入门教程,离线网页应用

React 同构应用 PWA 升级指南

2018/05/25 · JavaScript
· PWAwww.301.net,,
React

原文出处:
林东洲   

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。

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。

前言

最近在给我的博客网站 PWA 升级,顺便就记录下 React 同构应用在使用 PWA
时遇到的问题,这里不会从头开始介绍什么是 PWA,如果你想学习 PWA
相关知识,可以看下下面我收藏的一些文章:

  • 您的第一个 Progressive Web
    App
  • 【Service
    Worker】生命周期那些事儿
  • 【PWA学习与实践】(1)
    2018,开始你的PWA学习之旅
  • Progressive Web Apps (PWA)
    中文版

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

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:

www.301.net 1

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):

www.301.net 2

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。

PWA 特性

PWA 不是单纯的某项技术,而是一堆技术的集合,比如:Service
Worker,manifest 添加到桌面,push、notification api 等。

而就在前不久时间,IOS 11.3 刚刚支持 Service worker 和类似 manifest
添加到桌面的特性,所以这次 PWA
改造主要还是实现这两部分功能,至于其它的特性,等 iphone 支持了再升级吧。

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” :
“72×72”, “type” : “image/png” }, { “src” : “/images/logo/logo152.png”,
“sizes” : “152×152”, “type” : “image/png” }, { “src” :
“/images/logo/logo192.png”, “sizes” : “192×192”, “type” : “image/png” },
{ “src” : “/images/logo/logo256.png”, “sizes” : “256×256”, “type” :
“image/png” }, { “src” : “/images/logo/logo512.png”, “sizes” :
“512×512”, “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"         : "72×72",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo152.png",
      "sizes"         : "152×152",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo192.png",
      "sizes"         : "192×192",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo256.png",
      "sizes"         : "256×256",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "/images/logo/logo512.png",
      "sizes"         : "512×512",
      "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。

2. Service Worker的支持情况

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

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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:

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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:

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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。

Service Worker

service worker
在我看来,类似于一个跑在浏览器后台的线程,页面第一次加载的时候会加载这个线程,在线程激活之后,通过对
fetch 事件,可以对每个获取的资源进行控制缓存等。

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。

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。

明确哪些资源需要被缓存?

那么在开始使用 service worker 之前,首先需要清楚哪些资源需要被缓存?

Install事件

该事件将在应用安装完成后触发。我们一般在这里使用Cache
API缓存一些必要的文件。

首先,我们需要提供如下配置

  1. 缓存名称(CACHE)以及版本(version)。应用可以有多个缓存存储,但是在使用时只会使用其中一个缓存存储。每当缓存存储有变化时,新的版本号将会指定到缓存存储中。新的缓存存储将会作为当前的缓存存储,之前的缓存存储将会被作废。
  2. 一个离线的页面地址(offlineURL):当用户访问了之前没有访问过的地址时,该页面将会显示。
  3. 一个包含了所有必须文件的数组,包括保障页面正常功能的CSS和JavaScript。在本示例中,我还添加了主页和logo。当有不同的URL指向同一个资源时,你也可以将这些URL分别写到这个数组中。offlineURL将会加入到这个数组中。
  4. 我们也可以将一些非必要的缓存文件(installFilesDesirable)。这些文件在安装过程中将会被下载,但如果下载失败,不会触发安装失败。

// 配置文件 const version = ‘1.0.0’, CACHE = version + ‘::PWAsite’,
offlineURL = ‘/offline/’, installFilesEssential = [ ‘/’,
‘/manifest.json’, ‘/css/styles.css’, ‘/js/main.js’,
‘/js/offlinepage.js’, ‘/images/logo/logo152.png’ ].concat(offlineURL),
installFilesDesirable = [ ‘/favicon.ico’, ‘/images/logo/logo016.png’,
‘/images/hero/power-pv.jpg’, ‘/images/hero/power-lo.jpg’,
‘/images/hero/power-hi.jpg’ ];

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// 配置文件
const
  version = ‘1.0.0’,
  CACHE = version + ‘::PWAsite’,
  offlineURL = ‘/offline/’,
  installFilesEssential = [
    ‘/’,
    ‘/manifest.json’,
    ‘/css/styles.css’,
    ‘/js/main.js’,
    ‘/js/offlinepage.js’,
    ‘/images/logo/logo152.png’
  ].concat(offlineURL),
  installFilesDesirable = [
    ‘/favicon.ico’,
    ‘/images/logo/logo016.png’,
    ‘/images/hero/power-pv.jpg’,
    ‘/images/hero/power-lo.jpg’,
    ‘/images/hero/power-hi.jpg’
  ];

installStaticFiles() 方法使用基于Promise的方式使用Cache
API将文件存储到缓存中。

// 安装静态资源 function installStaticFiles() { return
caches.open(CACHE) .then(cache => { // 缓存可选文件
cache.addAll(installFilesDesirable); // 缓存必须文件 return
cache.addAll(installFilesEssential); }); }

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// 安装静态资源
function installStaticFiles() {
  return caches.open(CACHE)
    .then(cache => {
      // 缓存可选文件
      cache.addAll(installFilesDesirable);
      // 缓存必须文件
      return cache.addAll(installFilesEssential);
    });
}

最后,我们添加一个install的事件监听器。waitUntil方法保证了service
worker不会安装直到其相关的代码被执行。这里它会执行installStaticFiles()方法,然后self.skipWaiting()方法来激活service
worker:

// 应用安装 self.addEventListener(‘install’, event => {
console.log(‘service worker: install’); // 缓存主要文件 event.waitUntil(
installStaticFiles() .then(() => self.skipWaiting()) ); });

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// 应用安装
self.addEventListener(‘install’, event => {
  console.log(‘service worker: install’);
  // 缓存主要文件
  event.waitUntil(
    installStaticFiles()
    .then(() => self.skipWaiting())
  );
});

(1)注册一个Service Worker

Service Worker对象是在window.navigator里面,如下代码:

JavaScript

window.addEventListener(“load”, function() { console.log(“Will the
service worker register?”); navigator.serviceWorker.register(‘/sw-3.js’)
.then(function(reg){ console.log(“Yes, it did.”); }).catch(function(err)
{ console.log(“No it didn’t. This happened: “, err) }); });

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window.addEventListener("load", function() {
    console.log("Will the service worker register?");
    navigator.serviceWorker.register(‘/sw-3.js’)
    .then(function(reg){
        console.log("Yes, it did.");
    }).catch(function(err) {
        console.log("No it didn’t. This happened: ", err)
    });
});

在页面load完之后注册,注册的时候传一个js文件给它,这个js文件就是Service
Worker的运行环境,如果不能成功注册的话就会抛异常,如Safari
TP虽然有这个对象,但是会抛异常无法使用,就可以在catch里面处理。这里有个问题是为什么需要在load事件启动呢?因为你要额外启动一个线程,启动之后你可能还会让它去加载资源,这些都是需要占用CPU和带宽的,我们应该保证页面能正常加载完,然后再启动我们的后台线程,不能与正常的页面加载产生竞争,这个在低端移动设备意义比较大。

