JavaScript 读取及写入本地文件

概述

在纯前端 javaScript 中，浏览器环境压根没有直接提供操作文件系统的能力。它不能像 node.js 那样使用 fs 模块来删除或者创建文件。针对于浏览器出于安全性的考虑，不允许网页随意访问用户的文件系统，以防止潜在的恶意行为。

浏览器确实提供了一些有限的文件操作能力，主要是通过以下几种方式：

文件上传和下载:
文件上传: 可以通过 <input type=“file”> 元素让用户选择文件，然后通过 JavaScript 读取文件内容。
文件下载: 可以通过创建 Blob 对象和使用 a 标签的 download 属性来触发文件下载。

File API

File System Access API
File System Access API 是现代浏览器（主要是在 Chromium 内核的浏览器）引入的一种新 API，它允许网页直接与用户的文件系统交互，创建、读取、写入和删除文件。这是当前浏览器提供的最接近文件系统操作的能力。

一：读文件

（一）最简单方式

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>读文件</title>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput">
<button id="processButton">Process and Download</button><script>document.getElementById('processButton').addEventListener('click', function () {const fileInput = document.getElementById('fileInput');const file = fileInput.files[0];if (file) {const reader = new FileReader();reader.onload = function (e) {// 读取文件内容let content = e.target.result;console.log(content);};// 开始读取文件reader.readAsText(file);} else {alert('Please select a file first!');}});
</script>
</body>
</html>

HTML 部分：

创建了一个文件输入框 (<input type=“file”>) 让用户选择文件。

JavaScript 部分：

创建了一个 FileReader 对象来读取选中的文件。
使用reader.onload 指定成功读取文件时要做什么。
使用 reader.readAsText(file)开始以文本形式读取文件。

（二）读取大文件

在上面的代码中，文件的读取是通过 FileReader 的 readAsText() 方法完成的。这个方法确实会一次性将整个文件内容加载到内存中。对于小型文件来说这没有问题，但如果文件非常大，可能会导致内存占用过高，影响性能，甚至导致页面崩溃。

1，分片读取

使用 FileReader 的 readAsArrayBuffer() 方法，然后使用 Blob 的 slice() 方法来分块读取文件。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>读文件</title>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput">
<button id="processButton">Process</button><script>document.getElementById('processButton').addEventListener('click', function () {const fileInput = document.getElementById('fileInput');const file = fileInput.files[0];if (file) {const CHUNK_SIZE = 1024 * 1024; // 1MB 分块大小let offset = 0;// 递归读取文件的函数function readNextChunk() {// 检查是否已经读取到文件末尾if (offset >= file.size) {console.log("File processing complete.");return;}// 读取当前块const chunk = file.slice(offset, offset + CHUNK_SIZE);const reader = new FileReader();reader.onload = function (e) {// 处理当前块的数据let content = e.target.result;console.log(`Processing chunk from ${offset} to ${offset + CHUNK_SIZE}`);console.log(content); // 此处可以进行更复杂的处理// 更新偏移量，并读取下一块offset += CHUNK_SIZE;readNextChunk();};reader.onerror = function (e) {console.error("Error reading file chunk:", e);};// 开始读取当前块reader.readAsText(chunk);}// 开始读取第一个块readNextChunk();} else {alert('Please select a file first!');}});
</script>
</body>
</html>

