JS `Deno` `KV` (Key-Value) 存储：跨平台持久化数据

好的，各位观众老爷们，今天咱们来聊聊 Deno KV 存储，这玩意儿就像你家冰箱，啥都能往里塞，而且保鲜持久！

Deno KV：你的数据瑞士军刀

Deno KV 是一种内置于 Deno 运行时环境中的键值存储。你可以把它想象成一个超级灵活的数据库，专门为现代 Web 开发量身定制。它最大的特点是：

跨平台： 无论你是 Windows、macOS 还是 Linux，Deno KV 都能跑得飞起。
持久化： 数据不会因为你关机就消失，除非你手动删除。
事务支持： 保证你的数据操作要么全成功，要么全失败，不会出现中间状态。
原子操作： 像 get, set, delete, atomic，都是保证原子性的，并发场景也不怕。
简单易用： API 设计简洁明了，上手贼快。
内置于 Deno： 无需额外安装任何东西，直接开箱即用。

为什么选择 Deno KV？

你可能会问，市面上数据库那么多，我为啥要用 Deno KV？原因很简单：

轻量级： 对于小型项目或者原型设计，Deno KV 足够满足你的需求，而且无需引入复杂的数据库依赖。
快速开发： 内置于 Deno，省去了配置和部署数据库的麻烦，让你专注于业务逻辑。
边缘计算友好： Deno KV 非常适合在边缘环境中运行，例如 Deno Deploy。
成本效益： 对于某些场景，Deno KV 可以替代传统的数据库，降低成本。

Deno KV 的基本概念

在深入代码之前，我们先了解几个 Deno KV 的基本概念：

KV： 就是 Key-Value 的缩写，键值对存储。
Key： 键，用于唯一标识存储的数据。可以是字符串、数字、数组等等。
Value： 值，你要存储的实际数据。可以是任何 JavaScript 对象。
Atomic 操作: 一系列操作，要么全部成功，要么全部失败。

Deno KV 的使用方法

打开 KV 数据库

首先，你需要打开一个 KV 数据库。你可以指定数据库的路径，也可以使用默认路径。
```
const kv = await Deno.openKv("./my_database.db"); // 指定数据库路径
// const kv = await Deno.openKv(); // 使用默认数据库路径
```
如果指定的数据库文件不存在，Deno KV 会自动创建。
存储数据 (set)

使用 kv.set() 方法来存储数据。你需要提供一个键和一个值。
```
await kv.set(["user", "123"], { name: "张三", age: 30 });
await kv.set(["product", "456"], { name: "iPhone 15", price: 8999 });
```
这里的键是一个字符串数组，你可以根据你的数据结构来设计键的结构。例如，["user", "123"] 表示用户 ID 为 123 的用户信息。

获取数据 (get)

使用 kv.get() 方法来获取数据。你需要提供一个键。

const user = await kv.get(["user", "123"]);
console.log(user.value); // 输出：{ name: "张三", age: 30 }

const product = await kv.get(["product", "456"]);
console.log(product.value); // 输出：{ name: "iPhone 15", price: 8999 }

kv.get() 方法返回一个对象，包含 value 属性，表示获取到的数据。如果键不存在，value 属性为 null。

删除数据 (delete)

使用 kv.delete() 方法来删除数据。你需要提供一个键。
```
await kv.delete(["user", "123"]);
```
删除后，再次获取该键的数据，会返回 null。
列出数据 (list)

使用 kv.list() 方法来列出数据。你可以指定一个键的前缀，来过滤数据。
```
const users = kv.list({ prefix: ["user"] });

for await (const entry of users) {
  console.log(entry.key, entry.value);
}
```
kv.list() 方法返回一个异步迭代器，你可以使用 for await...of 循环来遍历数据。

Atomic 操作

Deno KV 提供了 atomic() 方法来执行原子操作。原子操作可以保证一系列操作要么全部成功，要么全部失败。

const queueKey = ["queue"];

async function enqueue(value: any) {
  await kv.atomic()
    .push(queueKey, value)
    .commit();
}

async function dequeue(): Promise<any | null> {
  let result: { ok: boolean; value: any } | null = null;
  try {
    result = await kv.atomic()
      .mutate({ key: queueKey, fn: (x) => x.value ? [x.value.shift(), x.value] : [null, []] })
      .commit();
  } catch (e) {
    console.error(e);
    return null;
  }
  return result?.value ?? null;
}

await enqueue("Task 1");
await enqueue("Task 2");

const task1 = await dequeue();
console.log("Dequeued task:", task1); // 输出：Dequeued task: Task 1

const task2 = await dequeue();
console.log("Dequeued task:", task2); // 输出：Dequeued task: Task 2

在这个例子中，enqueue 函数将一个值添加到队列中，dequeue 函数从队列中取出一个值。这两个函数都使用了 atomic() 方法来保证操作的原子性。 mutate 函数允许你对特定的key进行函数处理，比如上面的例子就是将数组的第一个元素取出来，并将数组更新为剩余元素。

