JavaScript内核与高级编程之：`FileSystem API`：如何在浏览器中进行文件系统的沙箱操作。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

大家好，欢迎来到今天的JavaScript内核与高级编程讲座！

今天我们要聊的是一个有点神秘，但又非常实用的东西：FileSystem API。想象一下，你的浏览器里有一个小型的文件系统，你可以读写文件，创建目录，而且不用担心把用户电脑上的文件搞乱。是不是感觉很酷？这就是FileSystem API的魅力所在，它提供了一个在浏览器沙箱环境中操作文件系统的能力。

一、什么是FileSystem API？

简单来说，FileSystem API允许Web应用访问用户的本地文件系统，但请注意，这个访问是被严格限制在沙箱环境中的。这意味着你只能访问浏览器分配给你的那一小块空间，不能随意浏览用户的整个硬盘。

想象一下，浏览器就像一个超级豪华公寓楼，每个Web应用都分配到一个独立的房间（沙箱）。你可以随意布置你的房间，但不能跑到别人的房间里瞎逛，更不能拆掉楼的主体结构。FileSystem API就是你房间里的那些工具，让你可以在自己的房间里整理文件。

二、为什么要用FileSystem API？

你可能会问，现在已经有很多种方式可以在浏览器中处理文件了，比如input type="file"、FileReader等等，为什么还需要FileSystem API呢？

更大的灵活性： FileSystem API允许你创建、读取、写入和删除文件和目录，而不仅仅是读取用户选择的文件。
更好的性能： 对于大型文件的处理，FileSystem API通常比其他方式更有效率，因为它可以直接操作文件块。
离线支持： 你可以将数据存储在文件系统中，以便在离线状态下访问。
更接近原生应用的体验： FileSystem API可以让你开发出更像原生应用的Web应用。

三、 FileSystem API的兼容性

虽然FileSystem API功能强大，但它的兼容性是一个问题。目前，只有基于Chromium的浏览器（Chrome, Edge）支持FileSystem API，并且需要通过实验性特性开启。这意味着，你的代码可能需要在不同的浏览器上进行兼容性处理。

四、如何使用FileSystem API？

接下来，我们就来一步一步地学习如何使用FileSystem API。

1. 请求文件系统

首先，你需要请求一个文件系统。这可以通过webkitRequestFileSystem函数来实现。

window.webkitRequestFileSystem(
  window.PERSISTENT, // 或者 window.TEMPORARY
  1024 * 1024, // 1MB，请求的文件系统大小
  function(fs) { // 成功回调函数
    console.log('文件系统已创建:', fs);
    // 在这里进行文件操作
    fileSystem = fs; // 将文件系统对象保存在全局变量中
  },
  function(error) { // 失败回调函数
    console.error('创建文件系统失败:', error);
  }
);

var fileSystem; //声明全局变量来存储文件系统对象

window.PERSISTENT：表示持久存储，数据会一直保留，直到用户手动清除。
window.TEMPORARY：表示临时存储，数据可能会被浏览器自动清除。
1024 * 1024：表示请求的存储空间大小，单位是字节。

2. 创建文件和目录

有了文件系统之后，就可以创建文件和目录了。

function createFile(fileName, callback) {
  fileSystem.root.getFile(
    fileName,
    { create: true, exclusive: false },
    function(fileEntry) {
      console.log('文件已创建:', fileEntry.name);
      callback(fileEntry);
    },
    function(error) {
      console.error('创建文件失败:', error);
    }
  );
}

function createDirectory(dirName, callback) {
  fileSystem.root.getDirectory(
    dirName,
    { create: true, exclusive: false },
    function(dirEntry) {
      console.log('目录已创建:', dirEntry.name);
      callback(dirEntry);
    },
    function(error) {
      console.error('创建目录失败:', error);
    }
  );
}

// 使用示例
createFile('myFile.txt', function(fileEntry) {
  console.log('文件路径:', fileEntry.fullPath);
});

createDirectory('myDir', function(dirEntry) {
  console.log('目录路径:', dirEntry.fullPath);
});

getFile：用于创建或获取文件。
getDirectory：用于创建或获取目录。
create: true：表示如果文件或目录不存在，则创建它。
exclusive: false：表示如果文件或目录已经存在，则不会报错。

3. 写入文件

创建文件之后，就可以向文件中写入数据了。

function writeFile(fileEntry, data, callback) {
  fileEntry.createWriter(
    function(fileWriter) {
      fileWriter.onwriteend = function(e) {
        console.log('文件写入成功');
        callback();
      };

      fileWriter.onerror = function(e) {
        console.error('文件写入失败:', e);
      };

      // 创建一个Blob对象，用于存储数据
      var blob = new Blob([data], { type: 'text/plain' });

      fileWriter.truncate(0); // 先清空文件
      fileWriter.seek(0);
      fileWriter.write(blob); // 写入数据
    },
    function(error) {
      console.error('创建文件写入器失败:', error);
    }
  );
}

// 使用示例
createFile('myFile.txt', function(fileEntry) {
  writeFile(fileEntry, 'Hello, FileSystem API!', function() {
    console.log('文件写入完成');
  });
});

createWriter：用于创建一个文件写入器。
Blob：用于存储二进制数据。
truncate(0)：用于清空文件内容。
seek(0)：将文件指针移动到文件开头。
write(blob)：将数据写入文件。

