Fragen zu HTML5 & Co beantwortet 9 - Leerzeichen, Canvas-Resizing, Slashes, Fullscreen-Video unter iOS

Veröffentlicht am 26. März 2013

Ich bin zwar kein Doktor und draußen ist auch gerade alles andere als Sommer, aber Fragen beantworte ich trotzdem gern. Bevorzugt solche zu HTML5, CSS3, JavaScript und anderen Themen rund um Webentwicklung. Die folgenden vier Fragen sind alle in den letzten Wochen via Twitter und E-Mail an mich herangetragen worden, was genau die beiden Kanäle sind, über die ich auch euch gerne die Fragen beantworte, die euch unter den Nägeln brennen. Einfach anschreiben!

Leerzeichen bei mobiler Datenverbindung verschwunden?

In mobilen Browsern (Verbindung über EDGE/3G/LTE) werden manchmal Leerzeichen aus meiner Webseite entfernt. Weißt du etwas darüber? Ist das vielleicht eine Art von Kompression?

Ohne es konkret testen zu können ist eine Antwort schwer, aber es kann durchaus sein, dass Mobilfunkanbieter das HTML einer Seite komprimieren, um hier und da ein paar Bytes zu sparen. Es ist jedenfalls nicht unüblich, dass die Provider in auszulieferndes Markup eingreifen. Besonders problematisch wird das Ganze, wenn, wie im verlinkten Artikel beschrieben, der Inhalt verändert wird, aber auch wenn „nur“ komprimiert (d.h. Whitespace zwischen Tags entfernt) wird, kann es durchaus zu sichtbaren Veränderungen in der Seite kommen, denn egal ist solcher Whitespace bei HTML nicht. Vergleichen wir doch mal:

<!doctype html>
<meta charset="utf-8">
<title>Whitespace ist wichtig</title>


<h1>Mit Whitespace</h1>
<p>
    <span>Test</span>
    <span>Test</span>
    <span>Test</span>
</p>


<h1>Ohne Whitespace</h1>
<p><span>Test</span><span>Test</span><span>Test</span></p>

Der Unterschied zwischen den beiden Absätzen ist an im gerenderten Endergebnis sichtbar und kommt daher, dass die Leerzeichen und Zeilenumbrüche zu zusätzlichen Textknoten zwischen den Elementen führen. Man beachte die childNodes-Eigenschaft im DOM:

Unterschiedliches DOM je nach Leerzeichen-Einsatz

Streicht ein übereifrig optimierender Mobildatendienstleister diese Leerzeichen weg, hat man natürlich plötzlich ein ganz anderes DOM und das kann ein handfestes Problem werden. Schnelle Abhilfe schafft möglicherweise die Codierung von Leerzeichen als Entity (&#32;) an kritischen Stellen.

Bilder und Videos per Canvas verkleinern

Vielen Dank für das Tutorial! Eine Frage hätte ich allerdings: was müsste ich machen, um das Video oder das Bild in eine kleine Canvas zu skalieren, also z.B. statt 400×300 in ein 40×30, wenn die Originaldatei aber 400×300 hat?

Das ist zum Glück ganz einfach. Die drawImage-Methode kann man nicht nur mit zwei Parametern (Bild, X-Koordinate, Y-Koordinate) aufrufen, sondern auch mit vier oder acht. Die beiden zusätzlichen Parametern bestimmen dann die Höhe und Breite des gemalten Bildes und wenn die Quelle andere Maße hat, wird sie automatisch gestreckt oder verkleinert. Außerdem kann man auch nur einen Ausschnitt aus der Quelle verwenden. Ein Bild sagt mehr als tausend Worte; der Aufruf context.drawImage(image, sx, sy, sw, sh, dx, dy, dw, dh) bedeutet:

sy, sx, sw und sh definieren den zu zeichnenden Ausschnitt der Quelle, der dann an die Koordinaten dx/dy mit den Maßen dw*dh gezeichnet wird

Leider wird diese Technik noch viel zu selten genutzt. Warum zum Beispiel sollte man bei Bilduploads eine viel zu große Datei hochladen, nur um sie dann auf dem Server von einem PHP-Script kleinrechnen zu lassen? Das kann man dank HTML5 viel besser auf dem Client erledigen.

End-Slashes für Leer-Elemente

Hallo, ich beobachte, dass häufig ein End-Slash im IMG-Tag gesetzt wird (<img />). Bisher funktionieren auch die alten Tags ohne „/“. Kann es sein, dass der End-Slash zukünftig zwingend geschrieben werden muss? Und wenn ja, ab wann?

