原文出处,PWA本质上是web应用

作者: mgm娱乐网址  发布:2019-11-14

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。

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。

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。

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

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

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 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):

图片 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。

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。

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;

}

}));

})

);

});

2. Service Worker的支持情况

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

图片 3

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 4

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 5

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。

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 6serviceworker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 7serviceworker缓存调用图片 8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 9serviceworker浏览器支持情况

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。

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())
  );
});

添加到主屏

PWA支持将web应用在主屏桌面上添加一个快捷方式,以方便用户快速访问,同时提升web应用重复访问的几率。你也许会说,现在移动端上的浏览器功能列表里一般都提供了“添加到桌面”的功能呀,但是PWA与浏览器自带的添加到桌面的实现方式不同。

PWA不需要用户刻意去功能列表中使用这个功能按钮,而是在用户访问web应用时,直接在界面中提示一个添加到主屏桌面的横幅,从web应用角度而言,这其实就是主动与被动的区别。

PWA实现该功能非常简单,只需要一个manifest.json文件,文件中用户可以自定义应用的启动页面、模板颜色、图标等内容。下面是我的manifest.json文件设置,大家可作参考:

{

"short_name": "蝉知资源站",

"name": "蝉知资源站",

"icons": [

{

"src": "chanzhiicon.png",

"type": "image/png",

"sizes": "48x48"

},

{

"src": "192.png",

"type": "image/png",

"sizes": "192x192"

},

{

"src": "512.png",

"type": "image/png",

"sizes": "512x512"

},

{

"src": "144.png",

"type": "image/png",

"sizes": "144x144"

}

],

"start_url": "/index.html",

"display": "standalone",

"background_color": "#2196F3",

"orientation": "landscape",

"theme_color": "#2196F3"

}

需要提醒的是,目前移动端IOS系统的支持并不好,安卓手机上须使用57版本以上的谷歌浏览器可以支持该功能,下面是我在安卓手机上的操作演示:

图片 10添加到主屏

(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。

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