📚 课程目录第2章本地存储选型对比

2. 本地存储选型对比：IndexedDB、SQLite、文件系统

离线优先应用需要在客户端持久化数据，主流方案包括 IndexedDB（浏览器内置）、SQLite（原生 / 混合应用）及文件系统直接读写。本章从原理、API、读写性能与适用场景进行对比，帮助你在选型时做出权衡。

2.1 原理与架构差异

2.2 IndexedDB 实战与性能

2.2.1 基本操作

// 打开数据库
const request = indexedDB.open('tasks', 1);
request.onupgradeneeded = (event) => {
  const db = event.target.result;
  if (!db.objectStoreNames.contains('tasks')) {
    const store = db.createObjectStore('tasks', { keyPath: 'id', autoIncrement: true });
    store.createIndex('priority', 'priority', { unique: false });
  }
};

// 写入
function addTask(task) {
  const db = await idbConnect();
  const tx = db.transaction('tasks', 'readwrite');
  tx.objectStore('tasks').add(task);
  await tx.done;
}

// 读取（按索引）
function getTasksByPriority(priority) {
  const db = await idbConnect();
  const tx = db.transaction('tasks', 'readonly');
  const index = tx.objectStore('tasks').index('priority');
  return await index.getAll(priority);
}

2.2.2 读写性能特征

操作	延迟（千人级记录）	注意事项
单记录写入	~1-5ms	事务自动提交，不可跨 Store
批量写入（1000条）	~30-80ms	使用 loop + request.onsuccess
按主键读取	~0.5-2ms	直接 get
范围查询（100条）	~5-15ms	使用索引 + bound

避坑：IndexedDB 的事务作用域必须在同一个连接实例中，且不能跨 context（如 iframe）。大量并发事务可能导致 version change 错误，建议使用单一连接池。

2.3 SQLite 实战与性能

2.3.1 基本操作（以 better-sqlite3 为例）

const Database = require('better-sqlite3');
const db = new Database('./offline.db', { pragma: { journal_mode: 'WAL' } });

// 建表
db.exec(`
  CREATE TABLE IF NOT EXISTS tasks (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    title TEXT NOT NULL,
    priority INTEGER DEFAULT 0,
    created_at TEXT DEFAULT (datetime('now'))
  )
`);

// 插入
const insert = db.prepare('INSERT INTO tasks (title, priority) VALUES (?, ?)');
insert.run('完成选型文档', 2);

// 查询（带索引）
db.prepare('CREATE INDEX idx_priority ON tasks(priority)').run();
const rows = db.prepare('SELECT * FROM tasks WHERE priority > ? ORDER BY created_at LIMIT 100').all(1);

2.3.2 读写性能特征

操作	延迟（十万级记录）	优化建议
单行插入 (WAL)	~0.1-0.5ms	使用事务组批量插入
批量插入 10000 行	~8-15ms	BEGIN+COMMIT 包裹
主键点查询	~0.05-0.2ms	开启缓存 (cache_size)
范围查询 + 排序	~1-5ms	复合索引覆盖列

性能技巧：在离线优先场景下，SQLite 的 WAL 模式几乎是必选项；使用 PRAGMA synchronous=NORMAL 平衡写入性能与安全性。

2.4 文件系统实战与性能

2.4.1 文件读写（Node.js 环境）

const fs = require('fs').promises;
const path = require('path');

const DATA_PATH = path.join(__dirname, 'data');

// 写入 JSON 文件
async function saveTasks(tasks) {
  await fs.writeFile(
    path.join(DATA_PATH, 'tasks.json'),
    JSON.stringify(tasks),
    'utf8'
  );
}

// 读取 + 解析
async function loadTasks() {
  const raw = await fs.readFile(path.join(DATA_PATH, 'tasks.json'), 'utf8');
  return JSON.parse(raw);
}

// 追加日志（大文件）
const logStream = fs.createWriteStream(path.join(DATA_PATH, 'events.log'), { flags: 'a' });
logStream.write(JSON.stringify({ event: 'sync', ts: Date.now() }) + '\n');

2.4.2 读写性能特征

操作	延迟（10MB 文件）	限制
顺序写入（追加）	~0.05ms/行（缓冲区）	需手动 flush
随机写入（修改中间段）	~10-20ms	必须重写整个文件
全文件读取	~2-5ms	内存占用 = 文件大小
部分读取（seek）	~0.1ms	支持 fd.read

典型适用场景：文件系统最适合存储不可变资源（图片、二进制 blob）、操作日志、以及需要频繁追加的序列化数据。对于结构化查询需求，应选用 IndexedDB 或 SQLite。

2.5 综合选型决策矩阵

维度	IndexedDB	SQLite	文件系统
平台支持	浏览器 / WebView	原生 + WebAssembly	所有（原生 / Node）
查询能力	按索引查询	完整 SQL	无
事务完整性	存储级别	ACID	无（需应用层保证）
读取性能 (10万条)	中等 (~10ms)	高 (~1ms)	中 (取决于文件大小)
写入性能 (10万条)	中等 (~50ms)	高 (~5ms)	中-高 (顺序写入)
内存占用	低 (异步)	低-中 (缓存)	低 (流式)
离线推荐场景	PWA 独立缓存	移动/桌面 App	大文件 / 二进制资源

选型建议：

纯 Web 离线 PWA → IndexedDB（配合 Service Worker Cache API 缓存资源）。
Electron / React Native / Flutter 离线应用 → SQLite（性能、事务、查询全面）。
需要存储大文件（>100MB） → 文件系统（直接写入磁盘，避免数据库膨胀）。
混合需求 → 文件系统存储资源，SQLite 存储结构化元数据索引路径。

2.6 性能稳定性优化要点

IndexedDB 优化：使用 request.onsuccess 而非 await 时注意引擎事件循环；开启事务时尽量窄化作用域，避免长时间保持连接。
SQLite 优化：使用预备语句（prepared statement）重复执行；定期执行 PRAGMA optimize；对只读操作使用 assert_no_attach。
文件系统优化：写操作使用缓冲流（如 fs.createWriteStream）而非反复 writeFile；对大文件使用 fs.open + 定位读写。
通用策略：所有存储方案都建议将写入操作合并为批处理，避免单条高频写入；离线数据同步完成后主动关闭连接 / 释放文件描述符。