由于文件读取是异步操作，递归调用 readNextChunk() 在每块数据处理完成后继续下一块处理。

2，使用 stream

使用 File API 的 stream() 方法（在较新的浏览器中支持），这允许你以流的方式读取文件。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>Stream Read File</title>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput">
<button id="processButton">Process File Stream</button><script>document.getElementById('processButton').addEventListener('click', async function () {const fileInput = document.getElementById('fileInput');const file = fileInput.files[0];if (file) {const stream = file.stream();const reader = stream.getReader();// 读取流数据async function read() {let result;while (!(result = await reader.read()).done) {const chunk = result.value; // Uint8Arrayconst textChunk = new TextDecoder().decode(chunk); // 转换为文本console.log(textChunk); // 处理数据块}console.log("File processing complete.");}// 开始读取read().catch(error => console.error("Stream read error:", error));} else {alert('Please select a file first!');}});
</script>
</body>
</html>

file.stream(): 这是 File 对象的新方法，返回一个 ReadableStream，用于读取文件内容。
stream.getReader(): 通过调用 stream.getReader() 获取流的读取器，返回ReadableStreamDefaultReader 对象。
reader.read(): 每次调用 reader .read() 方法，读取流中的一个块数据，返回一个 Promise，该 Promise 解析为一个对象，包含 done 和 value 属性。
```
   done: 如果为 true，表示流已读取完毕。 value: 当前读取的数据块，以 Uint8Array 的形式返回。
```
TextDecoder: 用于将 Uint8Array 数据块转换为可读的文本。对于非文本数据，可以根据需要进行其他处理。
while 循环: 通过 while 循环不断读取文件流，直到流结束。
通过 async/await 和 Promises 实现简洁的异步文件读取逻辑。

（三）注意

1，安全性问题

问题: 浏览器出于安全考虑，限制了对用户文件系统的直接访问，以防止恶意脚本未经用户同意访问敏感文件或数据。前端代码只能通过用户明确选择的方式访问文件，比如通过 <input type="file"> 或 File System Access API。

处理方法:

用户明确选择: 必须通过文件选择对话框（如 <input type="file">）让用户主动选择文件，而不是让脚本直接访问。
```
<input type="file" id="fileInput">
```
文件处理的权限: 使用 File System Access API（如 showOpenFilePicker()）时，浏览器会明确向用户请求权限。确保只在必要时请求最少的权限。

async function selectFile() {const [fileHandle] = await window.showOpenFilePicker();const file = await fileHandle.getFile();console.log(file.name);
}

保持权限范围最小化: 只请求需要的文件或目录，不尝试访问整个文件系统。限制操作的范围，例如只允许读取，避免写入或删除操作。

2，隐私问题

问题: 用户文件可能包含敏感信息，如个人数据、财务信息等。前端读取文件时，必须确保用户的隐私不被泄露或滥用。

处理方法:

透明度: 明确告知用户文件将被读取的内容和目的，避免在用户不知情的情况下读取数据。

本地处理: 尽量在本地处理文件内容，避免将数据上传到服务器或发送到第三方服务，除非获得用户明确同意。

const reader = new FileReader();
reader.onload = function(e) {const content = e.target.result;// 只在本地处理数据
};
reader.readAsText(file);

数据清理: 如果需要将文件内容传输到服务器，确保对敏感数据进行加密，并在处理完毕后清理不再需要的数据。

3，性能问题

题: 在前端处理大文件时，可能会导致浏览器内存占用过高或卡顿，影响用户体验。

处理方法:

分块处理: 对于大文件，使用 File API 的 slice() 方法或 stream() 方法将文件分块读取，逐步处理文件内容，避免一次性将整个文件加载到内存中。

const CHUNK_SIZE = 1024 * 1024; // 1MB
let offset = 0;
function readChunk(file) {const chunk = file.slice(offset, offset + CHUNK_SIZE);const reader = new FileReader();reader.onload = function(e) {const content = e.target.result;console.log(content); // 处理数据块offset += CHUNK_SIZE;if (offset < file.size) {readChunk(file); // 继续读取下一块}};reader.readAsText(chunk);
}

异步操作: 使用 async/await 或 Promises 处理文件读取，以避免阻塞主线程，确保页面保持响应性。

4，兼容性问题

并非所有浏览器都支持最新的 File System Access API 或某些高级文件处理功能。需要确保代码在多个浏览器中都能正常工作，或者提供合理的回退机制。

