- executeSql：这个方法用于执行真实的 SQL 查询
注意：对于下面的内容需要读者对 JavaScript 和面向对象编程（特别是匿名内部类的内部函数）以及 SQL 具有很好的理解。
HTML5 Web SQL Database API
1.Database
每个域都有一组相关的数据库，每个数据库有名字和当前的版本号。这套 API 并不提供遍历或删除域中的某个数据库的功能。每个数据库一时间只能有一个版本号，不能一时间拥有多个版本号，版本号用来保护数据库不被写入脏数据。
清单 1.Database API
[Supplemental, NoInterfaceObject] interface WindowDatabase { Database openDatabase(in DOMString name, in DOMString version, in DOMString displayName, in unsigned long estimatedSize, in optional DatabaseCallback creationCallback); }; Window implements WindowDatabase; [Supplemental, NoInterfaceObject] interface WorkerUtilsDatabase { Database openDatabase(in DOMString name, in DOMString version, in DOMString displayName, in unsigned long estimatedSize, in optional DatabaseCallback creationCallback); DatabaseSync openDatabaseSync(in DOMString name, in DOMString version, in DOMString displayName, in unsigned long estimatedSize, in optional DatabaseCallback creationCallback); }; WorkerUtils implements WorkerUtilsDatabase; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface DatabaseCallback { void handleEvent(in Database database); };接口 Window、WorkerUtils 的 openDatabase() 方法和接口 WorkerUtils 的 openDatabaseSync() 方法接受以下参数：一个数据库名字（name），一个数据库版本号（version），一个显示名字（displayName），数据库将要保存数据的大小（estimatedSize，以字节为单位 )，一个可选的回调函数（createionCallback，如果数据库没有被创建，这个函数将会被调用 )。如果提供了回调函数，回调函数用以调用 changeVersion() 函数，不管给定什么样的版本号，回调函数将把数据库的版本号设置为空；如果没有提供回调函数，则以给定的版本号创建数据库。
包括空字符串在内的所有字符串都可以作为有效地数据库名称，数据库名称区分大小写，且可以比较。
2.异步数据库 API（Asynchronous Database API）
清单 2. 异步数据库 API
interface Database { void transaction(in SQLTransactionCallback callback, in optional SQLTransactionErrorCallback errorCallback, in optional SQLVoidCallback successCallback); void readTransaction(in SQLTransactionCallback callback, in optional SQLTransactionErrorCallback errorCallback, in optional SQLVoidCallback successCallback); readonly attribute DOMString version; void changeVersion(in DOMString oldVersion, in DOMString newVersion, in optional SQLTransactionCallback callback, in optional SQLTransactionErrorCallback errorCallback, in optional SQLVoidCallback successCallback); }; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface SQLVoidCallback { void handleEvent(); }; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface SQLTransactionCallback { void handleEvent(in SQLTransaction transaction); }; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface SQLTransactionErrorCallback { void handleEvent(in SQLError error); };方法 transaction() 和 readTransaction() 有一个到三个参数，后两个参数为可选的，分别表示错误回调函数和成功回调函数。transaction() 方法为 read/write 模式，readTransaction() 方法为只读模式；获取属性 version 必须返回数据库的当前版本号；方法 changeVersion 允许脚本自动地检查版本号，并修改它。
2.1 执行 SQL 语句
清单 3. 执行 SQL 语句 API
typedef sequence<any> ObjectArray; interface SQLTransaction { void executeSql(in DOMString sqlStatement, in optional ObjectArray arguments, in optional SQLStatementCallback callback, in optional SQLStatementErrorCallback errorCallback); }; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface SQLStatementCallback { void handleEvent(in SQLTransaction transaction, in SQLResultSet resultSet); }; [Callback=FunctionOnly, NoInterfaceObject] interface SQLStatementErrorCallback { boolean handleEvent(in SQLTransaction transaction, in SQLError error); };这个函数具有四个参数：表示查询的字符串（sqlStatement）；插入到查询语句中问号所在处的字符串数据（arguments)；一个可选的成功时执行函数（callback）；一个可选的失败时执行函数（errorCallback）。
3.数据库查询结果（Database Query Result）
清单 4. 查询结果集 API
interface SQLResultSet { readonly attribute long insertId;readonly attribute long rowsAffected;readonly attribute SQLResultSetRowList rows; };如果插入数据库一行数据，insertId 代表这个行号；如果插入多行数据，insertId 代表插入数据的最后一行行号。
SQL 语句执行后改变的行数用 rowsAffected 表示，如果 SQL 语句没有改变任何行，则 rowsAffected 为 0，对于“SELECT”语句，rowsAffected 就为 0.
