news 2026/2/5 18:59:32

IndexedDB 入门指南：浏览器端的高性能本地数据库

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
IndexedDB 入门指南：浏览器端的高性能本地数据库

✨ 引言

如果你做过前端，一定踩过这些坑：

  • localStorage 限制太小，数据根本存不下
  • 每次刷新都要重新请求数据，浪费时间
  • 网络稍微差一点页面就白屏
  • 想查数据只能粗暴遍历，没有索引

于是，浏览器世界决定给我们一个“像数据库一样工作的本地数据库引擎”：

IndexedDB — 支持事务、索引、异步操作、容量巨大，专为浏览器本地结构化数据而生。

简单理解：

  • localStorage = 小本子
  • IndexedDB = 真·数据库

如果你曾经吐槽过localStorage只有5MB的容量、sessionStorage一刷新就没了、WebSQL已凉凉，那 IndexedDB 绝对值得你深入看看。

🔍 需求背景

随着 Web 应用“App 化”，浏览器端需要：

  1. 支持大量数据缓存（GB 级别，不再 5MB）
  2. 离线支持（断网还能正常用）
  3. 复杂结构数据本地化（对象、数组、Blob）
  4. 具有查询能力（按字段检索）
  5. 减少服务器压力和等待时间

典型场景包括：

  • PWA 离线缓存
  • 聊天记录本地存储
  • 大型列表前端分页
  • 图片、音视频素材描述缓存
  • 电商购物车与离线下单
  • 数据备份与恢复

一句话：浏览器从“渲染页面”演变为“承载应用”，而 IndexedDB 就是本地数据库基础设施。

⚙️ 工作原理

下面是“工作原理” 部分的全新重写内容，保持深度与专业感，同时避免重复你之前看到的表述：

⚙️ 工作原理（全新改写）

IndexedDB 的核心思想不是“键值对存储”，而是一套基于事件、事务与索引的数据管理系统。你可以把它理解成浏览器内置的一种NoSQL 数据库，具备以下几个关键运行机制：

🧱 1. 版本化数据库（Versioned DB）

IndexedDB严格依赖版本号。
当你第一次打开数据库，或要新增字段结构（如新增索引、调整主键）时，浏览器会要求传入更高的版本号，以触发一次：

onupgradeneeded

这相当于DDL 阶段，你只能在这里创建表（Object Store）、修改结构。它避免了“随便打开就改 schema”的混乱模式。

📂 2. Object Store —— 类似表，但无固定 Schema

IndexedDB 不存“行列”，而存“对象”。
每个对象存储（Object Store）都有自己的 key 生成方式：

  • 指定keyPath
  • 或自动递增autoIncrement

无需定义字段类型，也不用 schema 约束，这就让 IndexedDB 更像 MongoDB。

🔍 3. Index —— 决定查询能力的核心

IndexedDB 不允许直接“按任意字段搜索”；
如果你希望某字段能高效查询，必须提前建立索引（Index）。

存储层会维护一棵 B+ 树索引结构，保证：

  • 查找复杂度为 O(log n)
  • 不需要自己在数组中暴力filter

如果未创建索引，那么你只能用 Cursor 做全量遍历。

🔐 4. Transaction —— 所有操作都必须在事务中完成

IndexedDB 禁止“裸写”。
每一次增删改查都必须通过事务执行，它的生命周期分为：

  • readonly— 查询场景
  • readwrite— 数据变更
  • versionchange— 数据库结构升级

事务一旦结束，所有 ObjectStore Handler 会失效，确保数据库不会被悬空操作污染。

⚡ 5. 全异步模型，基于事件驱动

IndexedDB 采用非阻塞 IO，核心 API 不返回 Promise，而是事件回调：

  • onsuccess
  • onerror
  • onblocked

之所以刻意不用同步，是为了避免 UI 主线程被锁死——浏览器从设计层面杜绝“卡住页面”。

也正因为这种事件体系，才催生出idb、Dexie等 Promise 封装库。

🔄 6. 数据存储格式：结构化克隆算法

IndexedDB 底层使用结构化克隆算法（Structured Clone）储存对象：

  • 支持嵌套对象
  • 支持 Date、Map、Blob、File
  • 不需要你手动 JSON encode/decode

相比localStorage，它真正意义上能“存对象”。

🧭 7. 游标（Cursor）是读取大数据的关键

IndexedDB 在数据读取方面更像数据库游标扫描：

  • openCursor()遍历记录
  • 支持范围过滤（IDBKeyRange）
  • 可用于分页、增量渲染、批量索引

游标模式天生支持“百万数据分批读取”，这也是它适用于大数据前端场景的原因。

🧩 代码实现示例

下面提供一份完整示例：演示创建数据库、插入数据、读取索引数据。

IndexedDB 是运行在浏览器内部的本地数据库，由浏览器底层实现，数据存放在用户本地磁盘中，不会上传服务器。因此它属于站点级资源（同源策略限制），只能被 同域代码访问。

