大家好，我是你们今天的主讲人，很高兴能跟大家一起聊聊JS世界里的“锁”和“事务”这两个听起来就让人头大的概念。别怕，今天咱们不搞学院派那一套，保证让你听得懂、用得上，甚至还能在面试的时候唬住面试官！
咱们今天要聊的是 Web Locks API 和 IndexedDB 的 Transactions，以及它们在构建分布式一致性模型时的角色。说白了，就是怎么保证多个浏览器窗口或者多个浏览器实例同时操作数据的时候，不会出现数据混乱的情况。
开场白：锁和事务，数据安全的左膀右臂
想象一下，你和你的小伙伴同时编辑同一份在线文档，如果没有某种机制来协调，你们很可能会互相覆盖对方的修改，导致数据丢失。这就是并发问题，而锁和事务，就是解决这类问题的利器。
- 锁 (Locks): 就像一把门锁，一次只能允许一个人进入房间（访问数据），其他人必须等待。
- 事务 (Transactions): 就像一次银行转账，要么全部成功，要么全部失败，保证数据的一致性。
第一幕：Web Locks API：轻量级的锁匠
Web Locks API 是一个比较新的API，它提供了一种简单的方式来在浏览器环境中实现互斥锁。你可以把它看作是一个轻量级的锁匠，专门负责处理页面级别的锁。
为什么需要 Web Locks API？
在单页面应用 (SPA) 中，我们经常需要在多个组件之间共享数据。如果没有适当的同步机制，可能会出现竞态条件 (race condition)，导致数据错误。Web Locks API 就可以用来解决这个问题。
Web Locks API 的基本用法
Web Locks API 主要提供了两个方法：
navigator.locks.request(name, callback): 请求一个名为name的锁。如果锁可用，callback函数会被执行。当callback函数执行完毕或者被取消时，锁会自动释放。navigator.locks.query(): 查询当前持有的锁。
代码示例：
async function processData() {
try {
await navigator.locks.request('myDataLock', async lock => {
console.log('成功获取锁！');
// 模拟耗时操作
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000));
console.log('操作完成，释放锁！');
});
console.log('锁已释放');
} catch (error) {
console.error('获取锁失败:', error);
}
}
processData();代码解释：
navigator.locks.request('myDataLock', async lock => { ... }): 我们请求一个名为myDataLock的锁。注意，这里使用了async/await，是为了让代码更易读。async lock => { ... }: 这是一个回调函数，只有当锁被成功获取时，这个函数才会被执行。lock参数是一个对象，它表示当前持有的锁。await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 2000)): 这行代码模拟了一个耗时操作，比如从服务器获取数据或者执行复杂的计算。- 当回调函数执行完毕时，锁会自动释放。
多个标签页的锁：
async function synchronizeData() {
try {
await navigator.locks.request('dataSync', async lock => {
console.log('标签页获得了数据同步锁');
// 模拟数据同步操作
await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 3000));
console.log('数据同步完成，释放锁');
});
} catch (error) {
console.error('获取数据同步锁失败:', error);
}
}
// 在多个标签页中调用 synchronizeData()
synchronizeData();注意事项：
- 锁的名称是字符串，可以自定义。
- 锁是页面级别的，意味着同一个域名下的不同页面可以共享同一个锁。
- 锁的释放是自动的，当回调函数执行完毕或者页面被关闭时，锁会被自动释放。
- Web Locks API 主要用于协调浏览器页面级别的操作，它并不能直接解决服务器端的并发问题。
第二幕：IndexedDB Transactions：数据一致性的守护者
IndexedDB 是浏览器提供的一个客户端数据库，它允许我们存储大量的结构化数据。IndexedDB 的 Transactions 是保证数据一致性的关键机制。
为什么需要 IndexedDB Transactions？
在操作数据库时，我们经常需要执行多个步骤，比如插入、更新和删除数据。如果这些步骤中的任何一个失败了，我们希望整个操作都能回滚，以保证数据的一致性。IndexedDB Transactions 就是用来实现这个目的。
IndexedDB Transactions 的基本用法
IndexedDB Transactions 主要提供了以下功能：
- 原子性 (Atomicity): 事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败。
- 一致性 (Consistency): 事务执行前后，数据库的状态必须保持一致。
- 隔离性 (Isolation): 并发执行的事务之间互不干扰。
- 持久性 (Durability): 一旦事务提交，数据就会被永久保存。
代码示例：
const dbName = 'myDatabase';
const dbVersion = 1;
let db;
// 打开数据库
const request = indexedDB.open(dbName, dbVersion);
request.onerror = (event) => {
console.error('打开数据库失败:', event.target.errorCode);
};