4. 读取文件

写入文件之后，就可以从文件中读取数据了。

function readFile(fileEntry, callback) {
  fileEntry.file(
    function(file) {
      var reader = new FileReader();

      reader.onloadend = function(e) {
        console.log('文件读取成功:', this.result);
        callback(this.result);
      };

      reader.onerror = function(e) {
        console.error('文件读取失败:', e);
      };

      reader.readAsText(file); // 读取文件内容为文本
    },
    function(error) {
      console.error('获取文件对象失败:', error);
    }
  );
}

// 使用示例
createFile('myFile.txt', function(fileEntry) {
  writeFile(fileEntry, 'Hello, FileSystem API!', function() {
    readFile(fileEntry, function(content) {
      console.log('文件内容:', content);
    });
  });
});

file()：用于获取文件对象。
FileReader：用于读取文件内容。
readAsText()：用于读取文件内容为文本。

5. 删除文件和目录

如果不需要文件或目录了，可以删除它们。

function deleteFile(fileEntry, callback) {
  fileEntry.remove(
    function() {
      console.log('文件已删除');
      callback();
    },
    function(error) {
      console.error('删除文件失败:', error);
    }
  );
}

function deleteDirectory(dirEntry, callback) {
  dirEntry.removeRecursively(
    function() {
      console.log('目录已删除');
      callback();
    },
    function(error) {
      console.error('删除目录失败:', error);
    }
  );
}

// 使用示例
createFile('myFile.txt', function(fileEntry) {
  deleteFile(fileEntry, function() {
    console.log('文件删除完成');
  });
});

createDirectory('myDir', function(dirEntry) {
  deleteDirectory(dirEntry, function() {
    console.log('目录删除完成');
  });
});

remove()：用于删除文件。
removeRecursively()：用于删除目录及其所有内容。

6. 遍历目录

如果你想查看目录下的所有文件和子目录，可以使用DirectoryReader。

function listDirectory(dirEntry, callback) {
  var dirReader = dirEntry.createReader();
  var entries = [];

  var readEntries = function() {
    dirReader.readEntries(
      function(results) {
        if (!results.length) {
          callback(entries);
        } else {
          entries = entries.concat(Array.prototype.slice.call(results, 0));
          readEntries();
        }
      },
      function(error) {
        console.error('读取目录条目失败:', error);
      }
    );
  };

  readEntries();
}

// 使用示例
createDirectory('myDir', function(dirEntry) {
  createFile('myDir/file1.txt', function() {});
  createFile('myDir/file2.txt', function() {});
  createDirectory('myDir/subdir', function() {});

  listDirectory(dirEntry, function(entries) {
    console.log('目录内容:');
    for (var i = 0; i < entries.length; i++) {
      var entry = entries[i];
      console.log(entry.name, entry.isFile ? '(File)' : '(Directory)');
    }
  });
});

createReader()：用于创建一个目录读取器。
readEntries()：用于读取目录下的所有条目。

五、错误处理

在使用FileSystem API时，可能会遇到各种错误。因此，进行适当的错误处理非常重要。

以下是一些常见的错误代码：

错误代码	描述
NOT_FOUND_ERR	文件或目录不存在。
SECURITY_ERR	没有权限访问文件或目录。
QUOTA_EXCEEDED_ERR	超出了文件系统的存储空间限制。
TYPE_MISMATCH_ERR	试图将文件当作目录，或者将目录当作文件。
INVALID_STATE_ERR	尝试在不允许的状态下进行操作，例如在文件写入器未准备好时写入数据。

在错误处理函数中，你可以根据错误代码采取不同的措施，例如提示用户，重新尝试操作，或者放弃操作。

六、安全性考虑

FileSystem API的设计考虑了安全性，因此它具有以下限制：

沙箱环境： Web应用只能访问浏览器分配给它的那一小块空间。
同源策略： 只能访问与Web应用同源的文件。
用户许可： 持久存储需要用户许可。

尽管如此，仍然需要注意以下安全问题：

防止跨站脚本攻击（XSS）： 避免将用户输入直接写入文件，以防止XSS攻击。
验证用户输入： 对用户输入进行验证，以防止恶意代码注入。
限制文件大小： 限制文件大小，以防止拒绝服务攻击（DoS）。

七、总结

FileSystem API是一个强大的工具，可以让你在浏览器中进行文件系统的沙箱操作。虽然它的兼容性有限，但如果你需要更大的灵活性、更好的性能或离线支持，它仍然是一个不错的选择。

我们来总结一下今天讲座的主要内容：

FileSystem API允许Web应用访问用户的本地文件系统，但被限制在沙箱环境中。
可以使用webkitRequestFileSystem函数请求文件系统。
可以使用getFile和getDirectory函数创建文件和目录。
可以使用createWriter函数向文件中写入数据。
可以使用file()和FileReader函数从文件中读取数据。
可以使用remove()和removeRecursively()函数删除文件和目录。
可以使用DirectoryReader遍历目录。
需要进行适当的错误处理和安全性考虑。

希望今天的讲座能够帮助你更好地理解和使用FileSystem API。记住，实践是最好的老师。尝试编写一些简单的示例代码，亲身体验FileSystem API的强大功能吧！

下次再见！

大家好，欢迎来到今天的JavaScript内核与高级编程讲座！

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