Nein, dieser schließende Slash wird voraussichtlich nie auf breiter Front Pflicht werden. Der Slash rührt daher, dass das W3C zwischenzeitlich mal plante, HTML auf XML-Basis neu aufzustellen – XHTML sollte der neue Standard werden. Dort wäre dann schließende Slash für Elemente wie <img> Pflicht geworden. Diese XML-Umstellung hat aber aus einer ganzen Reihe von Gründen nicht so recht funktioniert und heute (d.h. in HTML5) ist der Slash damit wieder optional. Die HTML5-Parser in modernen Browsern werden durch ihn nicht gestört, benötigen ihn aber auch nicht. Es ist buchstäblich völlig egal ob man ihn verwendet oder nicht.

Es existiert zwar auch XHTML5, wo der Slash Pflicht wäre, aber wegen vieler vieler Problem damit (u.A. funktioniert es nicht im Internet Explorer 6, 7 und 8) ist die Verwendung von XHTML5 nicht zu empfehlen. Man nur Nachteile, keine Vorteile.

Inline-Video mit HTML5 auf dem iPhone

Gibt es irgendwie die Möglichkeit, mit HTML5 eingebundene Videos auf dem iPhone inline d.h. ohne automatischen Fullscreen darzustellen?

Zunächst sollten wir festhalten, dass sich das iPhone nicht direkt unkorrekt verhält, wenn es Videos ausschließlich im Vollbild abspielt. Die in den Spezifikationen festgeschriebenen Regeln lassen sich mit geringem Aufwand so weit dehnen, dass dieses Verhalten standardkonform erscheint. Zitat:

User agents may allow users to view the video content in manners more suitable to the user (e.g. full-screen or in an independent resizable window). As for the other user interface features, controls to enable this should not interfere with the page's normal rendering unless the user agent is exposing a user interface. In such an independent context, however, user agents may make full user interfaces visible, with, e.g., play, pause, seeking, and volume controls, even if the controls attribute is absent.

Wenn der Browser ein Interface mit Steuerungselementen für das Video anzeigt, darf er das im Fullscreen-Modus machen. Und wenn der Browser im Fullscreen-Modus ein Video anzeigt, soll er dort auch ein Interface mit Steuerungselemente anzeigen, selbst wenn das dafür normalerweise nötige controls-Attribut auf dem Video-Element gar nicht gesetzt ist. Und so startet iOS auf iPhone und iPod Touch jedes Video im Vollbild, da es schließlich ein Steuerungsinterface zeigt, das es auch in Abwesenheit des controls-Attributs anzeigen darf, da das im Vollbild passiert. Richtig falsch ist das also nicht.

Kann man denn etwas dagegen tun? Leider nicht. Es gibt zwar das proprietäre HTML-Attribut webkit-playsinline, aber das scheint nur für native Apps mit UIWebViews gedacht zu sein und funktioniert nicht auf iPhones und dem iPod Touch.

Weitere Fragen?

Eure Fragen zu HTML5, JavaScript und anderen Webtechnologien beantworte ich gerne! Einfach eine E-Mail schreiben oder Twitter bemühen und ein bisschen Geduld mit der Antwort haben. Ansonsten kann man mich natürlich auch mieten!

Über die verschiedenen Zukunftsprognosen für eine Welt ohne Presto

Veröffentlicht am 14. Februar 2013

Wie den wenigsten Webdesignern und -entwicklern entgangen sein dürfte, hat Opera angekündigt, in all ihren Produkten die hauseigene Presto-Engine gegen Webkit auszutauschen. So richtig habe ich die Gründe aus den entsprechenden Blogposts nicht herauslesen können, aber die wohl (für Nicht-Opera-Mitarbeiter) auch nicht so wichtig ist, wie die web-weiten Folgen dieses Schritts. An Prognosen hierüber herrscht kein Mangel – von goldener Zukunft bis hin zum Untergang der Webstandards lässt sich so ziemlich jede Aussage im Web finden. Eine besonders schöne Fundgrube stellt Hacker News dar. Ich habe zur Zeit noch keine fertige Meinung zu dieser Angelegenheit und möchte mich an dieser Stelle darauf beschränken, ein paar meiner Meinung nach leicht abenteuerliche Vorstellungen über die Folgen der Webkit-Entscheidung zu besprechen.

