localStorage 灵魂五问，你能答上几个？

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灵魂五问

localStorage 存储的键值采用什么字符编码
5M 的单位是什么
localStorage 键占不占存储空间
localStorage的键的数量，对写和读性能的影响
写个方法统计一个localStorage已使用空间

我们挨个解答，之后给各位面试官又多了一个面试题。

我们常说localStorage存储空间是5M，请问这个5M的单位是什么？

localStorage 存储的键值采用什么字符编码？

打开相对权威的MDN localStorage#description[1]

The keys and the values stored with localStorage are always in the UTF-16 DOMString[2] format, which uses two bytes per character. As with objects, integer keys are automatically converted to strings.

翻译成中文：

localStorage 存储的键和值始终采用 UTF-16 DOMString 格式，每个字符使用两个字节。与对象一样，整数键将自动转换为字符串。

答案：UTF-16

MDN这里描述的没有问题，也有问题，因为UTF-16，每个字符使用两个字节，是有前提条件的，就是码点小于0xFFFF(65535)，大于这个码点的是四个字节。

这是全文的关键。

5M 的单位是什么

5M的单位是什么？

选项：

字符的个数
字节数
字符的长度值
bit 数
utf-16编码单元

以前不知道，现代浏览器，准确的应该是 选项3，字符的长度 ，亦或 选项5, utf-16编码单元

字符的个数，并不等于字符的长度，这一点要知道：

"a".length // 1
"人".length // 1
"".length // 2
"".length // 2

现代浏览器对字符串的处理是基于UTF-16 DOMString[3]。

但是说5M字符串的长度，显然有那么点怪异。

而根据 UTF-16编码规则，要么2个字节，要么四个字节，所以不如说是 10M 的字节数，更为合理。

当然，2个字节作为一个utf-16的字符编码单元，也可以说是 5M 的utf-16的编码单元。

我们先编写一个utf-16字符串计算字节数的方法：非常简单，判断码点决定是2还是4

function sizeofUtf16Bytes(str) {
    var total = 0,
        charCode,
        i,
        len;
    for (i = 0, len = str.length; i < len; i++) {
        charCode = str.charCodeAt(i);
        if (charCode <= 0xffff) {
            total += 2;
        } else {
            total += 4;
        }
    }
    return total;
}

我们再根绝10M的字节数来存储

我们留下8个字节数作为key，8个字节可是普通的4个字符换，也可是码点大于65535的3个字符，也可是是组合。

下面的三个组合，都是可以的，

aaaa
aa
``

在此基础上增加任意一个字符，都会报错异常异常。

const charTxt = "人";
let count = (10 * 1024 * 1024 / 2) - 8 / 2;
let content = new Array(count).fill(charTxt).join("");
const key = "aa";
localStorage.clear();
try {
    localStorage.setItem(key, content);
} catch (err) {
    console.log("err", err);
}

const sizeKey = sizeofUtf16Bytes(key);
const contentSize = sizeofUtf16Bytes(content);
console.log("key size:", sizeKey, content.length);
console.log("content size:", contentSize, content.length);
console.log("total size:", sizeKey + contentSize, content.length + key.length);

现代浏览器的情况下：

所以，说是10M的字节数，更为准确，也更容易让人理解。

如果说5M，那其单位就是字符串的长度，而不是字符数。

答案：字符串的长度值, 或者utf-16的编码单元

更合理的答案是 10M字节空间。

localStorage 键占不占存储空间

我们把 key和val各自设置长 2.5M的长度

const charTxt = "a";
let count = (2.5 * 1024 * 1024);
let content = new Array(count).fill(charTxt).join("");
const key = new Array(count).fill(charTxt).join("");
localStorage.clear();
try {
    console.time("setItem")
    localStorage.setItem(key, content);
    console.timeEnd("setItem")
} catch (err) {
    console.log("err code:", err.code);
    console.log("err message:", err.message)
}