问题: 并非所有浏览器都支持最新的 File System Access API 或某些高级文件处理功能。需要确保代码在多个浏览器中都能正常工作，或者提供合理的回退机制。

处理方法:

Feature Detection: 在使用某些文件 API 之前，检查浏览器是否支持该功能。使用 if 语句检查是否存在特定 API。
```
if (window.showOpenFilePicker) {// 使用 File System Access API
} else {// 回退到 <input type="file">
}
```

5，用户体验问题

问题: 前端文件操作通常涉及用户选择文件、上传文件、下载文件等操作，良好的用户体验可以提升用户的满意度。

处理方法:

进度指示: 在处理大文件时，显示进度指示器（如进度条），让用户了解文件处理进度，避免用户感觉应用卡死。

<progress id="progressBar" value="0" max="100"></progress>	
// 在读取文件块时更新进度条
progressBar.value = (offset / file.size) * 100;

错误处理: 提供友好的错误提示和处理机制，帮助用户理解问题并采取行动（如重新选择文件）。
```
reader.onerror = function(e) {alert('Error reading file: ' + e.target.error.message);
};
```
反馈和确认: 当文件操作成功完成时，给用户反馈，例如提示文件处理完毕，或确认下载已完成。

6，权限管理问题

问题: 文件操作可能涉及权限问题，例如通过 File System Access API 访问文件系统时，权限可能会被撤销。

处理方法:

权限检查: 每次操作前，检查是否仍有权限访问文件或目录。如果权限被撤销，提示用户重新授权。
```
const permission = await fileHandle.queryPermission();
if (permission !== 'granted') {// 提示用户重新授权
}
```

权限请求: 如果没有权限，可以使用 requestPermission() 方法主动请求权限。

const permission = await fileHandle.requestPermission();
if (permission === 'granted') {// 执行文件操作
}

7，文件类型和内容验证

问题: 用户可能会选择错误类型的文件，或上传包含恶意内容的文件。

处理方法:

文件类型过滤: 使用 <input type="file"> 元素的 accept 属性限制用户选择的文件类型。例如，限制只选择 .txt 文件。
```
<input type="file" accept=".txt">
```
内容验证: 在处理文件内容之前，验证文件的实际内容格式。例如，如果文件是 JSON 格式，可以尝试解析内容并捕获错误。
```
try {const data = JSON.parse(fileContent);
} catch (e) {alert('Invalid JSON format');
}
 
```

8，文件大小限制

问题: 处理非常大的文件可能会导致内存溢出或性能问题。

处理方法:

限制文件大小: 在前端代码中设置文件大小限制，并在用户选择文件时进行检查。如果文件过大，给出提示。
```
const MAX_SIZE = 10 * 1024 * 1024; // 10MB
if (file.size > MAX_SIZE) {alert('File is too large!');return;
}
```