还有一点需要注意的是Service
Worker和Cookie一样是有Path路径的概念的,如果你设定一个cookie假设叫time的path=/page/A,在/page/B这个页面是不能够获取到这个cookie的,如果设置cookie的path为根目录/,则所有页面都能获取到。类似地,如果注册的时候使用的js路径为/page/sw.js,那么这个Service
Worker只能管理/page路径下的页面和资源,而不能够处理/api路径下的,所以一般把Service
Worker注册到顶级目录,如上面代码的”/sw-3.js”,这样这个Service
Worker就能接管页面的所有资源了。

缓存静态资源

首先是像 CSS、JS 这些静态资源,因为我的博客里引用的脚本样式都是通过 hash
做持久化缓存,类似于:main.ac62dexx.js 这样,然后开启强缓存,这样下次用户下次再访问我的网站的时候就不用重新请求资源。直接从浏览器缓存中读取。对于这部分资源,service
worker 没必要再去处理,直接放行让它去读取浏览器缓存即可。

我认为如果你的站点加载静态资源的时候本身没有开启强缓存,并且你只想通过前端去实现缓存,而不需要后端在介入进行调整,那可以使用
service worker 来缓存静态资源,否则就有点画蛇添足了。

Activate 事件

这个事件会在service
worker被激活时发生。你可能不需要这个事件,但是在示例代码中,我们在该事件发生时将老的缓存全部清理掉了:

// clear old caches function clearOldCaches() { return caches.keys()
.then(keylist => { return Promise.all( keylist .filter(key => key
!== CACHE) .map(key => caches.delete(key)) ); }); } // application
activated self.addEventListener(‘activate’, event => {
console.log(‘service worker: activate’); // delete old caches
event.waitUntil( clearOldCaches() .then(() => self.clients.claim())
); });

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// clear old caches
function clearOldCaches() {
  return caches.keys()
    .then(keylist => {
      return Promise.all(
        keylist
          .filter(key => key !== CACHE)
          .map(key => caches.delete(key))
      );
    });
}
// application activated
self.addEventListener(‘activate’, event => {
  console.log(‘service worker: activate’);
    // delete old caches
  event.waitUntil(
    clearOldCaches()
    .then(() => self.clients.claim())
    );
});

注意self.clients.claim()执行时将会把当前service
worker作为被激活的worker。

Fetch 事件
该事件将会在网络开始请求时发起。该事件处理函数中,我们可以使用respondWith()方法来劫持HTTP的GET请求然后返回:

  1. 从缓存中取到的资源文件
  2. 如果第一步失败,资源文件将会从网络中使用Fetch API来获取(和service
    worker中的fetch事件无关)。获取到的资源将会加入到缓存中。
  3. 如果第一步和第二步均失败,将会从缓存中返回正确的资源文件。

// application fetch network data self.addEventListener(‘fetch’, event
=> { // abandon non-GET requests if (event.request.method !== ‘GET’)
return; let url = event.request.url; event.respondWith(
caches.open(CACHE) .then(cache => { return cache.match(event.request)
.then(response => { if (response) { // return cached file
console.log(‘cache fetch: ‘ + url); return response; } // make network
request return fetch(event.request) .then(newreq => {
console.log(‘network fetch: ‘ + url); if (newreq.ok)
cache.put(event.request, newreq.clone()); return newreq; }) // app is
offline .catch(() => offlineAsset(url)); }); }) ); });

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// application fetch network data
self.addEventListener(‘fetch’, event => {
  // abandon non-GET requests
  if (event.request.method !== ‘GET’) return;
  let url = event.request.url;
  event.respondWith(
    caches.open(CACHE)
      .then(cache => {
        return cache.match(event.request)
          .then(response => {
            if (response) {
              // return cached file
              console.log(‘cache fetch: ‘ + url);
              return response;
            }
            // make network request
            return fetch(event.request)
              .then(newreq => {
                console.log(‘network fetch: ‘ + url);
                if (newreq.ok) cache.put(event.request, newreq.clone());
                return newreq;
              })
              // app is offline
              .catch(() => offlineAsset(url));
          });
      })
  );
});

offlineAsset(url)方法中使用了一些helper方法来返回正确的数据:

// 是否为图片地址? let iExt = [‘png’, ‘jpg’, ‘jpeg’, ‘gif’, ‘webp’,
‘bmp’].map(f => ‘.’ + f); function isImage(url) { return
iExt.reduce((ret, ext) => ret || url.endsWith(ext), false); } //
return 返回离线资源 function offlineAsset(url) { if (isImage(url)) { //
返回图片 return new Response( ‘<svg role=”img” viewBox=”0 0 400 300″
xmlns=”
d=”M0 0h400v300H0z” fill=”#eee” /><text x=”200″ y=”150″
text-anchor=”middle” dominant-baseline=”middle” font-family=”sans-serif”
font-size=”50″ fill=”#ccc”>offline</text></svg>’, {
headers: { ‘Content-Type’: ‘image/svg+xml’, ‘Cache-Control’: ‘no-store’
}} ); } else { // return page return caches.match(offlineURL); } }

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// 是否为图片地址?
let iExt = [‘png’, ‘jpg’, ‘jpeg’, ‘gif’, ‘webp’, ‘bmp’].map(f => ‘.’ + f);
function isImage(url) {
  
  return iExt.reduce((ret, ext) => ret || url.endsWith(ext), false);
  
}
  
  
// return 返回离线资源
function offlineAsset(url) {
  
  if (isImage(url)) {
  
    // 返回图片
    return new Response(
      ‘<svg role="img" viewBox="0 0 400 300" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"><title>offline</title><path d="M0 0h400v300H0z" fill="#eee" /><text x="200" y="150" text-anchor="middle" dominant-baseline="middle" font-family="sans-serif" font-size="50" fill="#ccc">offline</text></svg>’,
      { headers: {
        ‘Content-Type’: ‘image/svg+xml’,
        ‘Cache-Control’: ‘no-store’
      }}
    );
  
  }
  else {
  
    // return page
    return caches.match(offlineURL);
  
  }
  
}

offlineAsset()方法检查请求是否为一个图片,然后返回一个带有“offline”文字的SVG文件。其他请求将会返回
offlineURL 页面。

Chrome开发者工具中的ServiceWorker部分提供了关于当前页面worker的信息。其中会显示worker中发生的错误,还可以强制刷新,也可以让浏览器进入离线模式。

Cache Storage
部分例举了当前所有已经缓存的资源。你可以在缓存需要更新的时候点击refresh按钮。

(2)Service Worker安装和激活

注册完之后,Service
Worker就会进行安装,这个时候会触发install事件,在install事件里面可以缓存一些资源,如下sw-3.js:

JavaScript

const CACHE_NAME = “fed-cache”; this.addEventListener(“install”,
function(event) { this.skipWaiting(); console.log(“install service
worker”); // 创建和打开一个缓存库 caches.open(CACHE_NAME); // 首页 let
cacheResources = [“];
event.waitUntil( // 请求资源并添加到缓存里面去
caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {
cache.addAll(cacheResources); }) ); });

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const CACHE_NAME = "fed-cache";
this.addEventListener("install", function(event) {
    this.skipWaiting();
    console.log("install service worker");
    // 创建和打开一个缓存库
    caches.open(CACHE_NAME);
    // 首页
    let cacheResources = ["https://fed.renren.com/?launcher=true"];
    event.waitUntil(
        // 请求资源并添加到缓存里面去
        caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {
            cache.addAll(cacheResources);
        })
    );
});

