基于腳本的客戶端軟件結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)技術(shù)研究

摘要：為了更方便地開發(fā)webwidget和wehapp等應(yīng)用程序，文中提出一種基于XML (HTML)描述并輔之以JavaSeript之類的腳本，構(gòu)造出可以離線應(yīng)用的程序。這是WPF、wehOS等技術(shù)的基礎(chǔ)思想，考慮到安全性，這類軟件不可能允許應(yīng)用直接操作本地文件系統(tǒng)，都是通過一層抽象，以滿足一般性的應(yīng)用開發(fā)為目標(biāo)。文中就是通過分析HTML5標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)基于描述的客戶端結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)提供統(tǒng)一的解決方案。HTML5關(guān)于數(shù)據(jù)庫的接口標(biāo)準(zhǔn)目前還只是在部分瀏覽器中得以實(shí)現(xiàn)，但是隨著技術(shù)發(fā)展，會(huì)有更多的瀏覽器加入這種標(biāo)準(zhǔn)，在將來基于瀏覽器的web應(yīng)用開發(fā)都可以采取HTML5標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫接口。

關(guān)鍵詞：瀏覽器；HTML5；結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)；離線應(yīng)用；數(shù)據(jù)庫

0 引 言

SaaS是Software-as-a-service(軟件即服務(wù))的簡(jiǎn)稱，是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用軟件的成熟，在21世紀(jì)開始興起的一種完全創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式。

它與“ON-demand software”(按需軟件)，the applicationservice provider(ASP，應(yīng)用服務(wù)提供商)，hoSTed software(托管軟件)具有相似的含義。它是一種通過lntenet提供軟件的模式，廠商將應(yīng)用軟件服務(wù)，按定購(gòu)的服務(wù)多少和時(shí)間長(zhǎng)短向廠商支付費(fèi)用，并通過互聯(lián)網(wǎng)獲得廠商提供的服務(wù)。

用戶不用再購(gòu)買軟件，而改用向提供商租用基于web的軟件，來管理企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，且無需對(duì)軟件進(jìn)行維護(hù)，服務(wù)提供商會(huì)全權(quán)管理和維護(hù)軟件，軟件廠商在向客戶提供互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的同時(shí)，也提供軟件的離線操作和本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，讓用戶隨時(shí)隨地都可以使用其定購(gòu)的軟件和服務(wù)。

對(duì)于許多小型企業(yè)來說，SaaS是采用先進(jìn)技術(shù)的最好途徑，它消除了企業(yè)購(gòu)買、構(gòu)建和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的需要。

在這種模式下，客戶不再像傳統(tǒng)模式那樣花費(fèi)大量投資用于硬件、軟件、人力，而只需要支出一定的租賃服務(wù)費(fèi)用，通過互聯(lián)網(wǎng)便可以享受到相應(yīng)的硬件、軟件和維護(hù)服務(wù)，享有軟件使用權(quán)和不斷升級(jí)，這是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最具效益的營(yíng)運(yùn)模式。

1 客戶端存儲(chǔ)

為了研究本地結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，這里先來回答兩個(gè)基本問題。

什么是客戶端存儲(chǔ)?

客戶端存儲(chǔ)是相對(duì)服務(wù)器端存儲(chǔ)而言的，主要是指在web應(yīng)用當(dāng)中原本存儲(chǔ)于服務(wù)器中的數(shù)據(jù)現(xiàn)在存儲(chǔ)在本地(browser)了，它帶來的直接好處就是：支持該技術(shù)的web應(yīng)用不用連接Intemet就可以很好地運(yùn)行。

為什么需要客戶端存儲(chǔ)?

它可以緩解高峰期服務(wù)器端查詢的壓力，也可以省下不少帶寬，查詢速度快，它也使離線應(yīng)用開發(fā)成為可能。但是同時(shí)，它也存在著一些問題，比如數(shù)據(jù)的保密性如何實(shí)現(xiàn)，如何防止數(shù)據(jù)被攻擊。

1．1  2種客戶端存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式

(1)以瀏覽器插件的形式存在(如google gears，mi—crosoft silverlight)。

(2)在瀏覽器開發(fā)的過程中就加入了該特性(刪I5的解決方案)。

1．2  當(dāng)前瀏覽器的主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式

除了通用的rookies外，還有：

1)在intemet explorer下，可以使用UserData來存儲(chǔ)；

2)在firefox下，可以通過sessionStorage來存儲(chǔ)；

3)safari可以通過Database Storage來存儲(chǔ)；

4)opera可以通過widgets來實(shí)現(xiàn)。不支持HTML5結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，有一套自己的實(shí)現(xiàn)方法。

