前端框架小实验-在umi框架中以worker线程方式使用SQL.js的wasm

总述：在Win7环境下配置umijs框架，在框架中用worker线程方式使用SQL.js的wasm，在浏览器端实现数据的增删改查以及数据库导出导入。

一、安装node.js

1、Win7系统只支持node.js v13.14.0或更早，所以从https://nodejs.org/download/release/v13.14.0/node-v13.14.0-x64.msi 下载旧版安装包

2、安装时勾选“Automatically install the necessary tools......”

3、安装程序会自动进行环境变量配置，如需手动配置：

a、新建“NODE_PATH”，值为nodejs的安装目录

b、修改变量Path的值，值的后面添加“;%NODE_PATH%”

4、打开控制台执行node -v，显示node版本说明安装成功。

二、配置三种包管理工具

1、执行npm -v查看npm版本，执行npm i -g npm可更新npm自身，更新为新版后，新版npm会在Win7环境下报错，但并不影响使用。

2、设置淘宝仓库：npm config set registry https://registry.npm.taobao.org，查看仓库设置：npm config get registry

3、执行npm i -g cnpm安装cnpm，安装完毕后执行cnpm -v显示cnpm版本说明安装成功

4、执行cnpm i -g yarn安装yarn，安装完毕后执行yarn --version显示yarn版本说明安装成功

5、为yarn配置淘宝源：

yarn config set registry https://registry.npm.taobao.org -g

yarn config set sass_binary_site http://cdn.npm.taobao.org/dist/node-sass -g

三、安装umijs

1、建立一个工程目录，比如myapp

2、在该目录下执行yarn create @umijs/umi-app或npx @umijs/create-umi-app创建项目，目录下生成以下文件：

3、执行yarn安装依赖，安装完成后目录下出现node_modules文件夹，含有所有依赖

4、执行yarn start启动项目，如下显示则启动成功：

Starting the development server...

 

Webpack

Compiled successfully in 17.84s

 

DONE Compiled successfully in 17842ms 8:06:31 PM

 

 

App running at:

- Local: http://localhost:8000 (copied to clipboard)

- Network: http://192.168.12.34:8000

在浏览器里打开http://localhost:8000则显示索引页面：

5、执行cnpm i -g umi全局安装umi则可以直接使用umi dev命令启动项目（umi build打包），否则需要使用npx umi dev启动

6、执行yarn add antd或cnpm i antd安装ant design组件

四、命令行方式使用SQLite数据库

1、在SQLite官方网站https://www.sqlite.org/download.html下载Window安装包，需要下载 sqlite-tools 和 sqlite-dll 两个压缩文件。

2、建立一个sqlite3文件夹，将压缩文件解压在这里，解压后文件夹内容如下：

3、将这个文件夹添加到环境变量的Path属性中，请注意不要在环境变量中混用Path、PATH、path，否则会相互覆盖。

4、在控制台执行sqlite3进入sqlite3的命令行窗口：

5、执行.open test.mydb打开一个叫做test.mydb的数据库，如果不存在则将在该目录下建立此数据库，此数据库文件名即为test.mydb（可见SQLite并不要求文件后缀），大小为0字节。

6、建表：

执行create table test(id char(50),age int,name char(50));建立test表，注意如果不输入分号按回车则sqlite将理解为多行语句而非执行，直到出现分号后按回车方才执行语句。

7、建表后test.mydb文件发生变化：

可见这是一个二进制文件

8、插入一条数据

insert into test values('test',1,'test1');

9、查询数据

直接把数据行列出，如下执行则可显示表头：

五、建立测试页面

1、执行yarn add sql.js安装sql.js库，sql.js是一个致力于在前端执行sql指令的github项目，最初为纯javaScript项目，从某个版本开始改为用SQLite的wasm编译版本作为底层，目前前端界普遍认为wasm比js效率更高。

2、在pages下建立test /01testsqllite.js测试页面

在.umirc.ts配置文件中配置这个测试页面的路由：

routes: [
  { path: '/', component: '@/pages/index' },
  { path: '/test1', component: '@/pages/test/01testsqllite' },
],

3、遗憾的是umi的底层Webpack并不默认支持wasm，直接在页面中import SQL.js库将导致运行错误。这时有两种解决思路，一是对Webpack进行修改使之支持WebAssembly，比如https://www.cnblogs.com/detectiveHLH/p/9881626.html；二是跳过Webpack用其他方法引入SQL.js库。这里选择第二种思路。

