在研究区块链的过程中，无意得知indexedDB的底层是基于leveldb的，瞬间被谷歌大神们的神通吓跪了。在通读了对leveldb的解释文章之后，发现这类文章根本不适合我这类并不需要对leveldb底层了解太多的读者。对于我们前端开发而言，更多要了解的是它怎么用。然而网上对怎么用反而介绍对少，对它底层的实现介绍的反而很多。可能是它的底层实现真的太出众了，所以大家都趋之若鹜，而它的api实在是少的可怜，如果不要什么特别的需求，三个api就够了：put, get, del。为了让前端开发者也有机会使用它，我专门写这篇文章来对它的使用进行介绍。
leveldb简介
LevelDB是Google传奇工程师Jeff Dean和Sanjay Ghemawat开源的KV存储引擎（而非SQL），它和我介绍过的indexedDB一样，是一种非关系型数据库。然而，它比indexedDB底层的多，indexedDB有三层概念：database->store->objects的概念，而leveldb只有一层，即objects，也即key-value。相当于一个库就是一堆key-value，而由于它的一个库是对应一个文件目录，所以它其实也没有库的概念。而最令人喜爱的是，它不需要依赖任何服务，和sqlite一样，它完全只依赖文件系统，它与redis完全不同，redis是完全依赖内存，并且需要起一个服务，而leveldb是依赖文件系统，内存只是它的一个写操作的中转站，而且它不需要起服务，可以直接打包进应用里面，作为一个应用的内部数据存储引擎。因此，在应用领域，就有了sqlite和leveldb这两个非常不错的选择。
node项目中使用leveldb
由于leveldb是依赖于文件系统，因此，你的程序需要对系统有读写权限，所以我们只能在node中使用leveldb。而如果你的js代码是运行在browser内，那应该使用indexeddb作为代替，毕竟indexeddb底层也是依赖leveldb。
在node项目中非常容易使用leveldb，通过npm安装：
npm install --save level
然后在代码中这样：
import level from "level";
const db = level(__dirname + "/data");
// 写入数据
db.put("key", "value").then(...)
// 读取数据
db.get("key").then(value => {...})
// 删除数据
db.del("key").then(...)
非常简单，而且可以直接使用promise。
但是和indexedDB相比，它还没有事务，所以要确保数据的顺序操作，必须自己在程序中严格控制代码的位置，以及做各种校验。不过你也不用太担心，它有一套日志系统，当你的一个读写操作失败时，它能通过日志系统对你的数据进行复原，不会导致你的数据被破坏。
为leveldb创建索引
很遗憾，leveldb并没有提供索引功能，它只能通过key值进行查询。level这个package提供来createReadStream方法，在这个方法里面可以传入options来进行一些控制，但是代码并不直观。之所以没有提供索引，可能是发明者觉得就以leveldb的读取性能，完全可以全量查找，根本用不着建索引。但是这样给我们带来了不便，我们习惯用索引去检索一些非主键的字段。
说到这里，有一点：leveldb默认保存的不是js对象，而是字符串。如果要保存为对象，可以在level函数第二个参数加入{ valueEncoding: "json" }来让保存的js对象以json的形式读取，加上之后就像indexedDB一样，写入和读取都像是js的原始对象。
那么到底怎么给leveldb建索引呢？我们需要用到一个level-sublevel的package。这个package的作用是在当前数据库的section中建立一个subsection，这就有了indexeddb里面的store的味道，但是还是不同，store里面包含了index，所以其实store的概念和leveldb的库的概念基本同级。
我们建立一个subsection作为索引的存储位置，在这个section里面保存索引信息。在按索引检索时，先从这个section里面把某一个索引对应的全部值的主键找出来，然后通过这些主键，去主section里面把这些所有值找出来。由于leveldb的读写性能很高，所以基本不用担心这种分两步走的操作。
import level from "level";
import sublevel from "level-sublevel";
export default class LevelDB {
constructor(options) {
this.options = options;
this.path = options.path;
this.db = sublevel(level(this.path, { valueEncoding: "json" }));
}
async index(indexes) {
this.indexdb = this.db.sublevel("index");
db.pre(async (input) => {
let value = input.value;
let key = input.key;
if (typeof value !== "object") {
return;
}
for (let index of indexes) {
if (typeof value[index] !== "undefined") {
let prevValue = await this.indexdb.get(index);
let newValue = prevValue ? prevValue.concat([key]) : [key];
await this.indexdb.put(index + ":" + value[index], newValue);
}
}
});
}
put(key, value) {
return this.db.put(key, value);
}
get(key) {
return this.db.get(key);
}
del(key) {
return this.db.del(key);
}
async query(index, value) {
let results = [];
let keys = await this.indexdb.get(index + ":" + value);
if (keys.length) {
for (let key of keys) {
let res = await this.db.get(key);
results.push(res);
}
}
return results;
}
}
上面是对整个功能的封装，用户可以拿这个类当作leveldb来用，在leveldb原始三个基础方法上多了index和query两个方法，主要就是针对索引来用的。
看下具体怎么用：
import LevelDB from "./leveldb.class.js";
let db = new LevelDB({ path: __dirname + "/data" });
await db.index([ "name", "age" ]);
await db.put("1001", { id: "1001", name: "lily", age: 10 });
await db.put("1002", { id: "1002", name: "lucy", age: 11 });
let results = await db.query("name", "lily");
需要注意的是，db.query的结果是一个数组，这个数组包含了所有key等于value的记录。
将leveldb作为你的应用数据存储引擎
在一些nodejs项目中，例如electron项目中，你不可能要求运行你的应用的客户机器上一定安装了mysql或者redis，而如果要安装这些服务，它们本身是项目之外的，你不能保证它们安装时的配置是你的应用想要的。而如果把数据存储引擎内置在项目里面，比如在项目中使用sqlite和leveldb，就不需要用户自己去安装其他的数据库，同时又能享受到这种数据存储的便捷。
一般而言，在你发布项目代码时，是不应该把数据库产生的具体文件也加入到git中的，用户拿到的，应该是一份干净的应用，只有他自己去运行之后，才会产生新的数据。但是在一些特殊情况下，你发布的每一个不同版本的初始数据可能不同，那就有可能直接将数据库文件也打包进你自己的应用中。甚至或者，你的应用本身就是需要这些初始数据来作为界面渲染的前提，比如一些安卓的应用，它们也内置来leveldb作为自己的数据存储引擎，它们一开始的时候，机会初始化好数据库，然后再由用户逐渐写入自己的新数据。
2018-03-12 21087 leveldb