Alles wird besser! Auf dem Holzweg sind meines Erachtens vor allem jene, die glauben, dass es Entwicklern mit einer Engine weniger einfacher fallen wird, Web-Frontends zu bauen. Zum einen haben viele nicht ganz so professionelle Entwickler Opera ob seines eher geringen Marktanteils ohnehin völlig ignoriert. Alle, die ihre Werke auch in Opera getestet haben, werden gemerkt haben, dass dieser Browser sich seit jeher sehr standardkonform verhielt und selten die ganz großen Probleme machte (und wenn, dann hat selbst ein mittelschwerer Darstellungsfehler aufgrund des geringen Marktanteils wohl kaum fatale Auswirkungen auf das Gesamtprojekt gehabt). Und vor allem: um zu behaupten, dass es zwischen Browsern, die eine gemeinsame Engine haben, keine großen Unterschiede gibt, muss man die diversen Mobile-Browser ignorieren. Die verwenden zwar fast alle Webkit als Engine, aber in so unterschiedlichen Versionen und Zusammensetzungen mit anderen Komponenten, dass man davon als Webentwickler nicht wirklich viel merkt.

Das Ende ist nah! Die Apokalyptiker-Fraktion sieht hingegen eine neue Browsermonokultur unmittelbar vor der Tür stehen. Das ist, Stand heute (mit neben Webkit noch Gecko und Trident als relevanten Browserengines), natürlich noch längst nicht der Fall. Allerdings kann man das Ende von Presto schon als Wegfall eines Glieds aus der Monokultur-Abwehrkette interpretieren. Immerhin reicht es jetzt, wenn entweder Mozilla oder Microsoft aus dem Browsermarkt ausscheiden oder selbst zu Webkit wechselt, denn das dann bestehende Engine-Duopol könnte sich aufgrund des Übergewichts der Webkit-Browser als instabil erweisen. Aber selbst dann ist nicht gesagt, dass das Web im Innovationsstillstand versackt – die Konkurrenz durch die nativen Plattformen könnte das verhindern. Die Frage ist natürlich, wie der weitere Fortschritt dann aussehen könnte, was uns direkt zu Prognose Nummer drei bringt …

Gut für Webstandards! Manche sagen auch, weniger Engines seien besser für die Entwicklung und Durchsetzung von Standards. Ich weiß nicht so recht. Wenn man der Presto-Engine etwas nicht vorwerfen kann, dann sind das gewohnheitsmäßige Standards-Abweichungen. An dieser Front war Opera sicher nie das größte Problem. Andersherum könnte durchaus ein Schuh draus werden, denn Webstandards richten sich oft nach den Implementierungen – was in allen Browsern vorhanden ist, und sei es noch so größer Käse, wird früher oder später Standard. So war es zum Beispiel mit <center> oder der grausligen Drag & Drop-API. Mit nun einer Engine weniger fällt es vielleicht etwas leichter, Fakten zu schaffen, die dann in einem Standard münden. Das kann man durchaus gut finden weil es schneller gemeinsame APIs produziert, andererseits ist ein hohes Tempo ein Risiko für die Qualität dieser gemeinsamen Features. Allerdings hat Opera nun auch nicht all seine Entwickler entlassen, sondern lässt diese jetzt an Webkit mitbasteln, d.h. die Stimmen der Vernünftigen, die einst für Presto sprachen und programmierten, sind weiterhin zu hören. Ob das reicht wird man sehen.

Ich selbst habe, wie eingangs erwähnt, noch keine fertige Meinung zu diesem Schritt von Opera. Zu bejubeln finde ich nichts, aber die auch den unmittelbaren Weltuntergang vermag ich nicht festzustellen. Klar, im Prinzip sind das WWW der Webkit-Hegemonie einen Schritt näher gekommen, aber dass demnächst wirklich Mozilla und/oder Microsoft zumachen, fällt mir schwer zu glauben. Und beide haben einen ganz gesunden Marktanteil und können mit jeder Version steten Fortschritt vermelden. Selbst was die Entwicklung von Standards angeht, muss sich erst mal zeigen ob sich überhaupt etwas ändert. Das halte ich zwar noch am wahrscheinlichsten (jedenfalls wahrscheinlicher als eine Browser-Einheitsfront) aber wie genau sich das auswirkt, ist reine Spekulation.

Mein Fazit: Interessante Entwicklung, aber (noch) kein Grund die Gelassenheit zu verlieren.