可見，目前實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)并未統(tǒng)一。

以下對(duì)這些存儲(chǔ)方式做簡(jiǎn)單介紹，之后重點(diǎn)分析HTML5的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。

一直以來瀏覽器依靠插件技術(shù)實(shí)現(xiàn)客戶端存儲(chǔ)，因?yàn)镠TTP cookies在結(jié)構(gòu)化方面有些限制(只有4k)，所以這些年其他技術(shù)有所發(fā)展，它們是：

(1)userData：僅在IE5．5及以后的版本中有使用。

userData的存儲(chǔ)機(jī)制：將要保存的數(shù)據(jù)以“健值對(duì)(健作為屬性，值為屬性的值)”的形式保存在XML文檔中。userData行為提供了一個(gè)比Cookie更具有動(dòng)態(tài)性和更大容量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每頁的UserData存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)大小可以達(dá)到64 kb，每個(gè)域名可以達(dá)到640 kb-2j。

userData行為通過sessions為每個(gè)對(duì)象分配User—Data存儲(chǔ)區(qū)。使用save和load方法將UserData存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)保存在緩存(cache)中。一旦UserData存儲(chǔ)區(qū)保存以后，即使IE瀏覽器關(guān)閉或者刷新了，下一次進(jìn)入該頁面，數(shù)據(jù)也能夠重新載入而不會(huì)丟失，除非你人為刪除或者用腳本設(shè)置了該數(shù)據(jù)的失效期。

userData使用前必須在行內(nèi)或者文檔的HEA1)部分宣告如下樣式：

<STYLE>．userData{behavior：url(#default#userdata)；<／ST YLE >

或者使用腳本綁定：

object．style．behavior： “ (’#default#userData’)”

object．a(chǎn)d~ vior(“#default userData”)windowXP系統(tǒng)下，數(shù)據(jù)文件保存在：

C：＼DocumentandSettings＼(USelT1．a(chǎn)llle)＼ApphcationData＼Microsoft＼IE＼UserData＼，保存格式為xml。

(2)本地共享對(duì)象(Local Shared Object)：在有Adobe Flash Player 6及更新版本作為插件的瀏覽器中使用。主要用在ActionScript中。

(3)Google Ge．frs：．一個(gè)基于Firefox和IE的插件，由Google公司開發(fā)維護(hù)，主要用于離線應(yīng)用程序，如離線搜索。要使用它，必須先安裝相應(yīng)插件。Gears還具有一些特性：

a．一個(gè)本地服務(wù)器，用以在本地緩存和提供應(yīng)用程序資源(HTⅦ ，JavaScript，圖片等)。無需連接服務(wù)器即可訪問這些資源。

b．?dāng)?shù)據(jù)庫，在瀏覽器內(nèi)部保存和訪問數(shù)據(jù)。

c．工作人員線程池，通過在后臺(tái)執(zhí)行費(fèi)時(shí)的操作使應(yīng)用程序響應(yīng)更加迅速。

d．HttpRequest應(yīng)用程序接El，實(shí)現(xiàn)了W3C XMLHttpRequest規(guī)范的一個(gè)子集。

e．一個(gè)Geolocation應(yīng)用程序接口，使web應(yīng)用程序能夠獲得用戶的地理位置E3』。

2 HTML 5結(jié)構(gòu)化客戶端存儲(chǔ)

為了適合現(xiàn)代及未來的web技術(shù)，解決這種混亂局面，創(chuàng)造一個(gè)廣泛的可接受的標(biāo)準(zhǔn)，互聯(lián)網(wǎng)超文本應(yīng)用技術(shù)工作組(WHATWG)及W3C HTML工作組開發(fā)了一種良好的客戶端結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)解決方案。它是、v0rld Wide Web核心語言HTML5未來主要修訂版的組成部分。HTML5第一版公共工作草案于2008．1．22發(fā)布。但是這項(xiàng)工作2004年就已經(jīng)開始，當(dāng)時(shí)取名為web應(yīng)用1．0，然后在2007．5得到更正，從那以后每天都有更新。HTMI~有很多變動(dòng)而且它大概要2012年才能被W3C Candidate Reeommendation state所接受，但是現(xiàn)在已經(jīng)有不少瀏覽器接受了它的一些標(biāo)準(zhǔn)。

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2．1 HTML5結(jié)構(gòu)化客戶端存儲(chǔ)

結(jié)構(gòu)化客戶端存儲(chǔ)，這是被HTML5接受的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案的完整名字。它大概是那些處理IT安全性人員最感興趣的創(chuàng)新技術(shù)。它可分成三種不同的客戶端存儲(chǔ)方法：