通过上面的操作,创建和添加了一个缓存库叫fed-cache,如下Chrome控制台所示:

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Service
Worker的API基本上都是返回Promise对象避免堵塞,所以要用Promise的写法。上面在安装Service
Worker的时候就把首页的请求给缓存起来了。在Service
Worker的运行环境里面它有一个caches的全局对象,这个是缓存的入口,还有一个常用的clients的全局对象,一个client对应一个标签页。

在Service
Worker里面可以使用fetch等API,它和DOM是隔离的,没有windows/document对象,无法直接操作DOM,无法直接和页面交互,在Service
Worker里面无法得知当前页面打开了、当前页面的url是什么,因为一个Service
Worker管理当前打开的几个标签页,可以通过clients知道所有页面的url。还有可以通过postMessage的方式和主页面互相传递消息和数据,进而做些控制。

install完之后,就会触发Service Worker的active事件:

JavaScript

this.addEventListener(“active”, function(event) { console.log(“service
worker is active”); });

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this.addEventListener("active", function(event) {
    console.log("service worker is active");
});

Service
Worker激活之后就能够监听fetch事件了,我们希望每获取一个资源就把它缓存起来,就不用像上一篇提到的Manifest需要先生成一个列表。

你可能会问,当我刷新页面的时候不是又重新注册安装和激活了一个Service
Worker?虽然又调了一次注册,但并不会重新注册,它发现”sw-3.js”这个已经注册了,就不会再注册了,进而不会触发install和active事件,因为当前Service
Worker已经是active状态了。当需要更新Service
Worker时,如变成”sw-4.js”,或者改变sw-3.js的文本内容,就会重新注册,新的Service
Worker会先install然后进入waiting状态,等到重启浏览器时,老的Service
Worker就会被替换掉,新的Service
Worker进入active状态,如果不想等到重新启动浏览器可以像上面一样在install里面调skipWaiting:

JavaScript

this.skipWaiting();

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this.skipWaiting();

缓存页面

缓存页面显然是必要的,这是最核心的部分,当你在离线的状态下加载页面会之后出现:

www.301.net 7

究其原因就是因为你在离线状态下没办法加载页面,现在有了 service
worker,即使你在没网络的情况下,也可以加载之前缓存好的页面了。

第四步:创建可用的离线页面

离线页面可以是静态的HTML,一般用于提醒用户当前请求的页面暂时无法使用。然而,我们可以提供一些可以阅读的页面链接。

Cache
API可以在main.js中使用。然而,该API使用Promise,在不支持Promise的浏览器中会失败,所有的JavaScript执行会因此受到影响。为了避免这种情况,在访问/js/offlinepage.js的时候我们添加了一段代码来检查当前是否在离线环境中:

/js/offlinepage.js 中以版本号为名称保存了最近的缓存,获取所有URL,删除不是页面的URL,将这些URL排序然后将所有缓存的URL展示在页面上:

// cache name const CACHE = ‘::PWAsite’, offlineURL = ‘/offline/’, list
= document.getElementById(‘cachedpagelist’); // fetch all caches
window.caches.keys() .then(cacheList => { // find caches by and order
by most recent cacheList = cacheList .filter(cName =>
cName.includes(CACHE)) .sort((a, b) => a – b); // open first cache
caches.open(cacheList[0]) .then(cache => { // fetch cached pages
cache.keys() .then(reqList => { let frag =
document.createDocumentFragment(); reqList .map(req => req.url)
.filter(req => (req.endsWith(‘/’) || req.endsWith(‘.html’)) &&
!req.endsWith(offlineURL)) .sort() .forEach(req => { let li =
document.createElement(‘li’), a =
li.appendChild(document.createElement(‘a’)); a.setAttribute(‘href’,
req); a.textContent = a.pathname; frag.appendChild(li); }); if (list)
list.appendChild(frag); }); }) });

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// cache name
const
  CACHE = ‘::PWAsite’,
  offlineURL = ‘/offline/’,
  list = document.getElementById(‘cachedpagelist’);
// fetch all caches
window.caches.keys()
  .then(cacheList => {
    // find caches by and order by most recent
    cacheList = cacheList
      .filter(cName => cName.includes(CACHE))
      .sort((a, b) => a – b);
    // open first cache
    caches.open(cacheList[0])
      .then(cache => {
        // fetch cached pages
        cache.keys()
          .then(reqList => {
            let frag = document.createDocumentFragment();
            reqList
              .map(req => req.url)
              .filter(req => (req.endsWith(‘/’) || req.endsWith(‘.html’)) && !req.endsWith(offlineURL))
              .sort()
              .forEach(req => {
                let
                  li = document.createElement(‘li’),
                  a = li.appendChild(document.createElement(‘a’));
                  a.setAttribute(‘href’, req);
                  a.textContent = a.pathname;
                  frag.appendChild(li);
              });
            if (list) list.appendChild(frag);
          });
      })
  });

(3)fetch资源后cache起来

如下代码,监听fetch事件做些处理:

JavaScript

this.addEventListener(“fetch”, function(event) { event.respondWith(
caches.match(event.request).then(response => { // cache hit if
(response) { return response; } return
util.fetchPut(event.request.clone()); }) ); });

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this.addEventListener("fetch", function(event) {
    event.respondWith(
        caches.match(event.request).then(response => {
            // cache hit
            if (response) {
                return response;
            }
            return util.fetchPut(event.request.clone());
        })
    );
});

先调caches.match看一下缓存里面是否有了,如果有直接返回缓存里的response,否则的话正常请求资源并把它放到cache里面。放在缓存里资源的key值是Request对象,在match的时候,需要请求的url和header都一致才是相同的资源,可以设定第二个参数ignoreVary:

JavaScript

caches.match(event.request, {ignoreVary: true})

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caches.match(event.request, {ignoreVary: true})

表示只要请求url相同就认为是同一个资源。

上面代码的util.fetchPut是这样实现的:

JavaScript

let util = { fetchPut: function (request, callback) { return
fetch(request).then(response => { // 跨域的资源直接return if
(!response || response.status !== 200 || response.type !== “basic”) {
return response; } util.putCache(request, response.clone()); typeof
callback === “function” && callback(); return response; }); }, putCache:
function (request, resource) { // 后台不要缓存,preview链接也不要缓存 if
(request.method === “GET” && request.url.indexOf(“wp-admin”) < 0 &&
request.url.indexOf(“preview_id”) < 0) {
caches.open(CACHE_NAME).then(cache => { cache.put(request,
resource); }); } } };

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let util = {
    fetchPut: function (request, callback) {
        return fetch(request).then(response => {
            // 跨域的资源直接return
            if (!response || response.status !== 200 || response.type !== "basic") {
                return response;
            }
            util.putCache(request, response.clone());
            typeof callback === "function" && callback();
            return response;
        });
    },
    putCache: function (request, resource) {
        // 后台不要缓存,preview链接也不要缓存
        if (request.method === "GET" && request.url.indexOf("wp-admin") < 0
              && request.url.indexOf("preview_id") < 0) {
            caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {
                cache.put(request, resource);
            });
        }
    }
};