4、进入myapp\node_modules\sql.js\dist目录：

复制sql-wasm.js、sql-wasm.wasm、worker.sql-wasm.js三个文件，其中sql-wasm.js为主线程方式的wasm接口，worker.sql-wasm.js为worker线程方式的wasm接口，sql-wasm.wasm为通用的wasm文件。

在项目根目录下建立public目录，将上述三个文件粘贴到这里，这样这三个文件将不经Webpack处理原样出现在编译后的工程中。

六、操作数据库

1、worker模式初始化数据库：

 1 useEffect(()=>
 2     {
 3         if(!inited)//开发模式下这个useEffect将执行两次
 4         {
 5             setInited(true);
 6             window.myObjUnit={};
 7             window.mySQLWorker2 = new Worker("worker.sql-wasm.js");//这个从dist中加载，在worker线程中运行
 8             const worker2 = window.mySQLWorker2;
 9             worker2.onerror = e => console.log("Worker2 error: ", e);
10             worker2.postMessage({//通知worker线程启动数据库
11                 id:1,
12                 action:"open",
13                 //buffer:buf, /*Optional. An ArrayBuffer representing an SQLite Database file*/可用来加载已有的数据库，否则将建立新的数据库
14             });
15
16             worker2.onmessage = () => {
17                 console.log("Database opened");//启动成功
18                 worker2.onmessage = event => {
19                     console.log(event.data); // The result of the query
20                 };
21
22                 worker2.postMessage({
23                     id: 2,
24                     action: "exec",
25                     sql: "CREATE TABLE test (id char, age int, name char);",//建表
26                     //params: { "$id": 1 }
27                 });
28             };
29         }
30
31     },[]);//初始化数据库

执行后的Chrome控制台输出：

2、worker模式插入和查询数据

 1 function addUnit(){
 2         if(window.myObjUnit)
 3         {
 4             var unitid="unit_"+countUnit;
 5             window.myObjUnit[unitid]={id:unitid};
 6             setCountUnit(countUnit+1);//命名序列加一
 7
 8             const worker = window.mySQLWorker2;
 9             worker.postMessage({//顺序发送指令
10                 id: 2,
11                 action: "exec",
12                 sql: "INSERT INTO test VALUES ($id,$age,$name)",
13                 params: { "$id": unitid ,"$age": 1,"$name": unitid}
14             });
15
16             worker.postMessage({
17                 id: 2,
18                 action: "exec",
19                 sql: "SELECT id,age,name FROM test",
20                 //params: { "$id": 1 }
21             });
22
23         }
24     }//添加一条记录

点击两次“添加单位”后，Chrome控制台的输出：

可以看到插入的两条数据以及select语句返回的数据结构。

3、worker模式导出数据库

改造一下页面：

如图向worker线程发送export命令

再改造一下主线程的onmessage响应：

 1 worker2.onmessage = event => {
 2                     if(event.data.id==2)
 3                     {
 4                         console.log(event.data); // The result of the query
 5                     }
 6                     else if(event.data.id=="export2")
 7                     {//如果这个信息的id是export2
 8                         var blob=new Blob([event.data.buffer],{type:"application/geopackage+sqlite3"});
 9                         var link=document.createElement("a");//则用超链接方式下载这个数据库文件
10                         link.href=window.URL.createObjectURL(blob);
11                         link.download="test.db";
12                         link.click();
13                         window.URL.revokeObjectURL(blob);
14                     }
15                 };

这时点击“worker线程导出数据”按钮即可导出test.db数据库文件

使用sqlite3命令行打开这个文件，可以看到react程序中建立的数据表：

同时观察Chrome的Performance页面，可以看到确实是由worker线程进行了export操作：

七、主线程模式操作

1、要在主线程中使用SQL.js，首先要把SQL.js库添加到主线程的HTML中，这里使用umi的headScripts配置项实现：

修改.umirc.ts配置文件：

 1 import { defineConfig } from 'umi';
 2
 3 export default defineConfig({
 4   nodeModulesTransform: {
 5     type: 'none',
 6   },
 7   routes: [
 8     { path: '/', component: '@/pages/index' },
 9     { path: '/test1', component: '@/pages/test/01testsqllite' },
10   ],
11   fastRefresh: {},
12     headScripts:[
13         {src:"worker.sql-wasm.js"}//这个是加到umi的HTML中的，在主线程中运行
14     ]
15 });