1)對(duì)話期存儲(chǔ)(session storage)；

2)局部存儲(chǔ)(1ocal storage)(1ocal storage將取代global storage)；

3)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)(database storage)。

2．2 HTML5結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

●存儲(chǔ)類接口(The Storage Interface)。

每一個(gè)存儲(chǔ)(Storage)對(duì)象都提供了一組key／val—De pairs(鍵值對(duì))的存儲(chǔ)方法，這樣的鍵值對(duì)通常都叫做項(xiàng)目(items)。鍵和值的類型都是字符串類型，所以任一的字符串(包括空串)都是合法的。

●存儲(chǔ)類事件(The storage event)。

存儲(chǔ)事件(Storage event)對(duì)于對(duì)話期存儲(chǔ)和局部存儲(chǔ)都有作用。

●當(dāng)前瀏覽器對(duì)HTML5結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)的支持。

正如在前面講到的，許多瀏覽器已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)許多HTML5的新特征。現(xiàn)在分析一下大多數(shù)渲染引擎在客戶端存儲(chǔ)方面實(shí)現(xiàn)的情況。

(1)Gecko。使用在Firefox上，允許對(duì)話期存儲(chǔ)(session storage)和全局存儲(chǔ)(global storage)從1．8．1版以后(Firefox2．0，2006．10)。

(2)WebKit。使用在Safari上，最近在Qt4．4實(shí)現(xiàn)，只允許數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)(database storage)，在r27xxx以后的版本(Safari3．1，2008．3)，r34xxx版本(Safari4．O)增加允許局部存儲(chǔ)(1ocal storage)和對(duì)話期存儲(chǔ)(sessionstrorage)。Database使用SQLite數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

(3)Trident。使用在IE上，允許對(duì)話期存儲(chǔ)(ses．sion storage)和局部存儲(chǔ)(1ocal storage)從VI版本以后(IE 8 beta 2，2008．8)。

(4)Presto。使用在Opera9．60上，不支持任何HTML5客戶端存儲(chǔ)。

只需要實(shí)現(xiàn)下面這段簡(jiǎn)單的JS腳本就可以了解你的瀏覽器支持哪種存儲(chǔ)類型 。

●對(duì)話期存儲(chǔ)(sessionStorage)。

對(duì)話期存儲(chǔ)與哪moldes非常相似，但是它也有一些特有的優(yōu)點(diǎn)。它有非常大的存儲(chǔ)能力(可以達(dá)到MB，依據(jù)在瀏覽器上的實(shí)現(xiàn)，取代cookies的4l )，它不需要通過每個(gè)哪packet來傳輸，而且它在不同的情況下都非常有效率。對(duì)話期存儲(chǔ)對(duì)象是鍵／值對(duì)(值都是字符串型)，它只能通過源端獲得而且只能在窗口創(chuàng)建時(shí)獲得。HTML5草案舉了一個(gè)例子。該例子說有一位顧客同時(shí)開了兩個(gè)窗口，都是同一個(gè)網(wǎng)站地址，在每一個(gè)窗口上買一張飛機(jī)票，買的動(dòng)作在同一時(shí)刻進(jìn)行。如果web應(yīng)用采用HTTP cookies來追蹤這個(gè)顧客買了哪張票，在一個(gè)窗口買的行為結(jié)果可能會(huì)泄露到另一個(gè)窗口中。使用對(duì)話期存儲(chǔ)就不會(huì)發(fā)生這種情況。和cookies不同的是，你不需要定義一個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)顧客關(guān)閉窗口時(shí)它所創(chuàng)建的對(duì)話期存儲(chǔ)對(duì)象將會(huì)消失，或是web應(yīng)用刪除它的時(shí)候。你可以像這樣定義一個(gè)對(duì)話期存儲(chǔ)對(duì)象：session—Storage．foo=‘‘bar”。

sessionStorage最大的用途用于保存一些臨時(shí)的數(shù)據(jù)防止用戶意外刷新頁面，但是，在瀏覽器意外關(guān)閉并恢復(fù)頁面時(shí)，sessionStorage中存儲(chǔ)的信息將會(huì)丟失。

Firefox默認(rèn)允許一個(gè)域名存儲(chǔ)5120kB的數(shù)據(jù)。

注：firefox的sessionStorage特性必須要在服務(wù)器上發(fā)布才有效。

●局部存儲(chǔ)(1ocal storage)。

為了在客戶機(jī)上存儲(chǔ)持久數(shù)據(jù)，自從新的工作組草案于2008年6月10日官方正式介紹本地存儲(chǔ)后，HTML5已經(jīng)使用全局存儲(chǔ)。