rows 为一个 SQLResultSetRowList 对象，代表数据库按顺序返回的行。如果没有返回任何行，则这个对象为空。
一个入门的例子详解
本例将完整地演示 Web SQL Database API 的使用，建立数据库、建立表格、插入数据、查询数据、将查询结果显示。这个例子只能在最新版本的 Chrome、Safari 或 Opera 浏览器中产生输出结果。
清单 5. 例子源码
1. <!DOCTYPE HTML>2. <html>3. <head>4. <script type="text/javascript">5. var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024);6. var msg;7. db.transaction(function (tx) {8. tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS LOGS (id unique, log)');9. tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (1, "foobar")');10. tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (2, "logmsg")');11. msg = '<p>Log message created and row inserted.</p>';12. document.querySelector('#status').innerHTML = msg;13. });14.15. db.transaction(function (tx) {16. tx.executeSql('SELECT * FROM LOGS', [], function (tx, results) {17. var len = results.rows.length, i;18. msg = "<p>Found rows: " + len + "</p>";19. document.querySelector('#status').innerHTML += msg;20. for (i = 0; i < len; i++){21. msg = "<p><b>" + results.rows.item(i).log + "</b></p>";22. document.querySelector('#status').innerHTML += msg;23. }24. }, null);25. });26. </script>27. </head>28. <body>29. <div id="status" name="status">Status Message</div>30. </body>31. </html>第五行的 var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024);
建立一个名称为 mydb 的数据库，它的版本为 1.0，描述信息为 Test DB，大小为 2M 字节。openDatabase 方法打开一个已经存在的数据库，如果数据库不存在则创建数据库，创建数据库的语法如下：
Database openDatabase(in DOMString name, in DOMString version, in DOMString displayName, in unsigned long estimatedSize, in optional DatabaseCallback creationCallback)
方法用到五个参数：
- 数据库名
- 版本号
- 描述
- 数据库大小
- 创建回调函数
最后一个参数创建回调函数，在创建数据库的时候调用，但即使没有这个参数，一样可以运行时创建数据库。
执行创建数据库后在 Chrome 中可以看到如下情形：
图 1. 创建数据库 mydb
可以看到此时有数据库建立，但并无表格建立。
第七行到第十三行：
7. db.transaction(function (tx) {8. tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS LOGS (id unique, log)');9. tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (1, "foobar")');10. tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id, log) VALUES (2, "logmsg")');11. msg = '<p>Log message created and row inserted.</p>';12. document.querySelector('#status').innerHTML = msg;13. });通过第八行语句可以在 mydb 数据库中建立一个 LOGS 表格。在这里只执行创建表格语句，而不执行后面两个插入操作时，将在 Chrome 中看到如下的情形：
图 2. 在数据库 mydb 中建立表格 LOGS
可以看到在数据库 mydb 中有表格 LOGS 建立，但表格 LOGS 为空。
九，十两行执行插入操作，在插入新记录时，我们还可以传递动态值，如：
var db = openDatabase('mydb', '1.0', 'Test DB', 2 * 1024 * 1024); db.transaction(function (tx) { tx.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS LOGS (id unique, log)'); tx.executeSql('INSERT INTO LOGS (id,log) VALUES (?, ?'), [e_id, e_log]; });这里的 e_id 和 e_log 为外部变量，executeSql 在数组参数中将每个变量映射到“？”。
在插入操作执行后，可以在 Chrome 中看到数据库的状态：
图 3. 在数据库 mydb 的表格 LOGS 中插入数据
可以看到插入的数据，此时并未执行查询语句，可以看到页面中的显示如下，并没有出现查询结果：
图 4. 插入数据后的页面
如果要读取已经存在的记录，我们使用一个回调函数捕获结果，如上面的第十五到第二十五行代码：
15. db.transaction(function (tx) {16. tx.executeSql('SELECT * FROM LOGS', [], function (tx, results) {17. var len = results.rows.length, i;18. msg = "<p>Found rows: " + len + "</p>";19. document.querySelector('#status').innerHTML += msg;20. for (i = 0; i < len; i++){21. msg = "<p><b>" + results.rows.item(i).log + "</b></p>";22. document.querySelector('#status').innerHTML += msg;23. }24. }, null);25. });执行查询之后，将信息输出到页面中，可以看到页面中状态如下：
图 5. 执行查询后的页面
结束语
本文介绍了 HTML5 的 Web SQL Database 特点，对其 API 进行介绍。需要注意的是，如果不是绝对需要，不要使用 Web SQL Database，因为它会让我们的代码更加复杂（匿名内部类的内部函数，回调函数等等）。对大多数情况下，本地存储或会话存储就能够完成相应的任务，尤其是你能够保持对象状态持久化的情况。通过这些 HTML5 Web SQL Database API 接口，可以获得更多功能，相信以后会出现一些非常优秀的、建立在这些 API 之上的应用程序。
参考资料
学习
- 关于 HTML5 的入门资料，请参考 Dive into HTML5。
- 关于 Web SQL Database 的规范，请参考 Web SQL Database。
- 关于 Web SQL Database 的相关例子，请参考 Web SQL Database Sample。
- 关于 Web SQL Database 与其他技术的比较，请参考 WebApps' Database-related Specifications。
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