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PWA的探索与应用

程序员文章站 2022-08-10 10:12:45
本文由云+社区发表 PWA(Progressive Web App)起源背景 传统的Web网页存在以下几个问题: 进入一个页面必须要记住它的url或者加入书签,入口不便捷; 没网络就没响应,不具备离线能力; 不像APP一样能进行消息推送。 Native app: 开发成本高 软件上线需要审核 即使使 ......

本文由云+社区发表

pwa(progressive web app)起源背景

传统的web网页存在以下几个问题:

  • 进入一个页面必须要记住它的url或者加入书签,入口不便捷;
  • 没网络就没响应,不具备离线能力;
  • 不像app一样能进行消息推送。

native app:

  • 开发成本高
  • 软件上线需要审核
  • 即使使用频率不高,想使用一个app必须先下载安装

pwa概念的提出

2016 年google i/o 大会上提出一个 next web generation 的概念。pwa是在传统web应用的基础上,结合manifest和service worker,完善web应用的一些能力,比如:

  • 添加至主屏幕,点击主屏幕图标可以实现启动动画以及隐藏地址栏
  • 实现离线缓存功能,即使用户手机没有网络,依然可以使用一些离线功能
  • 消息推送

pwa技术点

web app manifest

web app manifest 技术实现了将pwa网页应用 添加至桌面的功能,但该项技术目前仍处于实验性阶段,各浏览器支持度不高

PWA的探索与应用image.png

pwa 站点部署的 manifest.json文件满足以下条件时会自动显示横幅:

- short\\_name (主屏幕显示)
- name (安装横幅显示)
- icons (必须包含一个 mime 类型为 image/png 的图标声明)
- start\\_url (应用启动地址)
- display (必须为 standalone 或 fullscreen)
- 站点注册 service worker。
- 站点支持 https 访问。
- 同一浏览器中站点至少被访问两次,间隔至少为 5 分钟。

service worker

​ pwa应用的离线体验、定期的后台同步以及推送通知等功能的实现依赖于service worker技术,下图为目前sw技术的支持度。

PWA的探索与应用

sw具有以下特征:

  • 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。
  • 一旦被 install,就永远存在,除非被手动 unregister
  • 用到的时候可以直接唤醒,不用的时候自动睡眠
  • 离线内容开发者可控
  • 能向客户端推送消息
  • 不能直接操作 dom
  • 必须在 https 环境下才能工作
  • 异步实现,内部大都是通过 promise 实现

service worker生命周期

PWA的探索与应用

  • installing:这个状态发生在 sw 注册之后开始安装,install 事件回调中执行skipwaiting()方法表示强制当前处在 waiting 状态的 service worker 进入 activate 状态。
  • installed:sw已经完成了安装,等待其他的 sw 线程被关闭。
  • activating:在这个状态下清除其他的worker 以及关联缓存的旧缓存资源,等待新的 sw线程被激活。在 activate 事件回调中执行self.clients.claim()方法表示取得页面的控制权, 这样之后打开页面都会使用版本更新的缓存。旧的 service worker 脚本不再控制着页面,之后会被停止。
  • activated:在这个状态可以处理功能性的事件 fetch (请求)、sync (后台同步)、push (推送)。
  • 废弃状态 ( redundant ):这个状态表示一个 service worker 的生命周期结束。

service worker 支持的事件

PWA的探索与应用

  • install:service worker 安装成功后被触发的事件, 在事件处理函数中可以添加需要缓存的文件
  • activate:当 service worker 安装完成后并进入激活状态,会触发 activate 事件。通过监听 activate 事件你可以做一些预处理,如对旧版本的更新、对无用缓存的清理等。
  • message:service worker 运行于独立 context 中,无法直接访问当前页面主线程的 dom 等信息,但是通过 postmessage api,可以实现他们之间的消息传递,这样主线程就可以接受 service worker 的指令操作 dom。
  • fetch :当浏览器在当前指定的 scope 下发起请求时,会触发 fetch 事件,并得到传有 response 参数的回调函数。fetch 事件特别重要,因为它能够定义你的缓存策略。也就是说,你可以决定何时使用缓存数据,何时使用网络请求来的数据。
  • push:push 事件是为推送准备的。通过 push api,当订阅了推送服务后,可以使用推送方式唤醒 service worker 以响应来自系统消息传递服务的消息,即使用户已经关闭了页面。
  • sync:sync 事件由 background sync (后台同步)发出。background sync 是 google 配合 sw 推出的 api,用于为 service worker 提供一个可以实现注册和监听同步处理的方法。但它还不在 w3c web api 标准中。在 chrome 中这也只是一个实验性功能,需要访问 chrome://flags/#enable-experimental-web-platform-features ,开启该功能,然后重启生效。sync 事件允许延迟网络任务,直到用户连接上网络,它实现的功能通常被称为后台同步。这对于在离线模式下,确保用户启动的任何有网络依赖的任务,最终都将在网络再次可用时达到其预期目的,是非常有用的。