1. 创建数据库与表结构

constDB_NAME='user-db'// 数据库名称constSTORE_NAME='users'// 表的名称constVERSION=1// 数据库版本号/** * 初始化 / 打开 IndexedDB 数据库 * 说明： * - indexedDB.open() 是异步调用 * - 第一次打开会创建数据库 * - 版本号升级会触发 onupgradeneeded 事件，用于修改结构 */functioninitDB(){returnnewPromise((resolve,reject)=>{// 创建或打开一个本地数据库constrequest=indexedDB.open(DB_NAME,VERSION)// 打开失败，比如权限异常或被用户禁止request.onerror=()=>reject(request.error)/** * 数据库不存在 或 版本号变更时触发 * 只允许在此事件内执行：创建表、索引、修改结构等操作 */request.onupgradeneeded=(event)=>{constdb=request.resultconststore=db.createObjectStore(STORE_NAME,{keyPath:'id'})store.createIndex('ageIndex','age',{unique:false})}request.onsuccess=()=>resolve(request.result)})}

2. 插入数据

asyncfunctionaddUser(user){constdb=awaitinitDB()// 等待数据库初始化完成，获取 db 实例consttx=db.transaction(STORE_NAME,'readwrite')// 开启一个事务，类型为 'readwrite'，允许读写操作conststore=tx.objectStore(STORE_NAME)store.add(user)// 将用户对象写入 store 中returntx.complete}// 示例调用addUser({id:'001',name:'Tom',age:23})

3. 按索引查询

asyncfunctionqueryByAge(age){constdb=awaitinitDB()// 等待数据库初始化完成，获取 db 实例consttx=db.transaction(STORE_NAME,'readonly')// 开启一个只读事务，不允许修改数据conststore=tx.objectStore(STORE_NAME)constindex=store.index('ageIndex')// 获取之前创建的 ageIndex 索引，用于按 age 查询constrequest=index.getAll(age)// 使用索引查询所有匹配指定 age 的记录// 返回一个 Promise，封装 onsuccess 回调returnnewPromise((resolve)=>{request.onsuccess=()=>resolve(request.result)})}// 示例调用queryByAge(23).then(console.log)

4. 更新数据

asyncfunctionupdateUser(id,data){constdb=awaitinitDB()consttx=db.transaction(STORE_NAME,'readwrite')conststore=tx.objectStore(STORE_NAME)constoldData=awaitstore.get(id)store.put({...oldData,...data})}

5. 删除数据

asyncfunctiondeleteUser(id){constdb=awaitinitDB()consttx=db.transaction(STORE_NAME,'readwrite')conststore=tx.objectStore(STORE_NAME)store.delete(id)}

🎯 解决痛点

IndexedDB 解决了很多本地存储“卡脖子”的问题：

✔ 容量大：可达 GB 级

localStorage5MB 左右，IndexedDB 没有固定上限，由浏览器与磁盘限制决定。

✔ 支持结构化对象

无需JSON.stringify()，支持复杂对象、Blob、ArrayBuffer 等。

✔ 支持索引查询

如：

查询年龄 = 23 的所有用户
无需遍历数组，调用index.getAll()即可。

✔ 异步性能高

I/O 不会阻塞 UI。

✔ 适合离线应用与 PWA

搭配ServiceWorker简直完美。

🥊 竞品分析

技术容量查询能力异步适用场景
localStorage~5MB❌ 无索引❌ 同步阻塞小数据配置
sessionStorage~5MB❌ 无索引❌ 同步阻塞会话状态
Cookie4KB❌ 无索引❌ 请求头传输登录态
WebSQL废弃✔ SQL✔ 异步历史包袱
IndexedDBGB 级✔ 索引查询✔ 异步本地数据库/PWA

一句话总结：IndexedDB 是浏览器端唯一能当“真正数据库”用的方案。

🏁 总结

IndexedDB 并不难，但坑点主要来自：

  • 异步回调层层嵌套
  • API 事件风格“复古”
  • 查询逻辑需要理解索引和游标

但一旦掌握，IndexedDB 是前端提升性能、支持离线能力的“终极武器”。

建议：

  • 提供封装方法（如上代码）
  • 或使用库如idb,Dexie.js

作者: 王新焱
博客: https://blog.csdn.net/qq_34402069
时间: 2025年12月18日

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