Deno KV 的高级用法

除了基本操作之外，Deno KV 还提供了一些高级用法，例如：

索引： 可以为数据创建索引，加快查询速度。
版本控制： 可以跟踪数据的版本历史，方便回滚。
乐观锁： 可以防止并发修改数据时出现冲突。

Deno KV 的应用场景

Deno KV 可以应用于各种场景，例如：

缓存： 缓存 API 响应或者计算结果，提高性能。
会话管理： 存储用户会话信息。
任务队列： 存储待处理的任务。
计数器： 存储访问量或者点赞数。
配置管理： 存储应用程序的配置信息。

Deno KV 的代码示例

下面是一个更完整的 Deno KV 代码示例，演示了如何使用 Deno KV 来管理用户数据：

// 打开 KV 数据库
const kv = await Deno.openKv("./users.db");

// 定义用户类型
interface User {
  id: string;
  name: string;
  email: string;
  age: number;
}

// 创建用户
async function createUser(user: User) {
  await kv.set(["users", user.id], user);
}

// 获取用户
async function getUser(id: string): Promise<User | null> {
  const result = await kv.get(["users", id]);
  return result.value as User | null;
}

// 更新用户
async function updateUser(user: User) {
  await kv.set(["users", user.id], user);
}

// 删除用户
async function deleteUser(id: string) {
  await kv.delete(["users", id]);
}

// 列出所有用户
async function listUsers(): Promise<User[]> {
  const users: User[] = [];
  const entries = kv.list({ prefix: ["users"] });
  for await (const entry of entries) {
    users.push(entry.value as User);
  }
  return users;
}

// 示例用法
async function main() {
  // 创建用户
  const user1: User = {
    id: "1",
    name: "张三",
    email: "[email protected]",
    age: 30,
  };
  await createUser(user1);

  const user2: User = {
    id: "2",
    name: "李四",
    email: "[email protected]",
    age: 25,
  };
  await createUser(user2);

  // 获取用户
  const retrievedUser = await getUser("1");
  console.log("Retrieved user:", retrievedUser);

  // 列出所有用户
  const allUsers = await listUsers();
  console.log("All users:", allUsers);

  // 更新用户
  if (retrievedUser) {
    retrievedUser.age = 31;
    await updateUser(retrievedUser);
  }

  // 再次获取用户
  const updatedUser = await getUser("1");
  console.log("Updated user:", updatedUser);

  // 删除用户
  await deleteUser("2");

  // 再次列出所有用户
  const remainingUsers = await listUsers();
  console.log("Remaining users:", remainingUsers);

  // 关闭 KV 数据库
  kv.close();
}

main();

Deno KV 的最佳实践

合理设计键的结构： 键的结构应该能够反映数据的组织方式，方便查询和管理。
避免存储过大的值： 过大的值会影响性能，建议将大对象拆分成小对象存储。
使用事务： 对于需要保证原子性的操作，务必使用事务。
定期备份数据： 定期备份数据，防止数据丢失。
监控性能： 监控 Deno KV 的性能，及时发现并解决问题。
考虑数据一致性： 默认情况下Deno KV提供最终一致性。如果你需要更强的一致性保证，则需要进行额外的设计。

Deno KV vs. 传统数据库

特性	Deno KV	传统数据库 (例如 PostgreSQL, MySQL)
适用场景	小型项目、原型设计、缓存、会话管理等	大型项目、复杂数据关系、需要 ACID 事务等
复杂性	简单易用	复杂，需要配置和管理
性能	读写速度快，适合高并发场景	性能取决于配置和优化
数据模型	键值对	关系型
事务支持	支持原子操作，但可能不具备完整的 ACID 特性	支持完整的 ACID 事务
部署	内置于 Deno，无需额外部署	需要单独部署和管理
成本	较低	较高

Deno KV 的未来展望

Deno KV 还在不断发展和完善中。未来，它可能会支持更多的功能，例如：

更强大的查询能力： 支持更复杂的查询条件，例如范围查询、模糊查询等。
更灵活的索引： 支持自定义索引，提高查询性能。
更好的数据同步： 支持数据同步到云端，实现数据备份和恢复。
更完善的监控： 提供更完善的监控指标，方便监控 Deno KV 的性能。

总结

Deno KV 是一种简单易用、跨平台、持久化的键值存储，非常适合用于小型项目、原型设计、缓存、会话管理等场景。虽然它不如传统数据库强大，但它足够轻量级、快速开发，并且内置于 Deno，无需额外安装任何东西。

希望今天的讲座能够帮助你更好地了解 Deno KV，并在你的项目中应用它。记住，选择合适的工具取决于你的具体需求，Deno KV 可能是你工具箱里的一把瑞士军刀！

最后，祝大家编程愉快，Bug 远离！下次再见！

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