执行正常。

我们把content的长度加1，变为 2.5 M + 1, key的长度依旧是 2.5M的长度

const charTxt = "a";
let count = (2.5 * 1024 * 1024);
let content = new Array(count).fill(charTxt).join("") + 1;
const key = new Array(count).fill(charTxt).join("");
localStorage.clear();
try {
    console.time("setItem")
    localStorage.setItem(key, content);
    console.timeEnd("setItem")
} catch (err) {
    console.log("err code:", err.code);
    console.log("err message:", err.message)
}

image.png

产生异常，存储失败。至于更多异常详情吗，参见 localstorage_功能检测[4]：

function storageAvailable(type) {
    var storage;
    try {
        storage = window[type];
        var x = '__storage_test__';
        storage.setItem(x, x);
        storage.removeItem(x);
        return true;
    }
    catch(e) {
        return e instanceof DOMException && (
            // everything except Firefox
            e.code === 22 ||
            // Firefox
            e.code === 1014 ||
            // test name field too, because code might not be present
            // everything except Firefox
            e.name === 'QuotaExceededError' ||
            // Firefox
            e.name === 'NS_ERROR_DOM_QUOTA_REACHED') &&
            // acknowledge QuotaExceededError only if there's something already stored
            (storage && storage.length !== 0);
    }
}

答案: 占空间

键的数量，对读写的影响

我们500 * 1000键，如下

let keyCount = 500 * 1000;

localStorage.clear();
for (let i = 0; i < keyCount; i++) {
    localStorage.setItem(i, "");
}

setTimeout(() => {
    console.time("save_cost");
    localStorage.setItem("a", "1");
    console.timeEnd("save_cost");
}, 2000)


setTimeout(() => {
    console.time("read_cost");
    localStorage.getItem("a");
    console.timeEnd("read_cost");

}, 2000)

// save_cost: 0.05615234375 ms
// read_cost: 0.008056640625 ms

你单独执行保存代码：

localStorage.clear();    
console.time("save_cost");
localStorage.setItem("a", "1");
console.timeEnd("save_cost");
// save_cost: 0.033203125 ms

可以多次测试，影响肯定是有的，也仅仅是数倍，不是特别的大。

反过来，如果是保存的值表较大呢？

const charTxt = "a";
const count = 5 * 1024 * 1024  - 1
const val1 = new Array(count).fill(charTxt).join("");

setTimeout(() =>{
    localStorage.clear();
    console.time("save_cost_1");
    localStorage.setItem("a", val1);
    console.timeEnd("save_cost_1");
},1000)


setTimeout(() =>{
    localStorage.clear();
    console.time("save_cost_2");
    localStorage.setItem("a", "a");
    console.timeEnd("save_cost_2");
},1000)

// save_cost_1: 12.276123046875 ms
// save_cost_2: 0.010009765625 ms

可以多测试很多次，单次值的大小对存的性能影响非常大，读取也一样，合情合理之中。

所以尽量不要保存大的值，因为其是同步读取，纯大数据，用indexedDB就好。

答案：键的数量对读取性能有影响，但是不大。值的大小对性能影响更大，不建议保存大的数据。

写个方法统计一个localStorage已使用空间

现代浏览器的精写版本：

function sieOfLS() {
    return Object.entries(localStorage).map(v => v.join('')).join('').length;
}

测试代码：

localStorage.clear();
localStorage.setItem("", 1);
localStorage.setItem("", 1111);
console.log("size:", sieOfLS())   // 23
// *9 + 1 *5 = 2*9 + 1*5 = 23

html的协议标准

WHATWG 超文本应用程序技术工作组的localstorage[5] 协议定了localStorage的方法，属性等等，并没有明确规定其存储空间。也就导致各个浏览器的最大限制不一样。

其并不是ES的标准。

页面的utf-8编码

我们的html页面，经常会出现<meta charset="UTF-8">。告知浏览器此页面属于什么字符编码格式，下一步浏览器做好解码工作。

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>容器</title>
</head>

这和localStorage的存储没有半毛钱的关系。

localStorage扩容

localStorage的空间是 10M的字节数，一般情况是够用，可是人总是有贪欲。真达到了空间限制，怎么弄？

localStorage扩容就是一个话题。

参考资料

[1]localStorage#description: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Window/localStorage#description

[2]DOMString: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/DOMString

[3]DOMString: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/DOMString

[4]localstorage_功能检测: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Web_Storage_API/Using_the_Web_Storage_API#localstorage_%E5%8A%9F%E8%83%BD%E6%A3%80%E6%B5%8B

[5]localstorage: https://html.spec.whatwg.org/multipage/webstorage.html#dom-localstorage-dev

[6]localStorage: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Window/localStorage

localStorage 灵魂五问， 你能答上几个？