这里举个例子🌰：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>文件处理</title>
</head>
<body>
<input type="file" id="fileInput" accept=".pdf">
<button id="processButton">Process</button>
<progress id="progressBar" value="0" max="100" style="display: none;"></progress>
<p id="percentage">0%</p>
<p id="statusMessage"></p>
<script>document.getElementById('processButton').addEventListener('click', function () {const fileInput = document.getElementById('fileInput');const file = fileInput.files[0];const MAX_SIZE = 300 * 1024 * 1024; // 最大300MBconst progressBar = document.getElementById('progressBar');const percentageDisplay = document.getElementById('percentage');const statusMessage = document.getElementById('statusMessage');// 重置状态progressBar.style.display = 'none';progressBar.value = 0;percentageDisplay.textContent = '0%';statusMessage.textContent = '';// 检查是否选择了文件if (!file) {alert('Please select a file first!');return;}// 检查文件大小if (file.size > MAX_SIZE) {alert('File is too large! Please select a file under 300MB.');return;}console.log(`Selected file: ${file.name}, ${file.size} bytes, ${file.type}`);// // 检查文件类型（假设只接受文本文件）// if (file.type !== "text/plain") {//     alert('Invalid file type! Please select a .pdf file.');//     return;// }const CHUNK_SIZE = 1024 * 1024; // 1MB 分块大小let offset = 0;// 显示进度条progressBar.style.display = 'block';// 递归读取文件的函数function readNextChunk() {// 检查是否已经读取到文件末尾if (offset >= file.size) {statusMessage.textContent = "File processing complete.";progressBar.style.display = 'none';return;}// 读取当前块const chunk = file.slice(offset, offset + CHUNK_SIZE);const reader = new FileReader();reader.onload = function (e) {// 处理当前块的数据let content = e.target.result;console.log(`Processing chunk from ${offset} to ${offset + CHUNK_SIZE}`);console.log(content); // 此处可以进行更复杂的处理// 更新偏移量，并读取下一块offset += CHUNK_SIZE;// 计算百分比并更新显示const percentage = Math.min((offset / file.size) * 100, 100).toFixed(2);progressBar.value = percentage;percentageDisplay.textContent = `${percentage}%`;readNextChunk();};reader.onerror = function (e) {console.error("Error reading file chunk:", e);statusMessage.textContent = "Error reading file!";progressBar.style.display = 'none';};// 开始读取当前块reader.readAsText(chunk);}// 开始读取第一个块readNextChunk();});
</script>
</body>
</html>

三，写文件

在前端代码中将信息写入本地文件是一个常见的需求，但由于浏览器的安全限制，这个过程并不像在后端那样直接。我们有几种方法可以实现这个功能，每种方法都有其优缺点。

（一）最常用的方法

最常用的方法时使用 Blob 和 URL.createObjectURL()。

function saveToFile(content, filename) {const blob = new Blob([content], { type: 'text/plain' });const url = URL.createObjectURL(blob);const link = document.createElement('a');link.href = url;link.download = filename;    // 这行是必要的，用于在浏览器中触发下载document.body.appendChild(link);    link.click();    // 清理并移除链接document.body.removeChild(link);URL.revokeObjectURL(url);
}
// 使用示例
saveToFile('Hello, World!', 'example.txt');

优点：

广泛支持，适用于大多数现代浏览器。
可以处理大文件。
可以保存各种类型的数据（不仅仅是文本）。

缺点：

用户需要选择保存位置，无法直接写入特定位置。
不能追加内容到现有文件。

（二）使用 File System Access API

这是一个较新的API，提供了更强大的文件操作能力，但目前只有部分现代浏览器支持。

async function writeToFile(content) {if ('showSaveFilePicker' in window) {try {const handle = await window.showSaveFilePicker({types: [{description: 'Text file',accept: { 'text/plain': ['.txt'] },}],});const writable = await handle.createWritable();await writable.write(content);await writable.close();console.log('File saved successfully');} catch (err) {console.error('Error saving file:', err);}} else {console.error('File System Access API not supported');}
}
// 使用示例
writeToFile('Hello, World!');

优点：

提供更强大的文件操作能力，包括读取、写入和修改文件。
可以访问用户选择的文件或目录。
支持大文件和流式操作。

缺点：

浏览器支持有限，主要是新版Chrome和Edge。
需要用户明确授予权限。

（三）使用 LocalStorage 或 IndexedDB

这些方法不是直接将数据保存为文件，而是将数据存储在浏览器的本地存储中。

对于 LocalStorage：

function saveToLocalStorage(key, value) {localStorage.setItem(key, value);
}
// 使用示例
saveToLocalStorage('myData', 'Hello, World!');