需要注意的是跨域的资源不能缓存,response.status会返回0,如果跨域的资源支持CORS,那么可以把request的mod改成cors。如果请求失败了,如404或者是超时之类的,那么也直接返回response让主页面处理,否则的话说明加载成功,把这个response克隆一个放到cache里面,然后再返回response给主页面线程。注意能放缓存里的资源一般只能是GET,通过POST获取的是不能缓存的,所以要做个判断(当然你也可以手动把request对象的method改成get),还有把一些个人不希望缓存的资源也做个判断。

这样一旦用户打开过一次页面,Service
Worker就安装好了,他刷新页面或者打开第二个页面的时候就能够把请求的资源一一做缓存,包括图片、CSS、JS等,只要缓存里有了不管用户在线或者离线都能够正常访问。这样我们自然会有一个问题,这个缓存空间到底有多大?上一篇我们提到Manifest也算是本地存储,PC端的Chrome是5Mb,其实这个说法在新版本的Chrome已经不准确了,在Chrome
61版本可以看到本地存储的空间和使用情况:

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其中Cache Storage是指Service
Worker和Manifest占用的空间大小和,上图可以看到总的空间大小是20GB,几乎是unlimited,所以基本上不用担心缓存会不够用。

缓存后端接口数据

缓存接口数据是需要的,但也不是必须通过 service worker
来实现,前端存放数据的地方有很多,比如通过 localstorage,indexeddb
来进行存储。这里我也是通过 service worker
来实现缓存接口数据的,如果想通过其它方式来实现,只需要注意好 url
路径与数据对应的映射关系即可。

开发者工具

Chrome浏览器提供了一系列的工具来帮助您来调试Service
Worker,日志也会直接显示在控制台上。

您最好使用匿名模式来进行开发工作,这样可以排除缓存对开发的干扰。

最后,Chrome的Lighthouse扩展也可以为您的渐进式Web应用提供一些改进信息。

(4)cache html

上面第(3)步把图片、js、css缓存起来了,但是如果把页面html也缓存了,例如把首页缓存了,就会有一个尴尬的问题——Service
Worker是在页面注册的,但是现在获取页面的时候是从缓存取的,每次都是一样的,所以就导致无法更新Service
Worker,如变成sw-5.js,但是PWA又要求我们能缓存页面html。那怎么办呢?谷歌的开发者文档它只是提到会存在这个问题,但并没有说明怎么解决这个问题。这个的问题的解决就要求我们要有一个机制能知道html更新了,从而把缓存里的html给替换掉。

Manifest更新缓存的机制是去看Manifest的文本内容有没有发生变化,如果发生变化了,则会去更新缓存,Service
Worker也是根据sw.js的文本内容有没有发生变化,我们可以借鉴这个思想,如果请求的是html并从缓存里取出来后,再发个请求获取一个文件看html更新时间是否发生变化,如果发生变化了则说明发生更改了,进而把缓存给删了。所以可以在服务端通过控制这个文件从而去更新客户端的缓存。如下代码:

JavaScript

this.addEventListener(“fetch”, function(event) { event.respondWith(
caches.match(event.request).then(response => { // cache hit if
(response) { //如果取的是html,则看发个请求看html是否更新了 if
(response.headers.get(“Content-Type”).indexOf(“text/html”) >= 0) {
console.log(“update html”); let url = new URL(event.request.url);
util.updateHtmlPage(url, event.request.clone(), event.clientId); }
return response; } return util.fetchPut(event.request.clone()); }) );
});

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this.addEventListener("fetch", function(event) {
 
    event.respondWith(
        caches.match(event.request).then(response => {
            // cache hit
            if (response) {
                //如果取的是html,则看发个请求看html是否更新了
                if (response.headers.get("Content-Type").indexOf("text/html") >= 0) {
                    console.log("update html");
                    let url = new URL(event.request.url);
                    util.updateHtmlPage(url, event.request.clone(), event.clientId);
                }
                return response;
            }
 
            return util.fetchPut(event.request.clone());
        })
    );
});

通过响应头header的content-type是否为text/html,如果是的话就去发个请求获取一个文件,根据这个文件的内容决定是否需要删除缓存,这个更新的函数util.updateHtmlPage是这么实现的:

JavaScript

let pageUpdateTime = { }; let util = { updateHtmlPage: function (url,
htmlRequest) { let pageName = util.getPageName(url); let jsonRequest =
new Request(“/html/service-worker/cache-json/” + pageName + “.sw.json”);
fetch(jsonRequest).then(response => { response.json().then(content
=> { if (pageUpdateTime[pageName] !== content.updateTime) {
console.log(“update page html”); // 如果有更新则重新获取html
util.fetchPut(htmlRequest); pageUpdateTime[pageName] =
content.updateTime; } }); }); }, delCache: function (url) {
caches.open(CACHE_NAME).then(cache => { console.log(“delete cache “

  • url); cache.delete(url, {ignoreVary: true}); }); } };
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let pageUpdateTime = {
 
};
let util = {
    updateHtmlPage: function (url, htmlRequest) {
        let pageName = util.getPageName(url);
        let jsonRequest = new Request("/html/service-worker/cache-json/" + pageName + ".sw.json");
        fetch(jsonRequest).then(response => {
            response.json().then(content => {
                if (pageUpdateTime[pageName] !== content.updateTime) {
                    console.log("update page html");
                    // 如果有更新则重新获取html
                    util.fetchPut(htmlRequest);
                    pageUpdateTime[pageName] = content.updateTime;
                }
            });
        });
    },
    delCache: function (url) {
        caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {
            console.log("delete cache " + url);
            cache.delete(url, {ignoreVary: true});
        });
    }
};

代码先去获取一个json文件,一个页面会对应一个json文件,这个json的内容是这样的:

JavaScript

{“updateTime”:”10/2/2017, 3:23:57 PM”,”resources”: {img: [], css:
[]}}

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{"updateTime":"10/2/2017, 3:23:57 PM","resources": {img: [], css: []}}

里面主要有一个updateTime的字段,如果本地内存没有这个页面的updateTime的数据或者是和最新updateTime不一样,则重新去获取
html,然后放到缓存里。接着需要通知页面线程数据发生变化了,你刷新下页面吧。这样就不用等用户刷新页面才能生效了。所以当刷新完页面后用postMessage通知页面:

JavaScript

let util = { postMessage: async function (msg) { const allClients =
await clients.matchAll(); allClients.forEach(client =>
client.postMessage(msg)); } }; util.fetchPut(htmlRequest, false,
function() { util.postMessage({type: 1, desc: “html found updated”, url:
url.href}); });

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let util = {
    postMessage: async function (msg) {
        const allClients = await clients.matchAll();
        allClients.forEach(client => client.postMessage(msg));
    }
};
util.fetchPut(htmlRequest, false, function() {
    util.postMessage({type: 1, desc: "html found updated", url: url.href});
});

并规定type: 1就表示这是一个更新html的消息,然后在页面监听message事件:

JavaScript

if(“serviceWorker” in navigator) {
navigator.serviceWorker.addEventListener(“message”, function(event) {
let msg = event.data; if (msg.type === 1 && window.location.href ===
msg.url) { console.log(“recv from service worker”, event.data);
window.location.reload(); } }); }