Indexed DB, die neue HTML5-Datenbank im Browser. Teil 2: Browsermacken, Tools und Polyfills

Veröffentlicht am 24. Januar 2013

Logo für HTML5 Offline-Technologien

Nachdem wir in Teil 1 dieses Artikels die wichtigsten Parts der Indexed Database API kennen gelernt haben und auch erfahren haben, dass dieses Feature bisher nur in Chrome, Firefox und IE 10 zu finden ist, stellt sich die übliche HTML5-Fragen: kann man das Ganze überhaupt benutzen? Ja, man kann. Für die Browser ohne Unterstützung für Indexed DB gibt es gute Polyfills und die wenigen Macken, die die vorhandenen Implementierungen haben, lassen sich recht einfach ausmerzen. Ein wenig problematischer ist der noch herrschende Mangel an Tools und Libraries. Aber alles der Reihe nach …

Polyfill(s) für Safari, Opera und andere

Opera und Safari inklusive Mobile-Varianten unterstützen die Indexed Database API nicht. Was sie allerdings unterstützen, ist Web SQL, dieser aufgegebene Nun-doch-nicht-Standard für relationale Datenbanken im Browser. Es ist dann ziemlich naheliegend, einen Polyfill zu bauen, der die Funktionalität von Indexed DB mittels Web SQL herstellt, was IndexedDBShim.js in gewohnt unkomplizierter Manier macht:

<script src="IndexedDBShim.js"></script>

Mit dieser Zeile Code im HTML läuft die Datenspeicherung dann auch in Opera, Safari, iOS, alten Android-Versionen und auch sonst fast allen Browsern, die zwar Web SQL unterstützen, denen es aber an Indexed DB gebricht.

Es gibt neben IndexedDBShim.js noch einen alternativen Polyfill aus der Feder Facebooks, den ich allerdings nicht getestet habe.

Härtefall 1: Android-Browser

Im Standard-Android-Browser (nicht mobile Chrome) ab Version 4 ist Indexed DB implementiert. Dummerweise basiert diese Implementierung aber auf einer älteren, nicht mit anderen Browsern kompatiblen Version der Spezifikationen. Der bequemste Ausweg aus diesem Problemchen ist, den Polyfill statt der nativen, aber fossilen Implementierung zu verwenden, denn Web SQL macht Android sehr viel richtiger als Indexed DB.

Ob eine Implementierung von Indexed DB veraltet ist, lässt sich am Vorhandensein von window.IDBVersionChangeEvent ablesen. Diese Variable wird nur von der aktuellen Version der Spezifikation beschrieben; ein Browser, der sie nicht hat, hat entweder gar keine Indexed DB oder eine alte Version. Der Rest ist dann ganz einfach:

// Keine (aktuelle) Implementierung von Indexed DB vorhanden?
var requireShim = typeof window.IDBVersionChangeEvent == 'undefined';

// WebSQL vorhanden?
var supportsWebSql = typeof window.openDatabase != 'undefined';

if(requireShim && supportsWebSql){
  window.shimIndexedDB.__useShim(); // Verwendung des Polyfills erwzingen
}

Damit sind Android-Browser und auch alle anderen Fossilien, die eine alte Variante von Indexed DB mit sich herumschleppen, bedient.

Härtefall 2: Tools

Chrome bietet ein komfortables, in den Web Inspector einbgebautes UI zur Betrachtung von Indexed DB-Datenbanken im Resouces-Tab:

Der Indexed DB-Betrachter der Developer Tools von Chrome zeigt Datenbanken und Object Stores

Und das war es dann auch schon mit guten Nachrichten von der Tool-Front, denn weder Firefox noch Internet Explorer können mit nativen Tools aufwarten. Am nächsten kommt man dem im Firefox noch mit dem Addon SQLite Manager, denn unter der Haube speichert dieser Browser die Indexed Database in einer SQLite-Datenbank. Diese befindet sich in aller Regel im Profil-Verzeichnis der jeweiligen Firefox-Users im Unterverzeichnis indexedDB/<ORIGIN>/ und hat den Namen <KRYPTISCHE_ID>.sqlite. Da sich SQLite und Indexed DB in ihrem Wesen stark unterscheiden, ist der SQLite Manager nicht wirklich ein super-komfortables Tool, aber er ist besser als gar nichts.

Das Firefox-Addon SQLite Manager stellt den Inhalt von Indexed DB in einer Tabellenstruktur dar

Stichwort „gar nichts“: für den IE 10 scheint es gar kein browserbasiertes Tool zu geben. Das nächstbeste sind sind diverse Ansätze für in HTML eingebaute Scripts, die dann einen Inspector-UI in die Seite rendern. Zu nennen wäre da vor allem der IDBExplorer, den ich allerdings nicht gründlich genug gestestet habe, um eine Aussage über dessen Tauglichkeit zu machen.

