原文出处,即渐进式web应用

使用 Service Worker 做一个 PWA 离线网页应用

2017/10/09 · JavaScript · PWA, Service Worker

原文出处: 人人网FED博客   

在上一篇《我是怎样让网站用上HTML5 Manifest》介绍了怎么用Manifest做一个离线网页应用,结果被广大网友吐槽说这个东西已经被deprecated,移出web标准了,现在被Service Worker替代了,不管怎么样,Manifest的一些思想还是可以借用的。笔者又将网站升级到了Service Worker,如果是用Chrome等浏览器就用Service Worker做离线缓存,如果是Safari浏览器就还是用Manifest,读者可以打开这个网站感受一下,断网也是能正常打开。

渐进式Web应用(PWA)入门教程(下)

2018/05/25 · 基础技术 · PWA

原文出处: Craig Buckler   译文出处:葡萄城控件   

上篇文章我们对渐进式Web应用(PWA)做了一些基本的介绍。

渐进式Web应用(PWA)入门教程(上)

在这一节中,我们将介绍PWA的原理是什么,它是如何开始工作的。

利用 Service worker 创建一个非常简单的离线页面

2016/06/07 · JavaScript · 1 评论 · Service Worker

本文由 伯乐在线 - 刘健超-J.c 翻译,艾凌风 校稿。未经许可,禁止转载!
英文出处:Dean Hume。欢迎加入翻译组。

让我们想像以下情景:我们此时在一辆通往农村的火车上,用移动设备看着一篇很棒的文章。与此同时,当你点击“查看更多”的链接时,火车忽然进入了隧道,导致移动设备失去了网络,而 web 页面会呈现出类似以下的内容:

图片 1

这是相当令人沮丧的体验!幸运的是,web 开发者们能通过一些新特性来改善这类的用户体验。我最近一直在折腾 Service Workers,它给 web 带来的无尽可能性总能给我惊喜。Service Workers 的美妙特质之一是允许你检测网络请求的状况,并让你作出相应的响应。

在这篇文章里,我打算用此特性检查用户的当前网络连接状况,如果没连接则返回一个超级简单的离线页面。尽管这是一个非常基础的案例,但它能给你带来启发,让你知道启动并运行该特性是多么的简单!如果你没了解过 Service Worker,我建议你看看此 Github repo,了解更多相关的信息。

在该案例开始前,让我们先简单地看看它的工作流程:

  1. 在用户首次访问我们的页面时,我们会安装 Service Worker,并向浏览器的缓存添加我们的离线 HTML 页面
  2. 然后,如果用户打算导航到另一个 web 页面(同一个网站下),但此时已断网,那么我们将返回已被缓存的离线 HTML 页面
  3. 但是,如果用户打算导航到另外一个 web 页面,而此时网络已连接,则能照常浏览页面

Service Worker入门

2015/03/26 · JavaScript · Service Worker

原文出处: Matt Gaunt   译文出处:[w3ctech

  • 十年踪迹]()   

原生App拥有Web应用通常所不具备的富离线体验,定时的静默更新,消息通知推送等功能。而新的Service workers标准让在Web App上拥有这些功能成为可能。

关于PWA

PWA(Progressive Web App), 即渐进式web应用。PWA本质上是web应用,目的是通过多项新技术,在安全、性能、体验等方面给用户原生应用的体验。而且无需像原生应用那样繁琐的下载、安装、升级等操作。

这里解释下概念中的“渐进式”,意思是这个web应用还在不断地进步中。因为目前而言,PWA还没有成熟到一蹴而就的程度,想在安全、性能、体验上达到原生应用的效果还是有很多的提升空间的。一方面是构建PWA的成本问题,另一方面是目前各大浏览器、安卓和IOS系统对于PWA的支持和兼容性还有待提高。

本文我将从网站缓存、http请求拦截、推送到主屏等功能,结合实例操作,一步步引领大家快速玩转PWA技术。

1. 什么是Service Worker

Service Worker是谷歌发起的实现PWA(Progressive Web App)的一个关键角色,PWA是为了解决传统Web APP的缺点:

(1)没有桌面入口

(2)无法离线使用

(3)没有Push推送

那Service Worker的具体表现是怎么样的呢?如下图所示:

图片 2

Service Worker是在后台启动的一条服务Worker线程,上图我开了两个标签页,所以显示了两个Client,但是不管开多少个页面都只有一个Worker在负责管理。这个Worker的工作是把一些资源缓存起来,然后拦截页面的请求,先看下缓存库里有没有,如果有的话就从缓存里取,响应200,反之没有的话就走正常的请求。具体来说,Service Worker结合Web App Manifest能完成以下工作(这也是PWA的检测标准):

图片 3

包括能够离线使用、断网时返回200、能提示用户把网站添加一个图标到桌面上等。

第一步:使用HTTPS

渐进式Web应用程序需要使用HTTPS连接。虽然使用HTTPS会让您服务器的开销变多,但使用HTTPS可以让您的网站变得更安全,HTTPS网站在Google上的排名也会更靠前。

由于Chrome浏览器会默认将localhost以及127.x.x.x地址视为测试地址,所以在本示例中您并不需要开启HTTPS。另外,出于调试目的,您可以在启动Chrome浏览器的时候使用以下参数来关闭其对网站HTTPS的检查:

  • –user-data-dir
  • –unsafety-treat-insecure-origin-as-secure

让我们开始吧

假如你有以下 HTML 页面。这虽然非常基础,但能给你总体思路。

XHTML

<!DOCTYPE html>

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<!DOCTYPE html>

接着,让我们在页面里注册 Service Worker,这里仅创建了该对象。向刚刚的 HTML 里添加以下代码。

JavaScript

<script> // Register the service worker // 注册 service worker if ('serviceWorker' in navigator) { navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js').then(function(registration) { // Registration was successful // 注册成功 console.log('ServiceWorker registration successful with scope: ', registration.scope); }).catch(function(err) { // registration failed :( // 注册失败 :( console.log('ServiceWorker registration failed: ', err); }); } </script>

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<script>
// Register the service worker
// 注册 service worker
if ('serviceWorker' in navigator) {
    navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js').then(function(registration) {
    // Registration was successful
    // 注册成功
    console.log('ServiceWorker registration successful with scope: ', registration.scope);
}).catch(function(err) {
    // registration failed :(
    // 注册失败 :(
    console.log('ServiceWorker registration failed: ', err);
   });
}
</script>

然后,我们需要创建 Service Worker 文件并将其命名为 ‘service-worker.js‘。我们打算用这个 Service Worker 拦截全部网络请求,以此检查网络的连接性,并根据检查结果向用户返回最适合的内容。

JavaScript

'use strict'; var cacheVersion = 1; var currentCache = { offline: 'offline-cache' + cacheVersion }; const offlineUrl = 'offline-page.html'; this.addEventListener('install', event => { event.waitUntil( caches.open(currentCache.offline).then(function(cache) { return cache.addAll([ './img/offline.svg', offlineUrl ]); }) ); });

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'use strict';
 
var cacheVersion = 1;
var currentCache = {
  offline: 'offline-cache' + cacheVersion
};
const offlineUrl = 'offline-page.html';
 
this.addEventListener('install', event => {
  event.waitUntil(
    caches.open(currentCache.offline).then(function(cache) {
      return cache.addAll([
          './img/offline.svg',
          offlineUrl
      ]);
    })
  );
});

在上面的代码中,我们在安装 Service Worker 时,向缓存添加了离线页面。如果我们将代码分为几小块,可看到前几行代码中,我为离线页面指定了缓存版本和URL。如果你的缓存有不同版本,那么你只需更新版本号即可简单地清除缓存。在大概在第 12 行代码,我向这个离线页面及其资源(如:图片)发出请求。在得到成功的响应后,我们将离线页面和相关资源添加到缓存。

