**摘要：** 对比Cookie、LocalStorage、sessionStorage与IndexedDB - 作者：[浪里行舟](https://segmentfault.com/u/langlixingzhou) **[Fundebug](https://www.fundebug.com/)经授权转载，版权归原作者所有。** ### 前言 随着移动网络的发展与演化，我们手机上现在除了有原生 App，还能跑“WebApp”——它即开即用，用完即走。一个优秀的 WebApp 甚至可以拥有和原生 App 媲美的功能和体验。WebApp 优异的性能表现，有一部分原因要归功于浏览器存储技术的提升。cookie存储数据的功能已经很难满足开发所需，逐渐被WebStorage、IndexedDB所取代，本文将介绍这几种存储方式的差异和优缺点。 **想阅读更多优质文章请猛戳[GitHub博客](https://github.com/ljianshu/Blog)** ### 一、Cookie #### 1. Cookie的来源 **Cookie 的本职工作并非本地存储，而是“维持状态”**。 因为**HTTP协议是无状态的，HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存**，通俗来说，服务器不知道用户上一次做了什么，这严重阻碍了交互式Web应用程序的实现。在典型的网上购物场景中，用户浏览了几个页面，买了一盒饼干和两瓶饮料。最后结帐时，由于HTTP的无状态性，不通过额外的手段，服务器并不知道用户到底买了什么，于是就诞生了Cookie。它就是用来绕开HTTP的无状态性的“额外手段”之一。服务器可以设置或读取Cookies中包含信息，借此维护用户跟服务器会话中的状态。 我们可以把Cookie 理解为一个存储在浏览器里的一个小小的文本文件，它附着在 HTTP 请求上，在浏览器和服务器之间“飞来飞去”。它可以携带用户信息，当服务器检查 Cookie 的时候，便可以获取到客户端的状态。 在刚才的购物场景中，当用户选购了第一项商品，服务器在向用户发送网页的同时，还发送了一段Cookie，记录着那项商品的信息。当用户访问另一个页面，浏览器会把Cookie发送给服务器，于是服务器知道他之前选购了什么。用户继续选购饮料，服务器就在原来那段Cookie里追加新的商品信息。结帐时，服务器读取发送来的Cookie就行了。 #### 2. 什么是Cookie及应用场景 **Cookie指某些网站为了辨别用户身份而储存在用户本地终端上的数据(通常经过加密)。 cookie是服务端生成，客户端进行维护和存储**。通过cookie,可以让服务器知道请求是来源哪个客户端，就可以进行客户端状态的维护，比如登陆后刷新，请求头就会携带登陆时response header中的set-cookie,Web服务器接到请求时也能读出cookie的值，根据cookie值的内容就可以判断和恢复一些用户的信息状态。  如上图所示，**Cookie 以键值对的形式存在**。 典型的应用场景有： - 记住密码，下次自动登录。 - 购物车功能。 - 记录用户浏览数据，进行商品（广告）推荐。 #### 3. Cookie的原理及生成方式 Cookie的原理  第一次访问网站的时候，浏览器发出请求，服务器响应请求后，会在响应头里面添加一个Set-Cookie选项，将cookie放入到响应请求中，在浏览器第二次发请求的时候，会通过Cookie请求头部将Cookie信息发送给服务器，服务端会辨别用户身份，另外，Cookie的过期时间、域、路径、有效期、适用站点都可以根据需要来指定。 Cookie的生成方式主要有两种： - 生成方式一：http response header中的set-cookie 我们可以通过响应头里的 Set-Cookie 指定要存储的 Cookie 值。默认情况下，domain 被设置为设置 Cookie 页面的主机名，我们也可以手动设置 domain 的值。 ``` Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2018 07:28:00 GMT;//可以指定一个特定的过期时间（Expires）或有效期（Max-Age） ``` 当Cookie的过期时间被设定时，设定的日期和时间只与客户端相关，而不是服务端。 - 生成方式二：js中可以通过document.cookie可以读写cookie，以键值对的形式展示 例如我们在掘金社区控制台输入以下三句代码，便可以在Chrome 的 Application 面板查看生成的cookie: ```javascript document.cookie="userName=hello" ``` ```javascript document.cookie="gender=male" ``` ```javascript document.cookie='age=20;domain=.baidu.com' ```  从上图中我们可以得出： **Domain 标识指定了哪些域名可以接受Cookie**。如果没有设置domain，就会自动绑定到执行语句的当前域。 