Härtefall 3: Libraries

Dem Indexed DB-Universum fehlen noch vernünftige Libraries. Zwar ist die API nicht schlecht, aber mehr Komfort und Funktionalität darf man sich als Entwickler durchaus wünschen. Zum Beispiel wäre ein Möglichkeit zur Definition von Schemata (inklusive Validierung, Defaultwerten und Virtuals) ganz wünschenswert und auch eine etwas mehr an moderne Befindlichkeiten angepasste API (Stichwort Verkettung) würde sicher Abnehmer finden. Außer Ansätzen ist in dieser Richtung aber bisher noch nicht viel zu finden.

Am nächsten kommen dem gewünschten Featureset noch db.js und IDBWrapper, die beide verkettbare APIs herstellen. Statt sich mit Transaktion und onsuccess-Callbacks herumzuschlagen, schreibt man einfach herunter, was man mit der Datenbank anstellen möchte:

// Beispiel mit db.js
server.people.add({
  firstName: 'Aaron',
  lastName: 'Powell',
  answer: 42
}).done(function(item){
  // item stored
});

Und das wäre eigentlich schon alles, was ich in Sachen Libraries auftreiben konnte. Aus der Ecke der Microsoft-Fans kommt außerdem noch Linq2IndexedDB, das aber in einem Maße unterdokumentiert ist, dass wir am besten so tun, als hätte ich es gar nicht verlinkt.

Fazit

Unter zuhilfenahme aller Polyfills und Tricks sieht es mit der Browserunterstützung für Indexed DB eigentlich vergleichsweise gut aus:

Browser Unterstützung ab Version
Firefox 4* / 16+
Chrome 11* / 23* / 24+
Safari - (< 5.1+)
Opera - (< 12.1+)
Internet Explorer 10+
Mobile Safari - (< 5.1+)
Android Browser 4.? (2.1+)

* Mit Vendor-Prefix
Implementierung entspricht nicht aktuellen Specs
In Klammern: mit Polyfill

Klar: die üblichen schwarzen Schafe, die alten IE und das, was bei Android als Browser durchgeht, sind mal wieder die Fortschrittsverhinderer. Richtig ruhmvoll ist natürlich auch das Abschneiden von Opera und Safari nicht, aber der recht gute Polyfill (bzw. die verschiedenen Polyfills) lindert den Schmerz doch erheblich. Dramatischer erscheint mir das Fehlen an richtig guten Tools für Indexed DB – die Browser mit nativer Unterstützung sowie interessierte JavaScript-Nerds mit Datenbank-Wissen sollten an dieser Front dringend nachrüsten. Ich hätte gern sowas wie Mongoose für Indexed DB.

Alles in allem lässt sich sagen, dass Indexed Database nach HTML5-Maßstäben eine bereits relativ runde Sache ist. Die Spezifikationen sind recht stabil und die Funktionen in allen Browserfamilien zum funktionieren zu bekommen. Allein in Sachen Tools und Libraries fehlt es noch, aber das sollte ein im Laufe der Zeit lösbares Problem sein.

Ein und Link eine Warnung

Da diese beiden Artikel hier nur einen sehr sehr grober Überblick geben konnten, möchte ich gern noch auf die wie immer erstklassige MDN-Dokumentation zum Thema hinweisen, die aktuell und auch sehr vollständig ist. Und zum Abschluss noch eine Warnung: ähnlich wie die Implementierung im Android-Browser gibt es auch Artikel zu Indexed DB, die auf einer heute veralteten Fassung der Spezifikationen basieren. Diese Artikel kann man daran erkennen, dass in ihnen eine setVersion()-Funktion besprochen wird, die es in der aktuellen Fassung nicht mehr gibt. Wenn ihr also in einem Artikel zu Indexed DB über setVersion() stolpert, lest lieber anderswo weiter.

Indexed DB, die neue HTML5-Datenbank im Browser. Teil 1: ein kurzer Überblick

Veröffentlicht am 21. Januar 2013

Logo für HTML5 Offline-Technologien

Die Indexed Database API (kurz Indexed DB) nimmt in der Web-Plattform die Rolle der dicken Datenbank ein. Während Web Storage als Cookie-Ersatz eingeplant ist und nicht als zuverlässiger Datenspeicher für große Applikationen taugt, ist Indexed DB genau dafür gedacht. Anders als bei Web Storage kann Indexed DB neben Strings auch Zahlen, Objekte und Arrays persistent speichern und selbst Blobs stellen kein Problem dar. Darüber hinaus können die gespeicherten Inhalte einfach aus der Datenbank herausgepickt werden und über Teile der Daten zu iterieren ist auch möglich – wie es bei einer richtigen Datenbank eben sein sollte. Damit stellt diese API einen wichtigen Mosaikstein im HTML5-Universum dar, denn einen anderen großkalibrigen Datenspeicher für offlinefähige Webapps wird es so bald nicht nicht browserübergreifend geben.