现在,离线页面已存进缓存了,我们可在需要的时候检索它。在同一个 Service Worker 中,我们需要对无网络时返回的离线页面添加相应的逻辑代码。

JavaScript

this.addEventListener('fetch', event => { // request.mode = navigate isn't supported in all browsers // request.mode = naivgate 并没有得到所有浏览器的支持 // so include a check for Accept: text/html header. // 因此对 header 的 Accept:text/html 进行核实 if (event.request.mode === 'navigate' || (event.request.method === 'GET' && event.request.headers.get('accept').includes('text/html'))) { event.respondWith( fetch(event.request.url).catch(error => { // Return the offline page // 返回离线页面 return caches.match(offlineUrl); }) ); } else{ // Respond with everything else if we can // 返回任何我们能返回的东西 event.respondWith(caches.match(event.request) .then(function (response) { return response || fetch(event.request); }) ); } });

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this.addEventListener('fetch', event => {
  // request.mode = navigate isn't supported in all browsers
  // request.mode = naivgate 并没有得到所有浏览器的支持
  // so include a check for Accept: text/html header.
  // 因此对 header 的 Accept:text/html 进行核实
  if (event.request.mode === 'navigate' || (event.request.method === 'GET' && event.request.headers.get('accept').includes('text/html'))) {
        event.respondWith(
          fetch(event.request.url).catch(error => {
              // Return the offline page
              // 返回离线页面
              return caches.match(offlineUrl);
          })
    );
  }
  else{
        // Respond with everything else if we can
        // 返回任何我们能返回的东西
        event.respondWith(caches.match(event.request)
                        .then(function (response) {
                        return response || fetch(event.request);
                    })
            );
      }
});

为了测试该功能,你可以使用 Chrome 内置的开发者工具。首先,导航到你的页面,然后一旦安装上了 Service Worker,就打开 Network 标签并将节流(throttling)改为 Offline。(译者注:若将节流设置为 Offline 没效果,则可通过关闭网络或者通过360安全卫士禁止 Chrome 访问网络)

图片 4

如果你刷新页面,你应该能看到相应的离线页面!

图片 5

如果你只想简单地测试该功能而不想写任何代码,那么你可以访问我已创建好的 demo。另外,上述全部代码可以在 Github repo 找到。

我知道用在此案例中的页面很简单,但你的离线页面则取决于你自己!如果你想深入该案例的内容,你可以为离线页面添加缓存破坏( cache busting),如: 此案例。

Service Worker 是什么?

一个 service worker 是一段运行在浏览器后台进程里的脚本,它独立于当前页面,提供了那些不需要与web页面交互的功能在网页背后悄悄执行的能力。在将来,基于它可以实现消息推送,静默更新以及地理围栏等服务,但是目前它首先要具备的功能是拦截和处理网络请求,包括可编程的响应缓存管理。

为什么说这个API是一个非常棒的API呢?因为它使得开发者可以支持非常好的离线体验,它给予开发者完全控制离线数据的能力。

在service worker提出之前,另外一个提供开发者离线体验的API叫做App Cache。然而App Cache有些局限性,例如它可以很容易地解决单页应用的问题,但是在多页应用上会很麻烦,而Service workers的出现正是为了解决App Cache的痛点。

下面详细说一下service worker有哪些需要注意的地方:

  • 它是JavaScript Worker,所以它不能直接操作DOM。但是service worker可以通过postMessage与页面之间通信,把消息通知给页面,如果需要的话,让页面自己去操作DOM。
  • Service worker是一个可编程的网络代理,允许开发者控制页面上处理的网络请求。
  • 在不被使用的时候,它会自己终止,而当它再次被用到的时候,会被重新激活,所以你不能依赖于service worker的onfecth和onmessage的处理函数中的全局状态。如果你想要保存一些持久化的信息,你可以在service worker里使用IndexedDB API。
  • Service worker大量使用promise,所以如果你不了解什么是promise,那你需要先阅读这篇文章。

Service Worker

Service Worker是PWA的核心技术,它能够为web应用提供离线缓存功能,当然不仅如此,下面列举了一些Service Worker的特性:

基于HTTPS 环境,这是构建PWA的硬性前提。(LAMP环境网站升级HTTPS解决方案)

是一个独立的 worker 线程,独立于当前网页进程,有自己独立的 worker context

可拦截HTTP请求和响应,可缓存文件,缓存的文件可以在网络离线状态时取到

能向客户端推送消息

不能直接操作 DOM

异步实现,内部大都是通过 Promise 实现

2. Service Worker的支持情况

Service Worker目前只有Chrome/Firfox/Opera支持:

图片 6

Safari和Edge也在准备支持Service Worker,由于Service Worker是谷歌主导的一项标准,对于生态比较封闭的Safari来说也是迫于形势开始准备支持了,在Safari TP版本,可以看到:

图片 7

在实验功能(Experimental Features)里已经有Service Worker的菜单项了,只是即使打开也是不能用,会提示你还没有实现:

图片 8

但不管如何,至少说明Safari已经准备支持Service Worker了。另外还可以看到在今年2017年9月发布的Safari 11.0.1版本已经支持WebRTC了,所以Safari还是一个上进的孩子。

Edge也准备支持,所以Service Worker的前景十分光明。

第二步:创建一个应用程序清单(Manifest)

应用程序清单提供了和当前渐进式Web应用的相关信息,如:

  • 应用程序名
  • 描述
  • 所有图片(包括主屏幕图标,启动屏幕页面和用的图片或者网页上用的图片)

本质上讲,程序清单是页面上用到的图标和主题等资源的元数据。

程序清单是一个位于您应用根目录的JSON文件。该JSON文件返回时必须添加Content-Type: application/manifest+json 或者 Content-Type: application/jsonHTTP头信息。程序清单的文件名不限,在本文的示例代码中为manifest.json

{ "name" : "PWA Website", "short_name" : "PWA", "description" : "An example PWA website", "start_url" : "/", "display" : "standalone", "orientation" : "any", "background_color" : "#ACE", "theme_color" : "#ACE", "icons": [ { "src" : "/images/logo/logo072.png", "sizes" : "72x72", "type" : "image/png" }, { "src" : "/images/logo/logo152.png", "sizes" : "152x152", "type" : "image/png" }, { "src" : "/images/logo/logo192.png", "sizes" : "192x192", "type" : "image/png" }, { "src" : "/images/logo/logo256.png", "sizes" : "256x256", "type" : "image/png" }, { "src" : "/images/logo/logo512.png", "sizes" : "512x512", "type" : "image/png" } ] }

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{
  "name"              : "PWA Website",
  "short_name"        : "PWA",
  "description"       : "An example PWA website",
  "start_url"         : "/",
  "display"           : "standalone",
  "orientation"       : "any",
  "background_color"  : "#ACE",
  "theme_color"       : "#ACE",
  "icons": [
    {
      "src"           : "/images/logo/logo072.png",
      "sizes"         : "72x72",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo152.png",
      "sizes"         : "152x152",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo192.png",
      "sizes"         : "192x192",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo256.png",
      "sizes"         : "256x256",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo512.png",
      "sizes"         : "512x512",
      "type"          : "image/png"
    }
  ]
}

程序清单文件建立完之后,你需要在每个页面上引用该文件:

<link rel="manifest" href="/manifest.json">

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<link rel="manifest" href="/manifest.json">

以下属性在程序清单中经常使用,介绍说明如下:

  • name: 用户看到的应用名称
  • short_name: 应用短名称。当显示应用名称的地方不够时,将使用该名称。
  • description: 应用描述。
  • start_url: 应用起始路径,相对路径,默认为/。
  • scope: URL范围。比如:如果您将“/app/”设置为URL范围时,这个应用就会一直在这个目录中。
  • background_color: 欢迎页面的背景颜色和浏览器的背景颜色(可选)
  • theme_color: 应用的主题颜色,一般都会和背景颜色一样。这个设置决定了应用如何显示。
  • orientation: 优先旋转方向,可选的值有:any, natural, landscape, landscape-primary, landscape-secondary, portrait, portrait-primary, and portrait-secondary
  • display: 显示方式——fullscreen(无Chrome),standalone(和原生应用一样),minimal-ui(最小的一套UI控件集)或者browser(最古老的使用浏览器标签显示)
  • icons: 一个包含所有图片的数组。该数组中每个元素包含了图片的URL,大小和类型。