如果设置为”.baidu.com”,则所有以”baidu.com”结尾的域名都可以访问该Cookie，所以在掘金社区上读取不到第三条代码存储Cookie值。 #### 4. Cookie的缺陷 - Cookie 不够大 Cookie的大小限制在4KB左右，对于复杂的存储需求来说是不够用的。当 Cookie 超过 4KB 时，它将面临被裁切的命运。这样看来，Cookie 只能用来存取少量的信息。此外很多浏览器对一个站点的cookie个数也是有限制的。 这里需注意：各浏览器的cookie每一个`name=value`的value值大概在4k，所以4k并不是一个域名下所有的cookie共享的,而是一个name的大小。 - 过多的 Cookie 会带来巨大的性能浪费 Cookie 是紧跟域名的。同一个域名下的所有请求，都会携带 Cookie。大家试想，如果我们此刻仅仅是请求一张图片或者一个 CSS 文件，我们也要携带一个 Cookie 跑来跑去（关键是 Cookie 里存储的信息并不需要），这是一件多么劳民伤财的事情。Cookie 虽然小，请求却可以有很多，随着请求的叠加，这样的不必要的 Cookie 带来的开销将是无法想象的。 cookie是用来维护用户信息的，而域名(domain)下所有请求都会携带cookie，但对于静态文件的请求，携带cookie信息根本没有用，此时可以通过cdn（存储静态文件的）的域名和主站的域名分开来解决。 - 由于在HTTP请求中的Cookie是明文传递的，所以安全性成问题，除非用HTTPS。 #### 5. Cookie与安全 对于 cookie 来说，我们还需要注意安全性。  HttpOnly 不支持读写，浏览器不允许脚本操作document.cookie去更改cookie， 所以为避免跨域脚本 (XSS) 攻击，通过JavaScript的 Document.cookie API无法访问带有 HttpOnly 标记的Cookie，它们只应该发送给服务端。如果包含服务端 Session 信息的 Cookie 不想被客户端 JavaScript 脚本调用，那么就应该为其设置 HttpOnly 标记。 ``` Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT; Secure; HttpOnly ``` 标记为 Secure 的Cookie只应通过被HTTPS协议加密过的请求发送给服务端。但即便设置了 Secure 标记，敏感信息也不应该通过Cookie传输，因为Cookie有其固有的不安全性，Secure 标记也无法提供确实的安全保障。 为了弥补 Cookie 的局限性，让“专业的人做专业的事情”，Web Storage 出现了。 **HTML5中新增了本地存储的解决方案----Web Storage，它分成两类：sessionStorage和localStorage**。这样有了WebStorage后，cookie能只做它应该做的事情了——作为客户端与服务器交互的通道，保持客户端状态。 ### 二、LocalStorage #### 1. LocalStorage的特点 - 保存的数据长期存在，下一次访问该网站的时候，网页可以直接读取以前保存的数据。 - 大小为5M左右 - 仅在客户端使用，不和服务端进行通信 - 接口封装较好 基于上面的特点，LocalStorage可以作为浏览器本地缓存方案，用来提升网页首屏渲染速度(根据第一请求返回时，将一些不变信息直接存储在本地)。 #### 2.存入/读取数据 localStorage保存的数据，以“键值对”的形式存在。也就是说，每一项数据都有一个键名和对应的值。所有的数据都是以文本格式保存。 存入数据使用setItem方法。它接受两个参数，第一个是键名，第二个是保存的数据。 ```javascript localStorage.setItem("key","value"); ``` 读取数据使用getItem方法。它只有一个参数，就是键名。 ```javascript var valueLocal = localStorage.getItem("key"); ``` 具体步骤，请看下面的例子： ```html <script> <script> if(window.localStorage){ localStorage.setItem（'name','world'） localStorage.setItem（“gender','famale'） } </script> ``` ```html <body> <div id="name"></div> <div id="gender"></div> <script> var name = localStorage.getItem("name"); var gender = localStorage.getItem("gender"); document.getElementById("name").innerHTML = name; document.getElementById("gender").innerHTML = gender; </script> </body> ``` #### 3. 