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if("serviceWorker" in navigator) {
    navigator.serviceWorker.addEventListener("message", function(event) {
        let msg = event.data;
        if (msg.type === 1 && window.location.href === msg.url) {
            console.log("recv from service worker", event.data);
            window.location.reload();
        }  
    });
}

然后当我们需要更新html的时候就更新json文件,这样用户就能看到最新的页面了。或者是当用户重新启动浏览器的时候会导致Service
Worker的运行内存都被清空了,即存储页面更新时间的变量被清空了,这个时候也会重新请求页面。

需要注意的是,要把这个json文件的http
cache时间设置成0,这样浏览器就不会缓存了,如下nginx的配置:

JavaScript

location ~* .sw.json$ { expires 0; }

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location ~* .sw.json$ {
    expires 0;
}

因为这个文件是需要实时获取的,不能被缓存,firefox默认会缓存,Chrome不会,加上http缓存时间为0,firefox也不会缓存了。

还有一种更新是用户更新的,例如用户发表了评论,需要在页面通知service
worker把html缓存删了重新获取,这是一个反过来的消息通知:

JavaScript

if (“serviceWorker” in navigator) {
document.querySelector(“.comment-form”).addEventListener(“submit”,
function() { navigator.serviceWorker.controller.postMessage({ type: 1,
desc: “remove html cache”, url: window.location.href} ); } }); }

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if ("serviceWorker" in navigator) {
    document.querySelector(".comment-form").addEventListener("submit", function() {
            navigator.serviceWorker.controller.postMessage({
                type: 1,
                desc: "remove html cache",
                url: window.location.href}
            );
        }
    });
}

Service Worker也监听message事件:

JavaScript

const messageProcess = { // 删除html index 1: function (url) {
util.delCache(url); } }; let util = { delCache: function (url) {
caches.open(CACHE_NAME).then(cache => { console.log(“delete cache “

  • url); cache.delete(url, {ignoreVary: true}); }); } };
    this.addEventListener(“message”, function(event) { let msg = event.data;
    console.log(msg); if (typeof messageProcess[msg.type] === “function”)
    { messageProcess[msg.type](msg.url); } });
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const messageProcess = {
    // 删除html index
    1: function (url) {
        util.delCache(url);
    }
};
 
let util = {
    delCache: function (url) {
        caches.open(CACHE_NAME).then(cache => {
            console.log("delete cache " + url);
            cache.delete(url, {ignoreVary: true});
        });
    }
};
 
this.addEventListener("message", function(event) {
    let msg = event.data;
    console.log(msg);
    if (typeof messageProcess[msg.type] === "function") {
        messageProcess[msg.type](msg.url);
    }
});

根据不同的消息类型调不同的回调函数,如果是1的话就是删除cache。用户发表完评论后会触发刷新页面,刷新的时候缓存已经被删了就会重新去请求了。

这样就解决了实时更新的问题。

缓存策略

明确了哪些资源需要被缓存后,接下来就要谈谈缓存策略了。

渐进式Web应用的要点

渐进式Web应用是一种新的技术,所以使用的时候一定要小心。也就是说,渐进式Web应用可以让您的网站在几个小时内得到改善,并且在不支持渐进式Web应用的浏览器上也不会影响网站的显示。

但是我们需要考虑以下几点:

4. Http/Manifest/Service Worker三种cache的关系

要缓存可以使用三种手段,使用Http
Cache设置缓存时间,也可以用Manifest的Application Cache,还可以用Service
Worker缓存,如果三者都用上了会怎么样呢?

会以Service Worker为优先,因为Service
Worker把请求拦截了,它最先做处理,如果它缓存库里有的话直接返回,没有的话正常请求,就相当于没有Service
Worker了,这个时候就到了Manifest层,Manifest缓存里如果有的话就取这个缓存,如果没有的话就相当于没有Manifest了,于是就会从Http缓存里取了,如果Http缓存里也没有就会发请求去获取,服务端根据Http的etag或者Modified
Time可能会返回304 Not
Modified,否则正常返回200和数据内容。这就是整一个获取的过程。

所以如果既用了Manifest又用Service
Worker的话应该会导致同一个资源存了两次。但是可以让支持Service
Worker的浏览器使用Service Worker,而不支持的使用Manifest.

页面缓存策略

因为是 React
单页同构应用,每次加载页面的时候数据都是动态的,所以我采取的是:

  1. 网络优先的方式,即优先获取网络上最新的资源。当网络请求失败的时候,再去获取
    service worker 里之前缓存的资源
  2. 当网络加载成功之后,就更新 cache
    中对应的缓存资源,保证下次每次加载页面,都是上次访问的最新资源
  3. 如果找不到 service worker 中 url 对应的资源的时候,则去获取 service
    worker 对应的 /index.html 默认首页

// sw.js self.addEventListener(‘fetch’, (e) => {
console.log(‘现在正在请求:’ + e.request.url); const currentUrl =
e.request.url; // 匹配上页面路径 if (matchHtml(currentUrl)) { const
requestToCache = e.request.clone(); e.respondWith( // 加载网络上的资源
fetch(requestToCache).then((response) => { // 加载失败 if (!response
|| response.status !== 200) { throw Error(‘response error’); } //
加载成功,更新缓存 const responseToCache = response.clone();
caches.open(cacheName).then((cache) => { cache.put(requestToCache,
responseToCache); }); console.log(response); return response;
}).catch(function() { //
获取对应缓存中的数据,获取不到则退化到获取默认首页 return
caches.match(e.request).then((response) => { return response ||
caches.match(‘/index.html’); }); }) ); } });

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// sw.js
self.addEventListener(‘fetch’, (e) => {
  console.log(‘现在正在请求:’ + e.request.url);
  const currentUrl = e.request.url;
  // 匹配上页面路径
  if (matchHtml(currentUrl)) {
    const requestToCache = e.request.clone();
    e.respondWith(
      // 加载网络上的资源
      fetch(requestToCache).then((response) => {
        // 加载失败
        if (!response || response.status !== 200) {
          throw Error(‘response error’);
        }
        // 加载成功,更新缓存
        const responseToCache = response.clone();
        caches.open(cacheName).then((cache) => {
          cache.put(requestToCache, responseToCache);
        });
        console.log(response);
        return response;
      }).catch(function() {
        // 获取对应缓存中的数据,获取不到则退化到获取默认首页
        return caches.match(e.request).then((response) => {
           return response || caches.match(‘/index.html’);
        });
      })
    );
  }
});

为什么存在命中不了缓存页面的情况?