拓展阅读

此外,还有几个很棒的离线功能案例。如:Guardian 构建了一个拥有 crossword puzzle(填字游戏)的离线 web 页面 – 因此,即使等待网络重连时(即已在离线状态下),也能找到一点乐趣。我也推荐看看 Google Chrome Github repo,它包含了很多不同的 Service Worker 案例 – 其中一些应用案例也在这!

然而,如果你想跳过上述代码,只是想简单地通过一个库来处理相关操作,那么我推荐你看看 UpUp。这是一个轻量的脚本,能让你更轻松地使用离线功能。

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打赏译者

Service Worker的生命周期

Service worker拥有一个完全独立于Web页面的生命周期。

要让一个service worker在你的网站上生效,你需要先在你的网页中注册它。注册一个service worker之后,浏览器会在后台默默启动一个service worker的安装过程。

在安装过程中,浏览器会加载并缓存一些静态资源。如果所有的文件被缓存成功,service worker就安装成功了。如果有任何文件加载或缓存失败,那么安装过程就会失败,service worker就不能被激活(也即没能安装成功)。如果发生这样的问题,别担心,它会在下次再尝试安装。

当安装完成后,service worker的下一步是激活,在这一阶段,你还可以升级一个service worker的版本,具体内容我们会在后面讲到。

在激活之后,service worker将接管所有在自己管辖域范围内的页面,但是如果一个页面是刚刚注册了service worker,那么它这一次不会被接管,到下一次加载页面的时候,service worker才会生效。

当service worker接管了页面之后,它可能有两种状态:要么被终止以节省内存,要么会处理fetch和message事件,这两个事件分别产生于一个网络请求出现或者页面上发送了一个消息。

下图是一个简化了的service worker初次安装的生命周期:

图片 9

Service Worker生命周期

serviceworker的使用流程可以简单总结为注册--安装--激活。

注册其实就是告诉浏览器serviceworkerJS文件存放在什么位置,然后浏览器下载、解析、执行该文件,进而启动安装。这里我创建一个app.js文件,注册代码如下,将该文件在网站的head标签里引入。

if ('serviceWorker' in navigator) {

window.addEventListener('load', function () {

navigator.serviceWorker.register

.then(function (registration) {

// 注册成功

console.log('ServiceWorker registration successful with scope: ', registration.scope);

})

.catch(function {

// 注册失败:(

console.log('ServiceWorker registration failed: ', err);

});

});

}

当执行serviceworkerJS文件时,首先触发的是install事件,进行安装。安装的过程就是将指定的一些静态资源进行离线缓存。下面是我的sw.js文件中的安装代码:

var CACHE_VERSION = 'sw_v8';

var CACHE_FILES = [

'/js/jquery/min.js',

'/js/zui/min.js',

'/js/chanzhi.js',

];

self.addEventListener('install', function {

event.waitUntil(

caches.open(CACHE_VERSION)

.then(cache => cache.addAll(CACHE_FILES)

));

});

当安装成功后,serviceworker就会激活,这时就会处理 activate 事件回调 (提供了更新缓存策略的机会)。并可以处理功能性的事件 fetch 、sync 、push 。

self.addEventListener('activate', function {

event.waitUntil(

caches.keys().then(function{

return Promise.all(keys.map(function{

if(key !== CACHE_VERSION){

return caches.delete;

}

}));

})

);

});

3. 使用Service Worker

Service Worker的使用套路是先注册一个Worker,然后后台就会启动一条线程,可以在这条线程启动的时候去加载一些资源缓存起来,然后监听fetch事件,在这个事件里拦截页面的请求,先看下缓存里有没有,如果有直接返回,否则正常加载。或者是一开始不缓存,每个资源请求后再拷贝一份缓存起来,然后下一次请求的时候缓存里就有了。