request.onsuccess = (event) => {
db = event.target.result;
console.log('数据库打开成功');
// 执行事务
performTransaction();
};
request.onupgradeneeded = (event) => {
db = event.target.result;
// 创建对象存储空间
const objectStore = db.createObjectStore('customers', { keyPath: 'id' });
// 定义索引
objectStore.createIndex('name', 'name', { unique: false });
objectStore.createIndex('email', 'email', { unique: true });
};
async function performTransaction() {
// 创建事务
const transaction = db.transaction(['customers'], 'readwrite');
// 获取对象存储空间
const objectStore = transaction.objectStore('customers');
// 添加数据
const customer1 = { id: 1, name: 'Alice', email: '[email protected]' };
const customer2 = { id: 2, name: 'Bob', email: '[email protected]' };
const request1 = objectStore.add(customer1);
const request2 = objectStore.add(customer2);
request1.onsuccess = () => {
console.log('成功添加 customer1');
};
request2.onsuccess = () => {
console.log('成功添加 customer2');
};
request1.onerror = (event) => {
console.error('添加 customer1 失败:', event.target.errorCode);
};
request2.onerror = (event) => {
console.error('添加 customer2 失败:', event.target.errorCode);
};
// 监听事务完成事件
transaction.oncomplete = () => {
console.log('事务完成');
};
// 监听事务失败事件
transaction.onerror = (event) => {
console.error('事务失败:', event.target.errorCode);
};
transaction.onabort = (event) => {
console.warn('事务中止:', event.target.errorCode);
};
}代码解释：
const transaction = db.transaction(['customers'], 'readwrite'): 创建一个事务，指定要操作的对象存储空间 (customers) 和事务模式 (readwrite)。const objectStore = transaction.objectStore('customers'): 获取对象存储空间的引用。objectStore.add(customer1): 向对象存储空间添加数据。transaction.oncomplete = () => { ... }: 监听事务完成事件，表示所有操作都已成功执行。transaction.onerror = () => { ... }: 监听事务失败事件，表示事务中的某个操作失败，整个事务会被回滚。
事务的模式：
IndexedDB 事务支持以下几种模式：
readonly: 只读模式，只能读取数据，不能修改数据。readwrite: 读写模式，可以读取和修改数据。versionchange: 版本变更模式，用于修改数据库的结构，比如创建或删除对象存储空间。
第三幕：Web Locks API + IndexedDB Transactions：构建分布式一致性模型
现在，我们将 Web Locks API 和 IndexedDB Transactions 结合起来，构建一个简单的分布式一致性模型。
场景：
假设我们有一个在线购物车，允许多个用户同时添加商品。为了保证数据的一致性，我们需要防止多个用户同时修改同一个购物车。
实现思路：
- 使用
Web Locks API获取一个购物车锁。 - 在获取锁之后，开启一个
IndexedDB事务，读取购物车数据。 - 将新的商品添加到购物车中。
- 提交
IndexedDB事务。 - 释放
Web Locks API锁。
代码示例：
const cartLockName = 'cartLock';
const cartDbName = 'cartDatabase';
const cartStoreName = 'cartItems';
const cartVersion = 1;
async function addToCart(productId, quantity) {
try {
await navigator.locks.request(cartLockName, async lock => {
console.log('成功获取购物车锁！');
// 打开数据库并执行事务
const db = await openCartDatabase();
const transaction = db.transaction([cartStoreName], 'readwrite');
const objectStore = transaction.objectStore(cartStoreName);
// 获取购物车数据
const getRequest = objectStore.get(productId);