  1. 首先需要明确的是,用户在第一次加载你的站点的时候,加载页面后才会去启动
    sw,所以第一次加载不可能通过 fetch 事件去缓存页面
  2. 我的博客是单页应用,但是用户并不一定会通过首页进入,有可能会通过其它页面路径进入到我的网站,这就导致我在
    install 事件中根本没办法指定需要缓存那些页面
  3. 最终实现的效果是:用户第一次打开页面,马上断掉网络,依然可以离线访问我的站点

结合上面三点,我的方法是:第一次加载的时候会缓存 /index.html 这个资源,并且缓存页面上的数据,如果用户立刻离线加载的话,这时候并没有缓存对应的路径,比如 /archives 资源访问不到,这返回 /index.html 走异步加载页面的逻辑。

在 install 事件缓存 /index.html,保证了 service worker
第一次加载的时候缓存默认页面,留下退路。

import constants from ‘./constants’; const cacheName =
constants.cacheName; const apiCacheName = constants.apiCacheName; const
cacheFileList = [‘/index.html’]; self.addEventListener(‘install’, (e)
=> { console.log(‘Service Worker 状态: install’); const
cacheOpenPromise = caches.open(cacheName).then((cache) => { return
cache.addAll(cacheFileList); }); e.waitUntil(cacheOpenPromise); });

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import constants from ‘./constants’;
const cacheName = constants.cacheName;
const apiCacheName = constants.apiCacheName;
const cacheFileList = [‘/index.html’];
 
self.addEventListener(‘install’, (e) => {
  console.log(‘Service Worker 状态: install’);
  const cacheOpenPromise = caches.open(cacheName).then((cache) => {
    return cache.addAll(cacheFileList);
  });
  e.waitUntil(cacheOpenPromise);
});

在页面加载完后,在 React 组件中立刻缓存数据:

// cache.js import constants from ‘../constants’; const apiCacheName =
constants.apiCacheName; export const saveAPIData = (url, data) => {
if (‘caches’ in window) { // 伪造 request/response 数据
caches.open(apiCacheName).then((cache) => { cache.put(url, new
Response(JSON.stringify(data), { status: 200 })); }); } }; // React 组件
import constants from ‘../constants’; export default class extends
PureComponent { componentDidMount() { const { state, data } =
this.props; // 异步加载数据 if (state === constants.INITIAL_STATE ||
state === constants.FAILURE_STATE) { this.props.fetchData(); } else {
// 服务端渲染成功,保存页面数据 saveAPIData(url, data); } } }

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// cache.js
import constants from ‘../constants’;
const apiCacheName = constants.apiCacheName;
 
export const saveAPIData = (url, data) => {
  if (‘caches’ in window) {
    // 伪造 request/response 数据
    caches.open(apiCacheName).then((cache) => {
      cache.put(url, new Response(JSON.stringify(data), { status: 200 }));
    });
  }
};
 
// React 组件
import constants from ‘../constants’;
export default class extends PureComponent {
  componentDidMount() {
    const { state, data } = this.props;
    // 异步加载数据
    if (state === constants.INITIAL_STATE || state === constants.FAILURE_STATE) {
      this.props.fetchData();
    } else {
        // 服务端渲染成功,保存页面数据
      saveAPIData(url, data);
    }
  }
}

这样就保证了用户第一次加载页面,立刻离线访问站点后,虽然无法像第一次一样能够服务端渲染数据,但是之后能通过获取页面,异步加载数据的方式构建离线应用。

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用户第一次访问站点,如果在不刷新页面的情况切换路由到其他页面,则会异步获取到的数据,当下次访问对应的路由的时候,则退化到异步获取数据。

www.301.net 10

当用户第二次加载页面的时候,因为 service worker
已经控制了站点,已经具备了缓存页面的能力,之后在访问的页面都将会被缓存或者更新缓存,当用户离线访问的的时候,也能访问到服务端渲染的页面了。

www.301.net 11

URL隐藏

当您的应用就是一个单URL的应用程序时(比如游戏),我建议您隐藏地址栏。除此之外的情况我并不建议您隐藏地址栏。在Manifest中,display: minimal-ui 或者 display: browser对于大多数情况来说足够用了。

5. 使用Web App Manifest添加桌面入口

注意这里说的是另外一个Manifest,这个Manifest是一个json文件,用来放网站icon名称等信息以便在桌面添加一个图标,以及制造一种打开这个网页就像打开App一样的效果。上面一直说的Manifest是被废除的Application
Cache的Manifest。

这个Maifest.json文件可以这么写:

JavaScript

{ “short_name”: “人人FED”, “name”: “人人网FED,专注于前端技术”,
“icons”: [ { “src”: “/html/app-manifest/logo_48.png”, “type”:
“image/png”, “sizes”: “48×48” }, { “src”:
“/html/app-manifest/logo_96.png”, “type”: “image/png”, “sizes”: “96×96”
}, { “src”: “/html/app-manifest/logo_192.png”, “type”: “image/png”,
“sizes”: “192×192” }, { “src”: “/html/app-manifest/logo_512.png”,
“type”: “image/png”, “sizes”: “512×512” } ], “start_url”:
“/?launcher=true”, “display”: “standalone”, “background_color”:
“#287fc5”, “theme_color”: “#fff” }

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{
  "short_name": "人人FED",
  "name": "人人网FED,专注于前端技术",
  "icons": [
    {
      "src": "/html/app-manifest/logo_48.png",
      "type": "image/png",
      "sizes": "48×48"
    },
    {
      "src": "/html/app-manifest/logo_96.png",
      "type": "image/png",
      "sizes": "96×96"
    },
    {
      "src": "/html/app-manifest/logo_192.png",
      "type": "image/png",
      "sizes": "192×192"
    },
    {
      "src": "/html/app-manifest/logo_512.png",
      "type": "image/png",
      "sizes": "512×512"
    }
  ],
  "start_url": "/?launcher=true",
  "display": "standalone",
  "background_color": "#287fc5",
  "theme_color": "#fff"
}

icon需要准备多种规格,最大需要512px *
512px的,这样Chrome会自动去选取合适的图片。如果把display改成standalone,从生成的图标打开就会像打开一个App一样,没有浏览器地址栏那些东西了。start_url指定打开之后的入口链接。

然后添加一个link标签指向这个manifest文件:

JavaScript

<link rel=”manifest” href=”/html/app-manifest/manifest.json”>

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<link rel="manifest" href="/html/app-manifest/manifest.json">

这样结合Service Worker缓存:
www.301.net 12把start_url指向的页面用Service
Worker缓存起来,这样当用户用Chrome浏览器打开这个网页的时候,Chrome就会在底部弹一个提示,询问用户是否把这个网页添加到桌面,如果点“添加”就会生成一个桌面图标,从这个图标点进去就像打开一个App一样。感受如下:

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比较尴尬的是Manifest目前只有Chrome支持,并且只能在安卓系统上使用,IOS的浏览器无法添加一个桌面图标,因为IOS没有开放这种API,但是自家的Safari却又是可以的。

综上,本文介绍了怎么用Service Worker结合Manifest做一个PWA离线Web
APP,主要是用Service
Worker控制缓存,由于是写JS,比较灵活,还可以与页面进行通信,另外通过请求页面的更新时间来判断是否需要更新html缓存。Service
Worker的兼容性不是特别好,但是前景比较光明,浏览器都在准备支持。现阶段可以结合offline
cache的Manifest做离线应用。

相关阅读:

  1. 为什么要把网站升级到HTTPS
  2. 怎样把网站升级到http/2
  3. 我是怎样让网站用上HTML5
    Manifest

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接口缓存策略

谈完页面缓存,再来讲讲接口缓存,接口缓存就跟页面缓存很类似了,唯一的不同在于:页面第一次加载的时候不一定有缓存,但是会有接口缓存的存在(因为伪造了
cache 中的数据),所以缓存策略跟页面缓存类似:

  1. 网络优先的方式,即优先获取网络上接口数据。当网络请求失败的时候,再去获取
    service worker 里之前缓存的接口数据
  2. 当网络加载成功之后,就更新 cache
    中对应的缓存接口数据,保证下次每次加载页面,都是上次访问的最新接口数据

所以代码就像这样(代码类似,不再赘述):

self.addEventListener(‘fetch’, (e) => { console.log(‘现在正在请求:’

  • e.request.url); const currentUrl = e.request.url; if
    (matchHtml(currentUrl)) { // … } else if (matchApi(currentUrl)) {
    const requestToCache = e.request.clone(); e.respondWith(
    fetch(requestToCache).then((response) => { if (!response ||
    response.status !== 200) { return response; } const responseToCache =
    response.clone(); caches.open(apiCacheName).then((cache) => {
    cache.put(requestToCache, responseToCache); }); return response;
    }).catch(function() { return caches.match(e.request); }) ); } });
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self.addEventListener(‘fetch’, (e) => {
  console.log(‘现在正在请求:’ + e.request.url);
  const currentUrl = e.request.url;
  if (matchHtml(currentUrl)) {
    // …
  } else if (matchApi(currentUrl)) {
    const requestToCache = e.request.clone();
    e.respondWith(
      fetch(requestToCache).then((response) => {
        if (!response || response.status !== 200) {
          return response;
        }
        const responseToCache = response.clone();
        caches.open(apiCacheName).then((cache) => {
          cache.put(requestToCache, responseToCache);
        });
        return response;
      }).catch(function() {
        return caches.match(e.request);
      })
    );
  }
});

这里其实可以再进行优化的,比如在获取数据接口的时候,可以先读取缓存中的接口数据进行渲染,当真正的网络接口数据返回之后再进行替换,这样也能有效减少用户的首屏渲染时间。当然这可能会发生页面闪烁的效果,可以添加一些动画来进行过渡。

缓存过大

你不能将您网站中的所有内容缓存下来。对于小一些的网站来说缓存所有内容并不是一个问题,但是如果一个网站包含了上千个页面呢?很明显不是所有人对网站中的所有内容都感兴趣。存储是有限制的,如果您将所有访问过的页面都缓存下来的话,缓存大小会增长额很快。

你可以这样制定你的缓存策略:

  • 只缓存重要的页面,比如主页,联系人页面和最近浏览文章的页面。
  • 不要缓存任何图片,视频和大文件
  • 定时清理旧的缓存
  • 提供一个“离线阅读”按钮,这样用户就可以选择需要缓存哪些内容了。

其它问题

到现在为止,已经基本上可以实现 service worker
离线缓存应用的效果了,但是还有仍然存在一些问题:

缓存刷新

示例代码中在发起请求之前会先查询缓存。当用户处于离线状态时,这很好,但是如果用户处于在线状态,那他只会浏览到比较老旧的页面。

各种资源比如图片和视频不会改变,所以一般都把这些静态资源设置为长期缓存。这些资源可以直接缓存一年(31,536,000秒)。在HTTP
Header中,就是:

Cache-Control: max-age=31536000

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Cache-Control: max-age=31536000

页面,CSS和脚本文件可能变化的更频繁一些,所以你可以设置一个比较小的缓存超时时间(24小时),并确保在用户网络连接恢复时再次从服务器请求:

Cache-Control: must-revalidate, max-age=86400

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Cache-Control: must-revalidate, max-age=86400

你也可以在每次网站发布时,通过改名的方式强制浏览器重新请求资源。

快速激活 service worker

默认情况下,页面的请求(fetch)不会通过 sw,除非它本身是通过 sw
获取的,也就是说,在安装 sw 之后,需要刷新页面才能有效果。sw
在安装成功并激活之前,不会响应 fetch或push等事件。

因为站点是单页面应用,这就导致了你在切换路由(没有刷新页面)的时候没有缓存接口数据,因为这时候
service worker 还没有开始工作,所以在加载 service worker
的时候需要快速地激活它。代码如下:

self.addEventListener(‘activate’, (e) => { console.log(‘Service
Worker 状态: activate’); const cachePromise = caches.keys().then((keys)
=> { return Promise.all(keys.map((key) => { if (key !== cacheName
&& key !== apiCacheName) { return caches.delete(key); } return null;
})); }); e.waitUntil(cachePromise); // 快速激活 sw,使其能够响应 fetch
事件 return self.clients.claim(); });

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self.addEventListener(‘activate’, (e) => {
  console.log(‘Service Worker 状态: activate’);
  const cachePromise = caches.keys().then((keys) => {
    return Promise.all(keys.map((key) => {
      if (key !== cacheName && key !== apiCacheName) {
        return caches.delete(key);
      }
      return null;
    }));
  });
  e.waitUntil(cachePromise);
  // 快速激活 sw,使其能够响应 fetch 事件
  return self.clients.claim();
});

有的文章说还需要在 install
事件中添加 self.skipWaiting(); 来跳过等待时间,但是我在实践中发现即使不添加也可以正常激活
service worker,原因不详,有读者知道的话可以交流下。

现在当你第一次加载页面,跳转路由,立刻离线访问的页面,也可以顺利地加载页面了。

小结

至此,相信你如果按照本文一步一步操作下来,你也可以很快把自己的Web应用转为PWA。在转为了PWA后,如果有使用满足
PWA
模型的前端控件的需求,你可以试试纯前端表格控件SpreadJS,适用于
.NET、Java 和移动端等平台的表格控件一定不会令你失望的。

原文链接:

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不要强缓存 sw.js

用户每次访问页面的时候都会去重新获取
sw.js,根据文件内容跟之前的版本是否一致来判断 service worker
是否有更新。所以如果你对 sw.js
开启强缓存的话,就将陷入死循环,因为每次页面获取到的 sw.js
都是一样,这样就无法升级你的 service worker。

另外对 sw.js 开启强缓存也是没有必要的:

  1. 本身 sw.js
    文件本身就很小,浪费不了多少带宽,觉得浪费可以使用协商缓存,但额外增加开发负担
  2. sw.js 是在页面空闲的时候才去加载的,并不会影响用户首屏渲染速度

避免改变 sw 的 URL

在 sw 中这么做是“最差实践”,要在原地址上修改 sw。

举个例子来说明为什么:

  1. index.html 注册了 sw-v1.js 作为 sw
  2. sw-v1.js 对 index.html 做了缓存,也就是缓存优先(offline-first)
  3. 你更新了 index.html 重新注册了在新地址的 sw sw-v2.js

如果你像上面那么做,用户永远也拿不到 sw-v2.js,因为 index.html 在
sw-v1.js 缓存中,这样的话,如果你想更新为 sw-v2.js,还需要更改原来的
sw-v1.js。

测试

自此,我们已经完成了使用 service worker
对页面进行离线缓存的功能,如果想体验功能的话,访问我的博客:

随意浏览任意的页面,然后关掉网络,再次访问,之前你浏览过的页面都可以在离线的状态下进行访问了。

IOS 需要 11.3 的版本才支持,使用 Safari 进行访问,Android 请选择支持
service worker 的浏览器

manifest 桌面应用

前面讲完了如何使用 service worker 来离线缓存你的同构应用,但是 PWA
不仅限于此,你还可以使用设置 manifest
文件来将你的站点添加到移动端的桌面上,从而达到趋近于原生应用的体验。