第三步:创建一个 Service Worker

Service Worker 是一个可编程的服务器代理,它可以拦截或者响应网络请求。Service Worker 是位于应用程序根目录的一个个的JavaScript文件。

您需要在页面对应的JavaScript文件中注册该ServiceWorker:

if ('serviceWorker' in navigator) { // register service worker navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js'); }

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if ('serviceWorker' in navigator) {
  // register service worker
  navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js');
}

如果您不需要离线的相关功能,您可以只创建一个 /service-worker.js文件,这样用户就可以直接安装您的Web应用了!

Service Worker这个概念可能比较难懂,它其实是一个工作在其他线程中的标准的Worker,它不可以访问页面上的DOM元素,没有页面上的API,但是可以拦截所有页面上的网络请求,包括页面导航,请求资源,Ajax请求。

上面就是使用全站HTTPS的主要原因了。假设您没有在您的网站中使用HTTPS,一个第三方的脚本就可以从其他的域名注入他自己的ServiceWorker,然后篡改所有的请求——这无疑是非常危险的。

Service Worker 会响应三个事件:install,activate和fetch。

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在我们开始写码之前

从这个项目地址拿到chaches polyfill。

这个polyfill支持CacheStorate.match,Cache.add和Cache.addAll,而现在Chrome M40实现的Cache API还没有支持这些方法。

将dist/serviceworker-cache-polyfill.js放到你的网站中,在service worker中通过importScripts加载进来。被service worker加载的脚本文件会被自动缓存。

JavaScript

importScripts('serviceworker-cache-polyfill.js');

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importScripts('serviceworker-cache-polyfill.js');

需要HTTPS

在开发阶段,你可以通过localhost使用service worker,但是一旦上线,就需要你的server支持HTTPS。

你可以通过service worker劫持连接,伪造和过滤响应,非常逆天。即使你可以约束自己不干坏事,也会有人想干坏事。所以为了防止别人使坏,你只能在HTTPS的网页上注册service workers,这样我们才可以防止加载service worker的时候不被坏人篡改。(因为service worker权限很大,所以要防止它本身被坏人篡改利用——译者注)

Github Pages正好是HTTPS的,所以它是一个理想的天然实验田。

如果你想要让你的server支持HTTPS,你需要为你的server获得一个TLS证书。不同的server安装方法不同,阅读帮助文档并通过Mozilla’s SSL config generator了解最佳实践。

serviceworker的缓存功能

安装时,serviceworker将我们指定的静态资源进行缓存,你也许会问,如果是实时的动态内容怎么办,我们不可能预先将所有的文件资源提前指定好,让serviceworker缓存。这就要提到serviceworker的拦截HTTP请求响应的特性了。

serviceworker拦截http请求,首先去检查请求的资源在缓存中是否存在,如果存在,则直接从缓存中调用,而且即便是无网络情况下,serviceworker也能调用缓存中的资源。如果缓存中没有请求的资源,则通过网络去服务器上检索,而且在找到并响应时,serviceworker会将其存入缓存中,以备下次再请求时直接从缓存中调用。

图片 12serviceworker缓存流程

serviceworker文件中fetch事件代码如下:

self.addEventListener('fetch', function {

event.respondWith(

caches.match(event.request).then(function{

if{

return response;

}

var requestToCache = event.request.clone();

return fetch(requestToCache).then(

function{

if(!response || response.status !== 200){

return response;

}

var responseToCache = response.clone();

caches.open(CACHE_VERSION)

.then(function{

cache.put(requestToCache, responseToCache);

});

return response;

}

);

})

);

});

在网站前台通过浏览器开发者工具,我们可以看下从缓存中调用资源的效果:

图片 13serviceworker缓存调用图片 14缓存文件

我这里操作演示用的是谷歌浏览器,下面是各大浏览器对于serviceworker的支持情况:

图片 15serviceworker浏览器支持情况

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