getRequest.onsuccess = async (event) => {
let cartItem = event.target.result;
if (cartItem) {
// 购物车中已存在该商品，更新数量
cartItem.quantity += quantity;
} else {
// 购物车中不存在该商品，添加新商品
cartItem = { productId: productId, quantity: quantity };
}
// 更新购物车数据
const updateRequest = objectStore.put(cartItem);
updateRequest.onsuccess = () => {
console.log('成功更新购物车数据');
};
updateRequest.onerror = (event) => {
console.error('更新购物车数据失败:', event.target.errorCode);
transaction.abort(); // 中止事务
};
};
getRequest.onerror = (event) => {
console.error('获取购物车数据失败:', event.target.errorCode);
transaction.abort(); // 中止事务
};
transaction.oncomplete = () => {
console.log('购物车事务完成');
db.close();
};
transaction.onerror = (event) => {
console.error('购物车事务失败:', event.target.errorCode);
db.close();
};
transaction.onabort = (event) => {
console.warn('购物车事务中止:', event.target.errorCode);
db.close();
};
});
} catch (error) {
console.error('获取购物车锁失败:', error);
}
}
// 打开购物车数据库
async function openCartDatabase() {
return new Promise((resolve, reject) => {
const request = indexedDB.open(cartDbName, cartVersion);
request.onerror = (event) => {
console.error('打开购物车数据库失败:', event.target.errorCode);
reject(event.target.errorCode);
};
request.onsuccess = (event) => {
const db = event.target.result;
console.log('购物车数据库打开成功');
resolve(db);
};
request.onupgradeneeded = (event) => {
const db = event.target.result;
// 创建对象存储空间
const objectStore = db.createObjectStore(cartStoreName, { keyPath: 'productId' });
};
});
}
// 调用 addToCart 函数
addToCart('product123', 2);代码解释：
await navigator.locks.request(cartLockName, async lock => { ... }): 获取名为cartLockName的购物车锁。const db = await openCartDatabase(): 打开购物车数据库。const transaction = db.transaction([cartStoreName], 'readwrite'): 创建一个读写模式的事务，用于操作购物车数据。const getRequest = objectStore.get(productId): 从对象存储空间中获取指定商品的信息。- 根据商品是否存在，更新或添加购物车数据。
- 提交事务，并释放锁。
分布式一致性模型：
在这个例子中，Web Locks API 保证了同一时刻只有一个用户可以修改购物车数据，而 IndexedDB Transactions 保证了购物车数据的原子性和一致性。这样，我们就构建了一个简单的分布式一致性模型。
第四幕：进阶讨论：更复杂的场景
上面的例子只是一个简单的示例。在实际应用中，我们可能会遇到更复杂的场景，比如：
- 多个对象存储空间： 如果我们需要操作多个对象存储空间，可以将它们添加到同一个事务中。
- 嵌套事务：
IndexedDB不支持嵌套事务。 - 锁的粒度： 我们可以根据实际需求，调整锁的粒度。比如，我们可以为每个商品创建一个锁，而不是为整个购物车创建一个锁。
表格总结：Web Locks API vs IndexedDB Transactions
| 特性 | Web Locks API | IndexedDB Transactions |
|---|---|---|
| 作用 | 实现互斥锁，防止并发访问 | 保证数据的一致性，实现原子性、一致性、隔离性和持久性 |
| 范围 | 页面级别 | 数据库级别 |
| 粒度 | 可自定义锁的名称，控制锁的粒度 | 对象存储空间级别 |
| 适用场景 | 协调页面级别的操作，防止竞态条件 | 保证数据库操作的原子性和一致性 |
| 是否支持嵌套 | 不支持 | 不支持 |
| 释放方式 | 自动释放（回调函数执行完毕或页面关闭） | 手动提交或回滚 |
总结：
Web Locks API 和 IndexedDB Transactions 是构建分布式一致性模型的两个重要工具。Web Locks API 用于协调页面级别的操作，防止并发访问，而 IndexedDB Transactions 用于保证数据库操作的原子性和一致性。通过将它们结合起来，我们可以构建更健壮、更可靠的Web应用程序。
希望今天的讲座对你有所帮助！记住，理解这些概念的关键在于实践，多写代码，多尝试，你就会发现它们并没有想象中那么可怕。下次见！