一、初识PWA

  • PWA,即Progressive Web App, 是提升 Web App 的体验的一种新方法,能给用户原生应用的体验。
  • 一个 PWA 应用首先是一个网页, 可以通过 Web 技术编写出一个网页应用. 随后添加上 App ManifestService Worker 来实现PWA 的安装和离线等功能

1.1 PWA中的一些技术

PWA本身其实是一个概念集合,它不是指某一项技术,而是通过一系列的Web技术与Web标准来优化Web App的安全、性能和体验。其中涉及到的一些技术概念包括了

  • Web App Manifest
  • Service Worker
  • Cache api 缓存
  • Push、Notification 推送与通知
  • Background Sync后台同步
  • 响应式设计

1.2 解决了哪些问题

  • 可以添加至主屏幕,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
  • 实现了消息推送

1.3 PWA存在的问题

  • 支持率不高:现在ios手机端不支持pwaIE也暂时不支持
    Chrome在中国桌面版占有率还是不错的,安卓移动端上的占有率却很低
  • 各大厂商还未明确支持pwa
  • 依赖的GCM服务在国内无法使用
  • 微信小程序的竞争

尽管有上述的一些缺点,PWA技术仍然有很多可以使用的点。

  • service worker技术实现离线缓存,可以将一些不经常更改的静态文件放到缓存中,提升用户体验。
  • service worker实现消息推送,使用浏览器推送功能,吸引用户
    渐进式开发,尽管一些浏览器暂时不支持,可以利用上述技术给使用支持浏览器的用户带来更好的体验

二、PWA的实现

2.1 Manifest实现添加至主屏幕

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<!--index.html-->

<head>
<title>Minimal PWA</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no" />
<link rel="manifest" href="manifest.json" />
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="main.css">
<link rel="icon" href="/e.png" type="image/png" />
</head>
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// manifest.json

{
"name": "Minimal PWA", // 必填 显示的插件名称
"short_name": "PWA Demo", // 可选 在APP launcher和新的tab页显示,如果没有设置,则使用name
"description": "The app that helps you understand PWA", //用于描述应用
"display": "standalone", // 定义开发人员对Web应用程序的首选显示模式。standalone模式会有单独的
"start_url": "/", // 应用启动时的url
"theme_color": "#313131", // 桌面图标的背景色
"background_color": "#313131", // 为web应用程序预定义的背景颜色。在启动web应用程序和加载应用程序的内容之间创建了一个平滑的过渡。
"icons": [ // 桌面图标,是一个数组
{
"src": "icon/lowres.webp",
"sizes": "48x48", // 以空格分隔的图片尺寸
"type": "image/webp" // 帮助userAgent快速排除不支持的类型
},
{
"src": "icon/lowres",
"sizes": "48x48"
},
{
"src": "icon/hd_hi.ico",
"sizes": "72x72 96x96 128x128 256x256"
},
{
"src": "icon/hd_hi.svg",
"sizes": "72x72"
}
]
}

2.2 service worker实现离线缓存

2.2.1 什么是service worker

Service Worker 是 Chrome 团队提出和力推的一个 WEB api,用于给 web 应用提供高级的可持续的后台处理能力

image.png

Service Workers 就像介于服务器和网页之间的拦截器,能够拦截进出的HTTP 请求,从而完全控制你的网站

2.2.2 最主要的特点

  • 在页面中注册并安装成功后,运行于浏览器后台,不受页面刷新的影响,可以监听和截拦作用域范围内所有页面的 HTTP 请求。
  • 网站必须使用 HTTPS。除了使用本地开发环境调试时(如域名使用 localhost)
  • 运行于浏览器后台,可以控制打开的作用域范围下所有的页面请求
  • 单独的作用域范围,单独的运行环境和执行线程
  • 不能操作页面 dom。但可以通过事件机制来处理
  • 事件驱动型服务线程

为什么要求网站必须是HTTPS的,大概是因为service worker权限太大能拦截所有页面的请求,如果http的网站安装service worker很容易被攻击

2.2.3 生命周期

image.png

当用户首次导航至 URL 时,服务器会返回响应的网页。

  • 第1步:当你调用 register() 函数时, Service Worker开始下载。
  • 第2步:在注册过程中,浏览器会下载、解析并执行 Service Worker ()。如果在此步骤中出现任何错误,register()返回的 promise 都会执行 reject操作,并且 Service Worker 会被废弃。
  • 第3步:一旦 Service Worker 成功执行了,install 事件就会激活
  • 第4步:安装完成,Service Worker 便会激活,并控制在其范围内的一切。如果生命周期中的所有事件都成功了,Service Worker便已准备就绪,随时可以使用了!