对于 IndexedDB，代码会相对复杂一些，这里是一个简化的例子：

let db;
const dbName = "MyDatabase";
const request = indexedDB.open(dbName, 1);
request.onerror = function(event) {console.error("Database error: " + event.target.error);
};
request.onsuccess = function(event) {db = event.target.result;console.log("Database opened successfully");
};
request.onupgradeneeded = function(event) {db = event.target.result;const objectStore = db.createObjectStore("files", { keyPath: "id" });
};
function saveToIndexedDB(id, content) {const transaction = db.transaction(["files"], "readwrite");const objectStore = transaction.objectStore("files");const request = objectStore.put({ id: id, content: content });  request.onerror = function(event) {console.error("Error saving data: " + event.target.error);};    request.onsuccess = function(event) {console.log("Data saved successfully");};
}
// 使用示例（需要在数据库打开后调用）
saveToIndexedDB('file1', 'Hello, World!');

优点：

不需要用户交互就能保存数据。
数据持久化存储在浏览器中。
适用于存储应用程序状态或小型数据集。

缺点：

存储容量有限（LocalStorage通常限制为5MB左右）。
数据只存储在浏览器中，不是真正的文件。
用户清除浏览器数据时会丢失。

一个完整的示例🌰：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>文件保存示例</title><style>body {font-family: Arial, sans-serif;max-width: 800px;margin: 0 auto;padding: 20px;}textarea {width: 100%;height: 100px;margin-bottom: 10px;}button {margin-right: 10px;margin-bottom: 10px;}</style>
</head>
<body>
<h1>文件保存示例</h1>
<textarea id="content" placeholder="在此输入要保存的内容"></textarea>
<div><button onclick="saveUsingBlob()">使用Blob下载</button><button onclick="saveUsingFileSystem()">使用File System API保存</button><button onclick="saveToLocalStorage()">保存到LocalStorage</button><button onclick="saveToIndexedDB()">保存到IndexedDB</button>
</div>
<div id="status"></div>
<script>// 使用Blob和URL.createObjectURL()方法function saveUsingBlob() {const content = document.getElementById('content').value;const blob = new Blob([content], {type: 'text/plain'});const url = URL.createObjectURL(blob);const link = document.createElement('a');link.href = url;link.download = 'example.txt';document.body.appendChild(link);link.click();document.body.removeChild(link);URL.revokeObjectURL(url);updateStatus('文件已准备下载');}// 使用File System Access APIasync function saveUsingFileSystem() {const content = document.getElementById('content').value;if ('showSaveFilePicker' in window) {try {const handle = await window.showSaveFilePicker({types: [{description: 'Text file',accept: {'text/plain': ['.txt']},}],});const writable = await handle.createWritable();await writable.write(content);await writable.close();updateStatus('文件保存成功');} catch (err) {updateStatus('保存文件时出错: ' + err);}} else {updateStatus('此浏览器不支持File System Access API');}}// 使用LocalStoragefunction saveToLocalStorage() {const content = document.getElementById('content').value;try {localStorage.setItem('savedContent', content);updateStatus('内容已保存到LocalStorage');} catch (err) {updateStatus('保存到LocalStorage时出错: ' + err);}}// 使用IndexedDBlet db;const dbName = "MyDatabase";const dbVersion = 1;const request = indexedDB.open(dbName, dbVersion);    request.onerror = function (event) {updateStatus("打开数据库时出错: " + event.target.error);};request.onsuccess = function (event) {db = event.target.result;updateStatus("数据库已成功打开");};request.onupgradeneeded = function (event) {db = event.target.result;const objectStore = db.createObjectStore("files", {keyPath: "id"});updateStatus("数据库已创建");};function saveToIndexedDB() {const content = document.getElementById('content').value;if (!db) {updateStatus("数据库未准备好");return;}const transaction = db.transaction(["files"], "readwrite");const objectStore = transaction.objectStore("files");const request = objectStore.put({id: "file1", content: content});request.onerror = function (event) {updateStatus("保存到IndexedDB时出错: " + event.target.error);};request.onsuccess = function (event) {updateStatus("内容已成功保存到IndexedDB");};}function updateStatus(message) {document.getElementById('status').textContent = message;}
</script>
</body>
</html>