使用CSS连接数据库
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2022-03-04 22:05
本人翻译者系奇舞团前端工程师
原文标题：Yes, I can connect to a DB in CSS
原文作者：Memeloper
原文地址：https://www.leemeichin.com/posts/yes-i-can-connect-to-a-db-in-css.html
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故事背景
某公司招聘需求如下:
我们正在寻求可以使用CSS连接数据库的前端伙伴~
自从我上次开始一个高质量的“发帖”以来，已经有很长一段时间了，事实上，它已经很长一段时间了，那时候我的词汇表中可能还没有“水帖”这个词。
为此，我受到了一个早期项目的启发，该项目基于区块链初创公司将投资者的脸投影到3D立方体上让我想起了以前的互联网，那时一切都很奇怪。
好汉不提当年勇。所以今天，我将讨论如何管理我自己的新项目:sqlcss.xyz[1]
顾名思义，这就是使用CSS连接数据库的方式。不幸的是，它只能在Chrome中工作，但你可以提供任何你喜欢的SQLite数据库，并通过CSS查询它。
它是如何工作的?
首先我们需要用到一组被亲切地称为Houdini[2]的api，它让你的浏览器能够通过Javascript对象模型来控制CSS。换言之，这意味着您可以定制CSS样式、添加定制属性，等等。
可能这个作品最大的特性是CSS Paint Worklet[3]，它允许你在一个元素上“绘制”，就像你知道和喜欢的画布一样，并让浏览器把它当作CSS中的图像。这里有一些例子可以用来演示Houdini[4]。
然而，这个工作集只提供了Worker API的一个子集，而且画布上下文本身也被大量剥离。这样做的实际结果是，您的自定义CSS绘制代码提供了一个比您预期的更小的沙盒。
这意味着什么? 没有网络访问权限，因此可以和fetch和XmlHttpRequest说再见了。在绘制上下文上没有drawText功能。其他各种JS api也消失了，以防你希望解决这些问题。
不过，不用担心。并非一切都完了。让我们把它分解成几个步骤。
1. 设置数据库
这必须是第一步，以便理解概念证明是否可行。
首先我们会借助于sql.js[5]。它实际上是一个通过emscripten编译成WebAssembly和老式ASM.js的SQLite版本。不幸的是，我们不能使用WASM版本，因为它必须通过网络获取二进制文件。ASM版本没有这个限制，因为所有的代码都可以在一个模块中使用。
虽然PaintWorklet限制了worker内部的网络访问，但你仍然可以导入代码，只要它是一个ES6模块。这意味着文件中必须有一个导出语句。不幸的是，sql.js没有ES6的版本，所以我自己修改了sql.js，使其能够顺利的被import进入项目。
现在到了关键时刻:我可以在我的工作包中建立一个数据库吗?
const SQL = await initSqlJs({
locateFile: file => `./${file}`,
});
const DB = new SQL.Database();
**成功了!**但没有任何数据，所以我们来解决这个问题。
2. 查询数据库
一开始最简单的方法就是设置一些假数据,sql.js有两个函数可以做到这一点。
DB.run('CREATE TABLE test (name TEXT NOT NULL)')
DB.run(
'INSERT INTO test VALUES (?), (?), (?), (?)',
['A', 'B', 'C', 'D']
)
我有了测试表，里面有一些值。我应该能够查询这个并获得这些值，尽管我不确定得到什么样的结构化查询结果。
const result = DB.exec('SELECT * FROM test')
console.log(result)
正如预期的那样，结果已经出来了。不过，渲染展示通过CSS查询数据库的结果会更好。
3. 渲染结果，最简单的方法
我认为这就像在画布上写文本一样。这有多难，对吧?
class SqlDB {
async paint(ctx, geom, properties) {
const result = DB.exec('SELECT * FROM test');
ctx.font = '32px monospace';
ctx.drawText(JSON.stringify(result), 0, 0, geom.width);
}
}
不，那样就太简单了。这里的上下文与画布元素的上下文不同，它只提供了功能的一个子集。
当然，它仍然可以绘制路径和曲线，所以缺乏方便的API是一个障碍，但这一切都不是问题。
4. 不使用文本API创建文本
幸运的是，我们可以借助于opentype.js[6]所提供的解决方案。它可以解析一个字体文件，然后，给定一个文本字符串，生成每个字符的字母形式。这个操作的实际结果是一个表示字符串的路径对象，然后可以将其呈现到上下文中。
这次我不必修改opentype库来导入它，因为它已经可以从JSPM[7]中获得。所以，如果你给JSPM一个npm包，它会自动生成一个ES6模块，你可以直接导入到你的浏览器中。这是非常棒的，因为我真的不想为了一个有趣的项目而使用打包工具。
import opentype from 'https://ga.jspm.io/npm:opentype.js@1.3.4/dist/opentype.module.js'
opentype.load('fonts/firasans.otf')
但这里有一个问题——它想通过网络加载字体，而我不能这样做!嗨,挫败了!