headScripts的配置方法见官方文档：https://umijs.org/zh-CN/config#headscripts

2、exportDB方法中包含主线程的操作方法：

 1 function exportDB(){
 2         var config = {
 3             locateFile: file => "sql-wasm.wasm"
 4         }
 5         initSqlJs(config).then(function(SQL){//虽然这里调用的是worker.sql-wasm.js中的initSqlJs方法，但仍然运行在主线程中！
 6             var db = new SQL.Database();//建库
 7             // Run a query without reading the results
 8             db.run("CREATE TABLE test (col1, col2);");
 9             // Insert two rows: (1,111) and (2,222)
10             db.run("INSERT INTO test VALUES (?,?), (?,?)", [1,111,2,222]);
11             // Prepare a statement
12             var stmt = db.prepare("SELECT * FROM test WHERE col1 BETWEEN $start AND $end");
13             stmt.getAsObject({$start:1, $end:1}); // {col1:1, col2:111}
14
15             // Bind new values
16             stmt.bind({$start:1, $end:2});
17             while(stmt.step()) { //
18                 var row = stmt.getAsObject();
19                 console.log('Here is a row: ' + JSON.stringify(row));
20             }
21             //var fs = require("fs");
22             var data = db.export();//这个data与worker2.onmessage返回的event.data是一样的！
23             //var buffer = new Buffer(data);
24             var blob=new Blob([data.buffer],{type:"application/geopackage+sqlite3"});
25             //fs.writeFileSync("filename.sqlite", buffer);
26             var link=document.createElement("a");
27             link.href=window.URL.createObjectURL(blob);
28             link.download="test.db";
29             link.click();
30             window.URL.revokeObjectURL(blob);
31
32             //var w=new File
33
34         });

观察Performance可知计算都发生在主线程中（图略）

八、导入已有的数据库文件

1、通过input方式读取本地文件：

a、选择文件的input：

<input type={"file"} onChange={importFile}></input>

b、响应代码：

 1 function importFile(e){
 2         var f = e.currentTarget.files[0];
 3         var r = new FileReader();
 4         r.onload = function() {
 5             var Uints = new Uint8Array(r.result);
 6             testImportDB(Uints)
 7
 8         }
 9         r.readAsArrayBuffer(f);
10     }

2、通过ajax方式读取远程文件：

a、触发读取的按钮：

<Button onClick={importFile2}>读取远程文件</Button>

b、响应代码：

 1 function importFile2(){
 2         var xhr = new XMLHttpRequest();
 3         xhr.open('GET', 'test.mydb', true);
 4         xhr.responseType = 'arraybuffer';
 5         xhr.onload = e => {
 6             var Uints = new Uint8Array(xhr.response);
 7             testImportDB(Uints)
 8         }
 9         xhr.send();
10     }

3、编写主线程方式和worker线程方式导入数据的方法：

 1 function testImportDB(Uints){
 2
 3         //测试主线程方式
 4         var config = {
 5             locateFile: file => "sql-wasm.wasm"
 6         }
 7         initSqlJs(config).then(function(SQL){
 8             var db = new SQL.Database(Uints);
 9             db.run("INSERT INTO test VALUES (?,?,?)", ["unitid",1,"unitid"]);
10             // Prepare a statement
11             var stmt = db.prepare("SELECT * FROM test ");
12             while(stmt.step()) { //
13                 var row = stmt.getAsObject();
14                 console.log('Here is a row: ' + JSON.stringify(row));
15             }
16         });
17         //测试worker线程方式
18         const worker3 = new Worker("worker.sql-wasm.js");
19         worker3.postMessage({
20             id:1,
21             action:"open",
22             buffer:Uints,
23         });
24         worker3.onmessage = () => {
25             console.log("Database opened");
26             worker3.onmessage = event => {
27                 console.log(event.data); // The result of the query
28             };
29
30             worker3.postMessage({
31                 id: 2,
32                 action: "exec",
33                 sql: "INSERT INTO test VALUES ($id,$age,$name)",
34                 params: { "$id": "unitid" ,"$age": 1,"$name": "unitid"}
35             });
36
37             worker3.postMessage({
38                 id: 2,
39                 action: "exec",
40                 sql: "SELECT id,age,name FROM test",
41                 //params: { "$id": 1 }
42             });
43         };
44     }

两种方式运行后（导入的文件都是最开始生成的test.mydb），Chrome控制台均显示：

说明数据文件导入成功。

总结：以上实现了umi框架下的前端SQL基本操作，其中SQL.js操作部分参考了https://www.5axxw.com/wiki/content/50kxgo。