全局存儲(chǔ)允許一個(gè)web應(yīng)用在客戶機(jī)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)能被創(chuàng)建該存儲(chǔ)對(duì)象以外的其他域所存儲(chǔ)。

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，你可以定義一個(gè)被任何域識(shí)別的全局存儲(chǔ)對(duì)象。(globalStorage[”]．foo=“bar”；)來自特定的頂級(jí)域(globalStorage[‘com’]．foo=“bar”；)，然后依次往下一個(gè)域(globalStorage[‘example．com’]．foo=“bar”；?)。所有域在相等或更低級(jí)別上定義的一個(gè)全局存儲(chǔ)對(duì)象可以互相訪問它們的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這些都是規(guī)范上所說的。作為普通的瀏覽器開發(fā)商采用一些細(xì)小的差別(這是出于豐厚的利潤(rùn)的原因)。Firefox2．0&3．0根本不允許公共的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或者是使用TLD(topleveldomain)。Firefox3．0甚至阻止子域?qū)^高級(jí)別域上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。你只能從完全相同的域中存取一個(gè)全局存儲(chǔ)對(duì)象。由于局部存儲(chǔ)，新的更好的全局存儲(chǔ)版本，你不能定義域，它是自動(dòng)地與web應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的腳本的源相聯(lián)系。注意WebKit和Intemet Explorer 8 beta 2允許子域存取它們優(yōu)先域的數(shù)據(jù)，可以和規(guī)范上的說法進(jìn)行比較。全局存儲(chǔ)和局部存儲(chǔ)都是通過任一瀏覽器的窗口進(jìn)行存取。就算瀏覽器被關(guān)閉數(shù)據(jù)也會(huì)一直保持，這一點(diǎn)不同于對(duì)話期存儲(chǔ)。

在Mac 0S x系統(tǒng)下，F(xiàn)irefox3．0保存這些持久性數(shù)據(jù)在下面路徑的SQLite file里：

／Users/[username]／Library／ApplieationSupport／Firefox／Profiles／[randornstring]／webappsstore．sqlite

在WindowsXP系統(tǒng)下保存在：

C {DocumentaandSettings[username] ApplicationDataMozilla|Firdox|Profiles [ random string ] webappsstore．sqlite

●數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)(database storage)。

類似于Google GE ，HTML5的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)允許一個(gè)web應(yīng)用保存結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)，并在客戶機(jī)端使用一個(gè)真正的SQL數(shù)據(jù)庫。這一特性將允許非常強(qiáng)大的應(yīng)用程序的開發(fā)。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是通過webKit開發(fā)人員發(fā)布的。它目前只支持?jǐn)?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)(最新版本還支持seS—sion和local存儲(chǔ))，像前面兩個(gè)存儲(chǔ)類型一樣，你只能保存字符串和變量，且只能通過創(chuàng)建的那個(gè)域來訪問。它的語法可以會(huì)存在一些問題。想要完整地參考請(qǐng)查看HTML5草案?，F(xiàn)在展示一些快速而簡(jiǎn)單的例子：

db=openDatabase(“dbTest”，“1．0”，“First Database‘’，300000)；

db．transaction(function(tx){tX．executeSql(“CREATE TABLEMyTb(id REAL)”)；})；

db．transaction(function(tx)}tX．executeSql(“SELECT *FROMMyTb‘’，[]，function(tX，reSult){alert(result．1OWS．item(0)[‘id’])；})；WebKit(Safari等等)使用SQLite作為數(shù)據(jù)庫端。

在Mac OS X下你能發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫文件存放在：

／Users／[usemame]／Library／Safari／Databases

在Windows XP下數(shù)據(jù)庫文件存放在：

C：＼Documents and Settings＼[username]＼LoealSettin4gs＼ApplicationDataAppleComputer safari Databases

3 結(jié)束語

HTML5結(jié)構(gòu)化客戶端存儲(chǔ)對(duì)Web開發(fā)者而言是一個(gè)強(qiáng)有力的器具，但是也加進(jìn)了新的風(fēng)險(xiǎn)。這一存儲(chǔ)技術(shù)尚未完全實(shí)現(xiàn)。但是由于瀏覽器銷售商和Web開發(fā)者的激情，在未來將看到這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)成指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。

最終，瀏覽器生產(chǎn)商將允許更多的控制終端讓用戶去管理HTML5客戶端存儲(chǔ)，而局部存儲(chǔ)將會(huì)取代全局存儲(chǔ)。開發(fā)離線應(yīng)用的需求會(huì)越來越多，其中包括目前流行的yahool widget和microsoft silverlight。