service worker 的工作原理

service worker是基于注册、安装、激活等步骤

注册

if ('serviceworker' in navigator) {
window.addeventlistener('load', function () {
    navigator.serviceworker.register('/jslearning/sw.js') // 默认作用域为jslearning下,也可以通过设置scope参数进行设置
        .then(function (registration) {
            // 注册成功
            console.log('serviceworker registration successful with scope: ', registration.scope);
        })
        .catch(function (err) {
            // 注册失败:(
            console.log('serviceworker registration failed: ', err);
        });
});
}

安装

this.addeventlistener('install', function(event) {
  console.log('v1 installing…');
  //需要缓存的重要的高优先级资源
  var vipurlstoprefetch = [
'./index.html'
  ];
  //次重要的资源
  var urlstoprefetch = [
'./icon.png'
  ];
  event.waituntil(
caches.open(offline_cache_name).then(function(cache) {
  //urlstoprefetch非重要资源,即使有资源加载失败也不影响service worker安装
  cache.addall(urlstoprefetch);
  //vipurlstoprefetch中资源全部请求成功,service worker安装事件才顺利完成,可以进入激活事件
  return cache.addall(vipurlstoprefetch);
})
  );      
});

激活

//service worker激活事件
this.addeventlistener('activate', function(event) {
  //在激活事件中清除非当前版本的缓存避免用户存储空间急剧膨胀
  event.waituntil(caches.keys().then(function(cachenames) {
console.log('v1 activate');
return promise.all(cachenames.map(function(cachename) {
    if (cachename !== offline_cache_name) {
      if(cachename.indexof(offline_cache_prefix) != -1) {
        return caches.delete(cachename);
      }
    }
}));
  }));
});

service worker更新

  • 如果线程的字节与已有的sw线程字节不同,浏览器则考虑更新sw线程。
  • 更新的sw线程与现有sw线程一起启动,并获取自己的 install 事件。
  • 如果新工作sw线程出现不正常状态代码(例如,404)、解析失败,在执行中引发错误或在安装期间被拒,则系统将舍弃新工作线程,但当前工作线程仍处于活动状态。
  • 安装成功后,更新的工作线程将 wait,直到现有工作线程控制0个客户端。
  • self.skipwaiting() 可跳过等待情况,这意味着sw线程在安装完后立即激活。

service worker缓存策略

​ service worker缓存策略大部分在fetch与install时间中定义,对于某些固定不变的静态资源,可以在service worker初次安装的install事件中将其缓存,但资源过大或者网络不佳都会造成资源并未全部下载成功而导致service worker安装被中断安装失败。sw主要有以下几类缓存策略:

  • 不影响安装的资源预缓存
  • 渐进式缓存
  • 仅使用缓存、仅使用网络
  • 缓存优先 、网络优先
// 渐进式缓存
var addtocache = function(req) {   
  return fetch(req.clone()).then(function(resp) {   
    var cacheresp = resp.clone();
    if (!resp.ok) {
      return resp;
    }
    caches.open(offline_cache_name).then(function(cache) {
      cache.put(req.clone(), cacheresp);
    });
    return resp;
  });
};
 
this.addeventlistener('fetch', function(event)  {
  event.respondwith(
     caches.open(offline_cache_name).then(function(cache) {
          return cache.match(event.request);
      }).then(function(response) {
        if (response) {
            return response;
        } else {
            return addtocache(event.request);
        }
    })
  ); 
});

pwa应用可以通过开发者工具中的application进行查看调试,如下图所示:

PWA的探索与应用

pwa优缺点总结

优点

  • 可以将app的快捷方式放置到桌面上,全屏运行,与原生app无异
  • 能够在网络差和断网条件下
  • 推送消息的能力
  • 快速响应用户指令

缺点

  • 支持率不高
  • chrome在安卓移动端上的占有率很低
  • 依赖的gcm服务在国内无法使用
  • 微信小程序的竞争

pwa应用

  • lavas 是一套基于 vue 的 pwa 解决方案,能够帮助开发者快速搭建 pwa 应用
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参考文献

此文已由作者授权腾讯云+社区在各渠道发布

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