Nachdem ich fast zwei Wochen lang nichts weiter getan habe, als in den Spezifikationen und Implementierungen von Indexed DB herumzustochern, wird es Zeit, Bericht zu erstatten. Dieser erste Teil behandelt das Wesen der API gemäß der Spezifikationen. Das hier durchexerzierte Beispiel sollte aus dem Stand in aktuellen Chrome- und Firefox-Versionen sowie im Internet Explorer 10 funktionieren – wie man Indexed DB auch allen anderen Browserfamilien beibringt und was es an Fallstricken und Tools gibt, folgt im zweiten Teil.

Wieso Indexed DB?

IndexedDB ist eine NoSQL-Datenbank, ähnlich wie die in der Open-Source-Welt bekannten CouchDB und MongoDB. Solche Datenbanken haben anders als z.B. MySQL keine festen Datenbanktabellen, sondern bestehen aus Ansammlungen von „Dokumenten“ (meist JSON-Objekte) als Datensätzen. Innerhalb einer solchen Ansammlung können die einzelnen Datensätze bei Bedarf unterschiedlich aufgebaut sein, was mit einer starren Tabellenstruktur wie in den bekannten SQL-Datenbanken nicht ohne weiteres möglich ist. Der Preis für diese Flexibilität ist natürlich, dass die Applikation, die mit der Datenbank arbeitet, für alle unterschiedlich aufgebauten Dokumente gerüstet sein muss – die Datenbank wird im Vergleich zu SQL also konzeptionell vereinfacht, die Applikation potenziell komplexer. Behauptungen, nach denen das eine Modell skalierbarer oder performanter sei als das andere, dürften für die Arbeit im Webbrowser wohl erst mal von untergeordneter Bedeutung sein.

Obwohl NoSQL zur Zeit recht hip ist (in dem Rahmen, in dem Datenbanken hip sein können), ist es dennoch im Vergleich zu SQL die eher ungewöhnliche Lösung. Warum kommt gerade die in unsere Browser? Es gab mit Web SQL Database mal einen Ansatz, SQL-Datenbanken im Rahmen von HTML5 zu standardisieren, was aber 2010 gescheitert ist. Alle Browserhersteller, die an Web SQL interessiert waren, haben als Basis ihrer Umsetzung SQLite gewählt, ein bewährtes Open-Source-Datenbanksystem. In Folge traten auf dem Weg zur Standardisierung zwei Probleme auf:

  1. Hätte ein Browserhersteller ein anderes System als SQLite als Datenbank-Backend gewählt, wäre dessen Subset der SQL-Syntax nicht das gleiche gewesen, wie das der anderen Browser und die Implementierungen wären nicht kompatibel gewesen
  2. Solange nicht zwei voneinander unabhängige Implementierungen einer Technologie vorliegen, kann diese nicht zum Webstandard erhoben werden

Aus dieser Zwickmühle gab es nur einen Ausweg: hinfort mit Web SQL, her mit einer von Grund auf neuen Lösung. Die Spezifikationen für Indexed DB beschreiben ein komplett eigenes NoSQL-System, von der Browser-API bis hin zu den Algorithmen der einzelnen Datenbank-Operationen. Jeder Browserhersteller kann anhand dessen seine eigene Implementierung bauen, die dann trotzdem kompatibel zur Konkurrenz ist und auf dem Weg zum Webstandard nicht stört.

Hallo Welt mit Indexed DB I: Datenbank und Object Stores

Die API von Indexed DB in ihrer Gesamtheit ist recht komplex, weswegen wir uns in diesem Post auf das Durchexerzieren eines einfaches Schreiben-Lesen-Löschen-Beispiels beschränken, bei dem wir lediglich die Namen toller Browser-Features in einer Datenbank ablegen. Wie jede NoSQL-Datenbank hat auch Indexed DB seine ganz eigene Terminologie. Diese wird in den Spezifikationen umfassend erklärt; die wichtigsten Begriffe sind die Folgenden:

  • Datenbanken enthalten Object Stores
  • Object Stores entsprechen Datenbank-Tabellen und enthalten Datensätze
  • Ein Datensatz ist ein Key mit einem dazugehörigen Wert
  • Ein Key kann ein String eine Zahl oder ein Array sein und identifiziert einen Datensatz
  • Werte können alles mögliche sein: Strings, Zahlen, Objekte, Arrays, Blobs …
  • Transaktion sind ein Set gemeinsam durchgeführter Operationen
  • Cursor sind ein Iterationsmechanismus für größere Mengen von Datensätzen

Um etwas mit Indexed DB zu machen, braucht es zunächst eine Datenbank. Eine solche lässt sich ganz einfach per window.indexedDB.open() öffnen bzw. erzeugen:

// Datenbank anlegen
var request = indexedDB.open('html5', 1);

Die Datenbanken sind nach Origin (Kombination aus Host, Protokoll und Port einer Webapp) getrennt, d.h. foo.com kann nicht die Datenbank von www.bar.de öffnen.