chrome://serviceworker-internals 来了解当前浏览器中所有已安装Service Worker的详细情况

2.2.4 实现离线缓存

HTTP缓存

  • Web 服务器可以使用 Expires 首部来通知 Web客户端,它可以使用资源的当前副本,直到指定的“过期时间”。反过来,浏览器可以缓存此资源,并且只有在有效期满后才会再次检查新版本。使用 HTTP 缓存意味着你要依赖服务器来告诉你何时缓存资源和何时过期

service worker缓存

  • Service Workers的强大在于它们拦截 HTTP 请求的能力
    进入任何传入的HTTP 请求,并决定想要如何响应。在你的 Service Worker 中,可以编写逻辑来决定想要缓存的资源,以及需要满足什么条件和资源需要缓存多久。一切尽归你掌控!
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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Hello Caching World!</title>
</head>
<body>
<!-- Image -->
<img src="/images/hello.png" />
<!-- javascript -->
<script async src="/js/script.js"></script>
<script>
// 注册 service worker
if ('serviceWorker' in navigator) {
navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js', {scope: '/'}).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);
});
}
</script>
</body>
</html>
  • 注:Service Worker的注册路径决定了其 scope默认作用页面的范围。
  • 如果 service-worker.js是在 /sw/ 页面路径下,这使得该 Service Worker 默认只会收到 页面/sw/ 路径下的 fetch 事件。
  • 如果存放在网站的根路径下,则将会收到该网站的所有 fetch事件。
  • 如果希望改变它的作用域,可在第二个参数设置 scope 范围。示例中将其改为了根目录,即对整个站点生效。
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// service-worker.js

var cacheName = 'helloWorld'; // 缓存的名称
// install 事件,它发生在浏览器安装并注册 Service Worker 时
self.addEventListener('install', event => {
/* event.waitUtil 用于在安装成功之前执行一些预装逻辑
但是建议只做一些轻量级和非常重要资源的缓存,减少安装失败的概率
安装成功后 ServiceWorker 状态会从 installing 变为 installed */
event.waitUntil(
caches.open(cacheName)
.then(cache => cache.addAll([ // 如果所有的文件都成功缓存了,便会安装完成。如果任何文件下载失败了,那么安装过程也会随之失败。
'/js/script.js',
'/images/hello.png'
]))
);
});

/**
为 fetch 事件添加一个事件监听器。接下来,使用 caches.match() 函数来检查传入的请求 URL 是否匹配当前缓存中存在的任何内容。如果存在的话,返回缓存的资源。
如果资源并不存在于缓存当中,通过网络来获取资源,并将获取到的资源添加到缓存中。
*/
self.addEventListener('fetch', function (event) {
event.respondWith(
caches.match(event.request)
.then(function (response) {
if (response) {
return response;
}
var requestToCache = event.request.clone(); //
return fetch(requestToCache).then(
function (response) {
if (!response || response.status !== 200) {
return response;
}
var responseToCache = response.clone();
caches.open(cacheName)
.then(function (cache) {
cache.put(requestToCache, responseToCache);
});
return response;
})
);
});

注:为什么用request.clone()response.clone()
需要这么做是因为requestresponse是一个流,它只能消耗一次。因为我们已经通过缓存消耗了一次,然后发起 HTTP 请求还要再消耗一次,所以我们需要在此时克隆请求
Clone the request—a request is a stream and can only be consumed once

2.2.5 调试相关

chrome浏览器打开https://googlechrome.github.io/samples/service-worker/basic/index.html,这是一个实现了service worker离线缓存功能的网站,打开调试工具

image.png

  • 勾选可以模拟网站离线情况,勾选后network会有一个黄色警告图标,该网站已经离线。此时刷新页面,页面仍然能够正常显示
  • 当前service workerscope。它能够拦截https://googlechrome.github.i…,同样也能够拦截https://googlechrome.github.i.../.html下的请求