……而且?它还有一个接受数组缓冲区的解析方法。我将用base64编码字体，然后在我的模块中解码它。
import opentype from 'https://ga.jspm.io/npm:opentype.js@1.3.4/dist/opentype.module.js'
import base64 from 'https://ga.jspm.io/npm:base64-js@1.5.1/index.js'
const font = 'T1RUTwAKAIAAAwA ... 3 days later ... wAYABkAGgAbABwAIAKM'
export default opentype.parse(base64.toByteArray(font).buffer)
我告诉过你worklet也没有处理base64字符串的api吗?atob和btoa都没有!我也不得不为此找到一个普通的JS实现。
我把这段代码放在它自己的文件中，因为它不太符合人体工程学……必须在剩下的代码旁边使用大约200kb的编码字体字符串。
这就是我为何要滥用ES模块来加载我的字体的原因。
5. 渲染结果，另一种简单的方式
从现在起，所有繁重的工作都由opentype库来完成，所以我所需要做的就是用一点数学知识来对齐。
import font from './font.js'
const SQL = await initSqlJs({
locateFile: file => `./${file}`,
});
const DB = new SQL.Database();
DB.run('CREATE TABLE test (name TEXT NOT NULL)')
DB.run(
'INSERT INTO test VALUES (?), (?), (?), (?)',
['A', 'B', 'C', 'D']
)
class SqlDB {
async paint(ctx, geom, properties) {
const query = DB.exec('SELECT * FROM test')
const result = query[0].values.join(', ')
const size = 48
const width = font.getAdvanceWidth(queryResults, size)
const point = {
x: (geom.width / 2) - (width / 2),
y: geom.height / 2
}
const path = font.getPath(result, point.x, point.y, size)
path.draw(ctx)
}
}
registerPaint('sql-db', SqlDb)
最好再来一些HTML和CSS看看发生了什么。
<html>
<head>
<script>
CSS.paintWorklet.addModule('./cssdb.js')
</script>
<style>
main {
width: 100vw;
height: 100vh;
background: paint(sql-db);
}
</style>
</head>
<body>
<main></main>
</body>
</html>
成功了!但这里没有足够的CSS，而且查询是硬编码的。
6. 通过CSS查询
如果必须使用CSS来查询数据库，那就更好了。事实上，这是我们可以在Paint Worker的上下文之外与其通信的唯一方式，因为没有与Web worker一样的消息传递API。
为此，需要一个定制的CSS属性。定义inputProperties的好处是可以订阅该属性的更改，因此如果该属性的值发生更改，它将重新呈现。不需要设置任何订阅者自己。
class SqlDb {
static get inputProperties() {
return [
'--sql-query',
]
}
async paint(ctx, geom, properties) {
// ...
const query = DB.exec(String(properties.get('--sql-query')))
}
}
这些CSS属性被称为类型化属性，但它们本质上被封装在一个特殊的CSSProperty类中，而这个类本身并不是很有用。因此，你必须手动将其转换为字符串或数字或其他类似的使用它，如上所述。
现在对CSS做一个快速调整。
main {
// ...
--sql-query: SELECT name FROM test;
}
引号在这里被故意省略了，因为否则在将字符串传递给数据库之前，我必须将它们从字符串中删除。也就是说，这很有效!
任务完成!
如果你玩过sqlcss。你会注意到我并没有满足于此。在进行了一些重构之后，又进行了一些更改。
7. 导入数据库文件
硬编码数据库模式和实际数据，有点糟糕。它证明了这个概念，但我们肯定可以做得更好。
如果您可以查询任何您喜欢的数据库，只要您手边有数据库文件，那就太棒了。我只需要读取这个文件并对其进行base64编码，就像我对字体文件所做的那样。
const fileInput = document.getElementById('db-file')
fileInput.onchange = () => {
const reader = new FileReader()
reader.readAsDataURL(fileInput.files[0])
reader.onload = () => {
document.documentElement.style.setProperty(
'--sql-database',
`url('${reader.result}')`
)
}
}
我为此做了一个额外的CSS属性，在这个属性中，您可以将SQLite数据库作为base64编码的数据URI提供。data URI只是为了显示并确保它对DOM是有效的,我将在Worker层面解析这些东西。
最后一步是使其更易于查询，因为否则您必须进入调试器来操作元素的CSS。
8. 编写查询语句
这可能是项目中最简单的部分。自定义属性对于分号有一点问题，而SQLite并不关心末尾的分号是否被省略，所以最简单的做法是，如果在输入中找到它，就删除它。
const queryInput = document.getElementById('db-query')
queryInput.onchange = () => {
let query = queryInput.value;
if (query.endsWith(';')) {
query = query.slice(0, -1)
}
document.documentElement.style.setProperty(
'--sql-query',
queryInput.value
)
}
从现在开始，您可以使用CSS导入和浏览您自己的数据库了!
我遗漏了一件事，就是所有这些查询结果特别多的时候，如何更好的渲染展示的问题。如果查询结果有很多，他们需要分开到单独的行。这与本文的主题--使用CSS连接到数据库并没有太大关系，所以我认为在这里谈论这个问题并不合适，但如果你想进一步了解这个"荒谬"的概念，git上的代码都是可用的[8]。
译者补充
SQLite是由C语言编写的嵌入式轻量级数据库，广泛用于IOS和Android的App中。若有读者想要在浏览器端应用SQLite，推荐使用SQLite的WebAssembly版--sql.js，基本与SQLite的使用没有太多区别。在实际项目使用中，还需特别注意SQLite的安全性问题。 为方便展示，特此截取本文作者所实现的CSS连接SQLite的部分demo如下:
关于文中所提到的jspm,这里引用其官网的介绍如下:jspm为导入映射提供了模块CDN和包管理，允许任何来自NPM的包都可以直接在浏览器中加载，无需进一步的处理。
参考资料
sqlcss.xyz: https://www.sqlcss.xyz
[2]CSS Houdini: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Guide/Houdini
[3]CSS Paint Worklet: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/PaintWorklet
[4]houdini how: https://houdini.how/
[5]sql.js: https://sql.js.org/#/
[6]opentype.js: https://opentype.js.org/
[7]jspm: https://jspm.org/
[8]sqlcss git: https://git.sr.ht/~mrlee/sqlcss
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