Das erste Funktionsargument von indexedDB.open() ist der Name der Datenbank, das zweite die Versionsnummer. Diese Nummer wird für die interne Versionierung der Webapp verwendet – wann immer man Änderungen an der Struktur der DB vornehmen möchte, ändert man diese Zahl. Diese Änderung hat dann Auswirkung auf die Events der Datenbank-Anlege-Operation. Wie der obrige Code mit seinem var request bereits erahnen lässt, wird in der Zeile mit indexedDB.open() nicht wirklich die Datenbank angelegt, sondern es wird ein entsprechender asynchroner Request gestartet. Ist dieser abgeschlossen, feuern die folgenden Events auf dem request-Objekt:

  1. error wenn etwas beim Anlegen der Datenbank schiefgelaufen ist
  2. upgradeneeded wenn die Datenbank-Version sich geändert hat oder die Datenbank erstmals angelegt wurde
  3. success wenn die Datenbank geöffnet wurde (nach einem eventuellen upgradeneeded-Event)

Das upgradeneeded-Event ist von besonderer Bedeutung, denn nur im Event Handler von upgradeneeded können Änderungen an der Datenbankstruktur durchgeführt werden – versucht man z.B. einen neuen Object Store außerhalb von upgradeneeded anzulegen, setzt es eine Exception.

Beim ersten Aufruf unseres Beispiels legt der Browser die Datenbank „html5“ neu an, d.h. das upgradeneeded-Event feuert. Wir nutzen dies, um in der Datenbank einen Object Store anzulegen, der unsere liebsten HTML-Features enthalten wird:

// Änderungs/Erzeugungs-Event
request.onupgradeneeded = function(){
  console.log('Datenbank angelegt');
  var db = this.result;
  if(!db.objectStoreNames.contains('features')){
    store = db.createObjectStore('features', {
      keyPath: 'key',
      autoIncrement: true
    });
  }
};

Mit der createObjectStore()-Methode der frisch angelegten Datenbank (this.result im Event Handler) lassen sich neue Stores anlegen. Als Argumente werden ein Name sowie ein Konfigurations-Objekt übergeben, das in unserem Fall nur die Durchnummerierung der Datensätze festlegt. Hier entscheiden wir uns für automatisch generierte fortlaufende Nummern (autoIncrement: true) im Feld key unserer Einträge (keyPath: 'key').

Nach dem upgradeneeded-Event (oder sofort, wenn es keine DB-Änderungen gab) feuert das success-Event, sofern sich die Datenbank fehlerfrei öffnen ließ:

// Öffnungs-Event (feuert nach upgradeneeded)
request.onsuccess = function(){
  console.log('Datenbank geöffnet');
  var db = this.result;
  ...
}

Ab hier können wir mit Indexed DB in die Vollen gehen und nach Herzenslust Datensätze speichern, auslesen und löschen.

Hallo Welt mit Indexed DB II: Operationen und Transaktionen

Als Beispiel-Datensatz nehmen wir das denkbar einfachste JavaScript-Objekt:

// Zu speichernder Datensatz
var item = { title: 'Web Storage' };

Um mit Datensätzen in Indexed DB zu arbeiten, braucht es immer die gleichen vier Schritte:

  1. Transaktions-Objekt erstellen
  2. Object Store(s) auswählen
  3. Operation(en) starten (put, delete usw.)
  4. Events abwarten

Ein Transaktions-Objekt erhält man, indem man db.transaction() mit den Namen der betroffenen Object Stores sowie den gewünschten Berechtigungen (readonly oder readwrite) füttert:

// Speicher-Transaktion
var trans = db.transaction(['features'], 'readwrite');

Ab dann ist alles weitere ganz einfach: aus dem Transaktions-Objekt die jeweiligen Object Stores herauspicken (trans.objectStore('storeName')), die gewünschten Operationen veranlassen und auf das success-Event warten:

var store = trans.objectStore('features')
var request = store.put(item); // `item` in dem Store ablegen

// Erfolgs-Event
request.onsuccess = function(evt){
  console.log('Eintrag ' + evt.target.result + ' gespeichert');
  ...
};

Das gleiche Prinzip greift, wenn Einträge aus eine Object Store ausgelesen werden sollen. Im einfachsten Fall, wenn nur ein Datensatz mit bekanntem Key ausgelesen werden soll, braucht es nur ein store.get(42) um z.B. den Eintrag mit dem Key 42 auszulesen.