调试面板具体代表的什么参看 https://x5.tencent.com/tbs/guide/serviceworker.html的第三部分

2.3 serice worker实现消息推送

image.png

  • 步骤一、提示用户并获得他们的订阅详细信息
  • 步骤二、将这些详细信息保存在服务器上
  • 步骤三、在需要时发送任何消息

不同浏览器需要用不同的推送消息服务器。以 Chrome 上使用 Google Cloud Messaging<GCM> 作为推送服务为例,第一步是注册 applicationServerKey(通过 GCM 注册获取),并在页面上进行订阅或发起订阅。每一个会话会有一个独立的端点(endpoint),订阅对象的属性(PushSubscription.endpoint) 即为端点值。将端点发送给服务器后,服务器用这一值来发送消息给会话的激活的 Service Worker (通过 GCM 与浏览器客户端沟通

步骤一和步骤二

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<!--index.html-->

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Progressive Times</title>
<link rel="manifest" href="/manifest.json">
</head>
<body>
<script>
var endpoint;
var key;
var authSecret;
var vapidPublicKey = 'BAyb_WgaR0L0pODaR7wWkxJi__tWbM1MPBymyRDFEGjtDCWeRYS9EF7yGoCHLdHJi6hikYdg4MuYaK0XoD0qnoY';
// 方法很复杂,但是可以不用具体看,知识用来转化vapidPublicKey用
function urlBase64ToUint8Array(base64String) {
const padding = '='.repeat((4 - base64String.length % 4) % 4);
const base64 = (base64String + padding)
.replace(/\-/g, '+')
.replace(/_/g, '/');
const rawData = window.atob(base64);
const outputArray = new Uint8Array(rawData.length);
for (let i = 0; i < rawData.length; ++i) {
outputArray[i] = rawData.charCodeAt(i);
}
return outputArray;
}
if ('serviceWorker' in navigator) {
navigator.serviceWorker.register('sw.js').then(function (registration) {
return registration.pushManager.getSubscription()
.then(function (subscription) {
if (subscription) {
return;
}
return registration.pushManager.subscribe({
userVisibleOnly: true,
applicationServerKey: urlBase64ToUint8Array(vapidPublicKey)
})
.then(function (subscription) {
var rawKey = subscription.getKey ? subscription.getKey('p256dh') : '';
key = rawKey ? btoa(String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(rawKey))) : '';
var rawAuthSecret = subscription.getKey ? subscription.getKey('auth') : '';
authSecret = rawAuthSecret ?
btoa(String.fromCharCode.apply(null, new Uint8Array(rawAuthSecret))) : '';
endpoint = subscription.endpoint;
return fetch('./register', {
method: 'post',
headers: new Headers({
'content-type': 'application/json'
}),
body: JSON.stringify({
endpoint: subscription.endpoint,
key: key,
authSecret: authSecret,
}),
});
});
});
}).catch(function (err) {
// 注册失败 :(
console.log('ServiceWorker registration failed: ', err);
});
}
</script>
</body>
</html>

步骤三 服务器发送消息给service worker

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// app.js

const webpush = require('web-push');
const express = require('express');
var bodyParser = require('body-parser');
const app = express();
webpush.setVapidDetails(
'mailto:contact@deanhume.com',
'BAyb_WgaR0L0pODaR7wWkxJi__tWbM1MPBymyRDFEGjtDCWeRYS9EF7yGoCHLdHJi6hikYdg4MuYaK0XoD0qnoY',
'p6YVD7t8HkABoez1CvVJ5bl7BnEdKUu5bSyVjyxMBh0'
);
app.post('/register', function (req, res) {
var endpoint = req.body.endpoint;
saveRegistrationDetails(endpoint, key, authSecret);
const pushSubscription = {
endpoint: req.body.endpoint,
keys: {
auth: req.body.authSecret,
p256dh: req.body.key
}
};
var body = 'Thank you for registering';
var iconUrl = 'https://example.com/images/homescreen.png';
// 发送 Web 推送消息
webpush.sendNotification(pushSubscription,
JSON.stringify({
msg: body,
url: 'http://localhost:3111/',
icon: iconUrl
}))
.then(result => res.sendStatus(201))
.catch(err => {
console.log(err);
});
});
app.listen(3111, function () {
console.log('Web push app listening on port 3111!')
});

service worker监听push事件,将通知详情推送给用户

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// service-worker.js

self.addEventListener('push', function (event) {
// 检查服务端是否发来了任何有效载荷数据
var payload = event.data ? JSON.parse(event.data.text()) : 'no payload';
var title = 'Progressive Times';
event.waitUntil(
// 使用提供的信息来显示 Web 推送通知
self.registration.showNotification(title, {
body: payload.msg,
url: payload.url,
icon: payload.icon
})
);
});

三、参考

转载请保持原始链接

原始链接: https://ru23.com/note/c8cbf86a.html