使用场景 LocalStorage在存储方面没有什么特别的限制，理论上 Cookie 无法胜任的、可以用简单的键值对来存取的数据存储任务，都可以交给 LocalStorage 来做。 这里给大家举个例子，考虑到 LocalStorage 的特点之一是持久，有时我们更倾向于用它来存储一些内容稳定的资源。比如图片内容丰富的电商网站会用它来存储 Base64 格式的图片字符串：  **给大家推荐一个好用的BUG监控工具[Fundebug](https://www.fundebug.com/?utm_source=liao)，欢迎免费试用！** ### 三、sessionStorage sessionStorage保存的数据用于浏览器的一次会话，当会话结束（通常是该窗口关闭），数据被清空；sessionStorage 特别的一点在于，**即便是相同域名下的两个页面，只要它们不在同一个浏览器窗口中打开，那么它们的 sessionStorage 内容便无法共享**；localStorage 在所有同源窗口中都是共享的；cookie也是在所有同源窗口中都是共享的。除了保存期限的长短不同，SessionStorage的属性和方法与LocalStorage完全一样。 #### 1.sessionStorage的特点 - 会话级别的浏览器存储 - 大小为5M左右 - 仅在客户端使用，不和服务端进行通信 - 接口封装较好 基于上面的特点，sessionStorage 可以有效对表单信息进行维护，比如刷新时，表单信息不丢失。 #### 2. 使用场景 sessionStorage 更适合用来存储生命周期和它同步的会话级别的信息。这些信息只适用于当前会话，当你开启新的会话时，它也需要相应的更新或释放。比如微博的 sessionStorage就主要是存储你本次会话的浏览足迹：  lasturl 对应的就是你上一次访问的 URL 地址，这个地址是即时的。当你切换 URL 时，它随之更新，当你关闭页面时，留着它也确实没有什么意义了，干脆释放吧。这样的数据用 sessionStorage 来处理再合适不过。 #### 3.sessionStorage 、localStorage 和 cookie 之间的区别 - 共同点：都是保存在浏览器端，且都遵循同源策略。 - 不同点：在于生命周期与作用域的不同 作用域：localStorage只要在相同的协议、相同的主机名、相同的端口下，就能读取/修改到同一份localStorage数据。sessionStorage比localStorage更严苛一点，除了协议、主机名、端口外，还要求在同一窗口（也就是浏览器的标签页）下  生命周期：localStorage 是持久化的本地存储，存储在其中的数据是永远不会过期的，使其消失的唯一办法是手动删除；而 sessionStorage 是临时性的本地存储，它是会话级别的存储，当会话结束（页面被关闭）时，存储内容也随之被释放。 Web Storage 是一个从定义到使用都非常简单的东西。它使用键值对的形式进行存储，这种模式有点类似于对象，却甚至连对象都不是——**它只能存储字符串**，要想得到对象，我们还需要先对字符串进行一轮解析。 说到底，Web Storage 是对 Cookie 的拓展，它只能用于存储少量的简单数据。当遇到大规模的、结构复杂的数据时，Web Storage 也爱莫能助了。这时候我们就要清楚我们的终极大 boss——IndexedDB！ ### 四、IndexedDB IndexedDB 是一种低级API，**用于客户端存储大量结构化数据(包括文件和blobs)**。该API使用索引来实现对该数据的高性能搜索。IndexedDB 是一个运行在浏览器上的非关系型数据库。既然是数据库了，那就不是 5M、10M 这样小打小闹级别了。理论上来说，IndexedDB 是没有存储上限的（一般来说不会小于 250M）。它不仅可以存储字符串，还可以存储二进制数据。 #### 1. IndexedDB的特点 - 键值对储存。 IndexedDB 内部采用对象仓库（object store）存放数据。所有类型的数据都可以直接存入，包括 JavaScript 对象。对象仓库中，数据以"键值对"的形式保存，每一个数据记录都有对应的主键，主键是独一无二的，不能有重复，否则会抛出一个错误。 - 异步 IndexedDB 操作时不会锁死浏览器，用户依然可以进行其他操作，这与 LocalStorage 形成对比，后者的操作是同步的。异步设计是为了防止大量数据的读写，拖慢网页的表现。 - 支持事务。 IndexedDB 支持事务（transaction），这意味着一系列操作步骤之中，只要有一步失败，整个事务就都取消，数据库回滚到事务发生之前的状态，不存在只改写一部分数据的情况。 - 同源限制 IndexedDB 受到同源限制，每一个数据库对应创建它的域名。网页只能访问自身域名下的数据库，而不能访问跨域的数据库。 - 储存空间大 IndexedDB 的储存空间比 LocalStorage 大得多，一般来说不少于 250MB，甚至没有上限。 - 支持二进制储存。 IndexedDB 不仅可以储存字符串，还可以储存二进制数据（ArrayBuffer 对象和 Blob 对象）。 #### 2. IndexedDB的常见操作 在IndexedDB大部分操作并不是我们常用的调用方法，返回结果的模式，而是请求——响应的模式。 - 建立打开IndexedDB ----`window.indexedDB.open("testDB")` 这条指令并不会返回一个DB对象的句柄，我们得到的是一个`IDBOpenDBRequest`对象，而我们希望得到的DB对象在其result属性中  除了result，IDBOpenDBRequest接口定义了几个重要属性: onerror: 请求失败的回调函数句柄 onsuccess:请求成功的回调函数句柄 onupgradeneeded:请求数据库版本变化句柄 ```html <script> function openDB(name) { var request = window.indexedDB.open(name); //建立打开IndexedDB request.onerror = function(e) { console.log("open indexdb error"); }; request.onsuccess = function(e) { myDB.db = e.target.result; //这是一个 IDBDatabase对象，这就是IndexedDB对象 console.log(myDB.db); //此处就可以获取到db实例 }; } var myDB = { name: "testDB", version: "1", db: null }; openDB(myDB.name); </script> ``` 控制台得到一个 IDBDatabase对象，这就是IndexedDB对象  - 关闭IndexedDB----`indexdb.close()` ```javascript function closeDB(db){ db.close(); } ``` - 删除IndexedDB----`window.indexedDB.deleteDatabase(indexdb)` ```javascript function deleteDB(name) { indexedDB.deleteDatabase(name) } ``` #### 3. WebStorage、cookie 和 IndexedDB之间的区别  从上表可以看到，cookie 已经不建议用于存储。如果没有大量数据存储需求的话，可以使用 localStorage 和 sessionStorage 。对于不怎么改变的数据尽量使用 localStorage 存储，否则可以用 sessionStorage 存储。 ### 总结 正是浏览器存储、缓存技术的出现和发展，为我们的前端应用带来了无限的转机。近年来基于存储、缓存技术的第三方库层出不绝，此外还衍生出了 PWA 这样优秀的 Web 应用模型。总结下本文几个核心观点： - Cookie 的本职工作并非本地存储，而是“维持状态” - Web Storage 是 HTML5 专门为浏览器存储而提供的数据存储机制，不与服务端发生通信 - IndexedDB 用于客户端存储大量结构化数据 ### 参考文章 - [把cookie聊清楚](https://juejin.im/post/59d1f59bf265da06700b0934) - [HTML5本地存储——IndexedDB（一：基本使用）](http://www.cnblogs.com/dolphinX/p/3415761.html) - [详说 Cookie, LocalStorage 与 SessionStorage](http://jerryzou.com/posts/cookie-and-web-storage/) - [前端性能优化原理与实践](https://juejin.im/book/5b936540f265da0a9624b04b/section/5ba5bb16f265da0ae92a6cfc) - [localstorage 必知必会](https://juejin.im/post/5a9fcc5e51882555602074e3) - [浏览器数据库 IndexedDB 入门教程](http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/07/indexeddb.html) ### 关于Fundebug [Fundebug](https://www.fundebug.com/)专注于JavaScript、微信小程序、微信小游戏、支付宝小程序、React Native、Node.js和Java线上应用实时BUG监控。 自从2016年双十一正式上线，Fundebug累计处理了10亿+错误事件，付费客户有Google、360、金山软件、百姓网等众多品牌企业。欢迎大家[免费试用](https://www.fundebug.com/team/create)！  ### 版权声明 转载时请注明作者[Fundebug](https://www.fundebug.com/)以及本文地址： [https://blog.fundebug.com/2019/04/08/about-browser-storage/