Wenn es ein bisschen mehr sein darf, werden Cursor und Key Ranges benötigt. Nachdem die Auslese-Transaktion eröffnet und der Object Store gewählt wurde …

var trans = db.transaction(['features'], 'readonly');
var store = trans.objectStore('features');

… muss Indexed DB mitgeteilt werden, für welchen Daten-Ausschnitt wir uns interessieren. Key Ranges sind hier das Mittel der Wahl. Mit einer der Methoden von window.IDBKeyRange lassen sich verschiedene Objekte erzeugen, die solche Ausschnitte beschreiben. Diese Objekte können zwei fixe Grenzwerte haben („alle Einträge von 23 bis 42“) oder nach oben oder unten offen sein (z.B. „alle Einträge ab 42“). Beispiele:

  • IDBKeyRange.lowerBound(0) für alle Einträge von 0 bis Ende
  • IDBKeyRange.upperBound(10) für alle Einträge bis 10
  • IDBKeyRange.only(23, 42) für alle Einträge zwischen 23 bis 42

Diese Grenzwerte beziehen sich in unserem Fall auf den Key der Datensätze; möchte man anhand anderer Felder durch die Datensätze rattern, kombiniert man Key Ranges mit Indizes. In jedem Fall öffnet man mit openCursor()-Methode von Store oder Index einen Cursor (ggf. mit Richtungsangabe), dessen success-Event für jeden Datensatz einmal feuert. In unserem Fall machen wir es uns so einfach wie möglich:

// Cursor für alle Einträge von 0 bis zum Ende
var range = IDBKeyRange.lowerBound(0);
var cursorRequest = store.openCursor(range);

// Wird für jeden gefundenen Datensatz aufgerufen... und einmal extra
cursorRequest.onsuccess = function(evt){
  var result = evt.target.result;
  ...
};

Das success-Event feuert für jeden Datensatz sowie wenn alle Datensätze abgearbeitet wurden nochmal. Für gefundene Datensätze ist die target.result-Eigenschaft des Event-Objekts der gefundene Eintrag, beim letzten Event null. Mit dem Datensätzen kann dann die gewünschte Arbeit verrichtet werden und am Ende der Cursor mittels target.result.continue() zum nächsten Eintrag bewegt werden.

In unserem simplem Beispiel machen wir nichts weiter, als den Eintrag in die Konsole zu schreiben und ihn dann gleich wieder zu löschen:

if(result){
  console.log('Eintrag gefunden:', result.value);

  // Eintrag wieder löschen
  var trans = db.transaction(['features'], 'readwrite');
  var store = trans.objectStore('features');
  var key = result.value.key;
  var request = store.delete(key);
  request.onsuccess = function(evt){
    console.log('Eintrag ' + key + ' gelöscht');
  }
  
  // Cursor zum nächsten Eintrag bewegen
  result.continue();

}

Und fertig! Damit haben wir nur ein sehr sehr simples Beispiel (Demo, Gist) geschaffen, aber eines, das zumindest die wichtigsten Eckpunkte von Indexed DB demonstriert. Und so richtig schwer war es ja nicht – Indexed DB folgt dem löblichen Trend moderner HTML5-APIs, möglichst einfache Schnittstellen für die Webapps von morgen bereitzustellen. Bleibt nur die ewige Frage nach der Browserunterstützung …

In welchen Browser funktioniert Indexed DB?

Grundsätzlich ist diese Frage leicht zu beantworten: in Chrome, Firefox und IE 10 gibt es Unterstützung, ansonsten sieht es finster aus. In allen drei Browsern ist die API mittlerweile ohne Vendor-Prefix benutzbar und es wird allenthalben davon ausgegangen, dass das auch so bleibt, d.h. dass die aktuelle Spezifikationen den Stand des späteren Standards wiederspiegeln.

Problematisch sind alle Browser, die nicht Chrome, Firefox oder IE 10 sind, wobei „problematisch“ gewohnt relativ ist. Zum einen lässt sich Indexed DB per Polyfill für die meisten Browser nachrüsten, zum anderen gibt es durchaus, anders als es Caniuse (noch) angibt, Indexed DB in Android-Browsern ab Version 4 – wenn auch in einer Version aus der frühen Kreidezeit. Alles kein Problem, alles zu fixen, alles in Teil 2 dieses Artikels beschrieben.