使用 webpack-pwa-manifest 插件

我的博客站点是通过 webpack 来构建前端代码的,所以我在社区里找到
webpack-pwa-manifest 插件用来生成 manifest.json。

首先安装好 webpack-pwa-manifest 插件,然后在你的 webpack
配置文件中添加:

// webpack.config.prod.js const WebpackPwaManifest =
require(‘webpack-pwa-manifest’); module.exports =
webpackMerge(baseConfig, { plugins: [ new WebpackPwaManifest({ name:
‘Lindz\’s Blog’, short_name: ‘Blog’, description: ‘An isomorphic
progressive web blog built by React & Node’, background_color: ‘#333’,
theme_color: ‘#333’, filename: ‘manifest.[hash:8].json’, publicPath:
‘/’, icons: [ { src: path.resolve(constants.publicPath, ‘icon.png’),
sizes: [96, 128, 192, 256, 384, 512], // multiple sizes destination:
path.join(‘icons’) } ], ios: { ‘apple-mobile-web-app-title’: ‘Lindz\’s
Blog’, ‘apple-mobile-web-app-status-bar-style’: ‘#000’,
‘apple-mobile-web-app-capable’: ‘yes’, ‘apple-touch-icon’:
‘//xxx.com/icon.png’, }, }) ] })

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// webpack.config.prod.js
const WebpackPwaManifest = require(‘webpack-pwa-manifest’);
module.exports = webpackMerge(baseConfig, {
  plugins: [
    new WebpackPwaManifest({
      name: ‘Lindz\’s Blog’,
      short_name: ‘Blog’,
      description: ‘An isomorphic progressive web blog built by React & Node’,
      background_color: ‘#333’,
      theme_color: ‘#333’,
      filename: ‘manifest.[hash:8].json’,
      publicPath: ‘/’,
      icons: [
        {
          src: path.resolve(constants.publicPath, ‘icon.png’),
          sizes: [96, 128, 192, 256, 384, 512], // multiple sizes
          destination: path.join(‘icons’)
        }
      ],
      ios: {
        ‘apple-mobile-web-app-title’: ‘Lindz\’s Blog’,
        ‘apple-mobile-web-app-status-bar-style’: ‘#000’,
        ‘apple-mobile-web-app-capable’: ‘yes’,
        ‘apple-touch-icon’: ‘//xxx.com/icon.png’,
      },
    })
  ]
})

简单地阐述下配置信息:

  1. name: 应用名称,就是图标下面的显示名称
  2. short_name: 应用名称,但 name 无法显示完全时候则显示这个
  3. background_color、theme_color:顾名思义,相应的颜色
  4. publicPath: 设置 cdn 路径,跟 webpack 里的 publicPath 一样
  5. icons: 设置图标,插件会自动帮你生成不同 size
    的图片,但是图片大小必须大于最大 sizes
  6. ios: 设置在 safari 中如何去添加桌面应用

设置完之后,webpack 会在构建过程中生成相应的 manifest 文件,并在 html
文件中引用,下面就是生成 manifest 文件:

{ “icons”: [ { “src”:
“/icons/icon_512x512.79ddc5874efb8b481d9a3d06133b6213.png”, “sizes”:
“512×512”, “type”: “image/png” }, { “src”:
“/icons/icon_384x384.09826bd1a5d143e05062571f0e0e86e7.png”, “sizes”:
“384×384”, “type”: “image/png” }, { “src”:
“/icons/icon_256x256.d641a3644ce20c06855db39cfb2f7b40.png”, “sizes”:
“256×256”, “type”: “image/png” }, { “src”:
“/icons/icon_192x192.8f11e077242cccd9c42c0cbbecd5149c.png”, “sizes”:
“192×192”, “type”: “image/png” }, { “src”:
“/icons/icon_128x128.cc0714ab18fa6ee6de42ef3d5ca8fd09.png”, “sizes”:
“128×128”, “type”: “image/png” }, { “src”:
“/icons/icon_96x96.dbfccb1a5cef8093a77c079f761b2d63.png”, “sizes”:
“96×96”, “type”: “image/png” } ], “name”: “Lindz’s Blog”,
“short_name”: “Blog”, “orientation”: “portrait”, “display”:
“standalone”, “start_url”: “.”, “description”: “An isomorphic
progressive web blog built by React & Node”, “background_color”:
“#333”, “theme_color”: “#333” }

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{
  "icons": [
    {
      "src": "/icons/icon_512x512.79ddc5874efb8b481d9a3d06133b6213.png",
      "sizes": "512×512",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "/icons/icon_384x384.09826bd1a5d143e05062571f0e0e86e7.png",
      "sizes": "384×384",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "/icons/icon_256x256.d641a3644ce20c06855db39cfb2f7b40.png",
      "sizes": "256×256",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "/icons/icon_192x192.8f11e077242cccd9c42c0cbbecd5149c.png",
      "sizes": "192×192",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "/icons/icon_128x128.cc0714ab18fa6ee6de42ef3d5ca8fd09.png",
      "sizes": "128×128",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "/icons/icon_96x96.dbfccb1a5cef8093a77c079f761b2d63.png",
      "sizes": "96×96",
      "type": "image/png"
    }
  ],
  "name": "Lindz’s Blog",
  "short_name": "Blog",
  "orientation": "portrait",
  "display": "standalone",
  "start_url": ".",
  "description": "An isomorphic progressive web blog built by React & Node",
  "background_color": "#333",
  "theme_color": "#333"
}

html 中会引用这个文件,并且加上对 ios 添加桌面应用的支持,就像这样。

<!DOCTYPE html> <html lang=en> <head> <meta
name=apple-mobile-web-app-title content=”Lindz’s Blog”> <meta
name=apple-mobile-web-app-capable content=yes> <meta
name=apple-mobile-web-app-status-bar-style content=#838a88> <link
rel=apple-touch-icon href=xxxxx> <link rel=manifest
href=/manifest.21d63735.json> </head> </html>

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<!DOCTYPE html>
<html lang=en>
<head>
  <meta name=apple-mobile-web-app-title content="Lindz’s Blog">
  <meta name=apple-mobile-web-app-capable content=yes>
  <meta name=apple-mobile-web-app-status-bar-style content=#838a88>
  <link rel=apple-touch-icon href=xxxxx>
  <link rel=manifest href=/manifest.21d63735.json>
</head>
</html>

就这么简单,你就可以使用 webpack 来添加你的桌面应用了。

测试

添加完之后你可以通过 chrome 开发者工具 Application – Manifest 来查看你的
mainfest 文件是否生效:

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这样说明你的配置生效了,安卓机会自动识别你的配置文件,并询问用户是否添加。

结尾

讲到这差不多就完了,等以后 IOS 支持 PWA
的其它功能的时候,到时候我也会相应地去实践其它 PWA 的特性的。现在 IOS
11.3 也仅仅支持 PWA 中的 service worker 和 app manifest
的功能,但是相信在不久的将来,其它的功能也会相应得到支持,到时候相信 PWA
将会在移动端绽放异彩的。

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