讲讲PWA

时间  2019-11-07
标签 讲讲 pwa 繁體版
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1、背景

文章2017 前端大事件和趋势回顾，2018 何去何从？中提到了2017年前端值得关注的十大事件，其中就提到了PWA。css

你们都知道Native app体验确实很好，下载到手机上以后入口也方便。它也有一些缺点:html

  • 开发成本高(ios和安卓)
  • 软件上线须要审核
  • 版本更新须要将新版本上传到不一样的应用商店
  • 想使用一个app就必须去下载才能使用，即便是偶尔须要使用一下下

而web网页开发成本低，网站更新时上传最新的资源到服务器便可，用手机带的浏览器打开就可使用。可是出了体验上比Native app仍是差一些，还有一些明显的缺点前端

  • 手机桌面入口不够便捷，想要进入一个页面必需要记住它的url或者加入书签
  • 没网络就没响应，不具有离线能力
  • 不像APP同样能进行消息推送

那么什么是PWA呢？ios

2、What's PWA?

PWA全称Progressive Web App，即渐进式WEB应用。git

一个 PWA 应用首先是一个网页, 能够经过 Web 技术编写出一个网页应用. 随后添加上 App Manifest 和 Service Worker 来实现 PWA 的安装和离线等功能 解决了哪些问题？github

  • 能够添加至主屏幕，点击主屏幕图标能够实现启动动画以及隐藏地址栏
  • 实现离线缓存功能，即便用户手机没有网络，依然可使用一些离线功能
  • 实现了消息推送

它解决了上述提到的问题，这些特性将使得 Web 应用渐进式接近原生 App。web

3、PWA的实现

3.1 Manifest实现添加至主屏幕

index.htmlchrome

<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>
复制代码

manifest.jsonexpress

{
  "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，若是没有设置，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应用程序预约义的背景颜色。在启动web应用程序和加载应用程序的内容之间建立了一个平滑的过渡。
  "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"
  }
  ]
}
复制代码

Manifest参考文档：developer.mozilla.org/zh-CN/docs/…json

能够打开网站developers.google.cn/web/showcas…查看添加至主屏幕的动图。

若是用的是安卓手机，能够下载chrome浏览器本身操做看看

3.2 service worker实现离线缓存

3.2.1 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。

Service Workers 就像介于服务器和网页之间的拦截器，可以拦截进出的HTTP 请求，从而彻底控制你的网站。

最主要的特色

  • 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，能够监听和截拦做用域范围内全部页面的 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，能够控制打开的做用域范围下全部的页面请求
  • 单独的做用域范围，单独的运行环境和执行线程
  • 不能操做页面 DOM。但能够经过事件机制来处理
  • 事件驱动型服务线程

为何要求网站必须是HTTPS的，大概是由于service worker权限太大能拦截全部页面的请求吧，若是http的网站安装service worker很容易被攻击

浏览器支持状况

浏览器支持状况详见： caniuse.com/#feat=servi…

生命周期

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:在注册过程当中，浏览器会下载、解析并执行 Service Worker ()。若是在此步骤中出现任何错误，register() 返回的 promise 都会执行 reject 操做，而且 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。若是生命周期中的全部事件都成功了，Service Worker 便已准备就绪，随时可使用了！

chrome://serviceworker-internals 来了解当前浏览器中全部已安装Service Worker的详细状况

3.2.2 HTTP缓存与service worker缓存

  • HTTP缓存

Web 服务器可使用 Expires 首部来通知 Web 客户端，它可使用资源的当前副本，直到指定的“过时时间”。反过来，浏览器能够缓存此资源，而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什么时候缓存资源和什么时候过时。

  • 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，能够编写逻辑来决定想要缓存的资源，以及须要知足什么条件和资源须要缓存多久。一切尽归你掌控！

3.2.3 实现离线缓存

index.html

<!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>
复制代码

注：Service Worker 的注册路径决定了其 scope 默认做用页面的范围。 若是 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。 若是存放在网站的根路径下，则将会收到该网站的全部 fetch 事件。 若是但愿改变它的做用域，可在第二个参数设置 scope 范围。示例中将其改成了根目录，即对整个站点生效。

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 用于在安装成功以前执行一些预装逻辑
 可是建议只作一些轻量级和很是重要资源的缓存，减小安装失败的几率
 安装成功后 ServiceWorker 状态会从 installing 变为 installed */
  event.waitUntil(
    caches.open(cacheName)                  
    .then(cache => cache.addAll([    // 若是全部的文件都成功缓存了，便会安装完成。若是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。若是存在的话，返回缓存的资源。
若是资源并不存在于缓存当中，经过网络来获取资源，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;             
    })
  );
});
复制代码

注：为何用request.clone()和response.clone() 须要这么作是由于request和response是一个流，它只能消耗一次。由于咱们已经经过缓存消耗了一次，而后发起 HTTP 请求还要再消耗一次，因此咱们须要在此时克隆请求 Clone the request—a request is a stream and can only be consumed once.

3.2.4 调试相关

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

介绍一个图中的1.和2.

  1. 勾选能够模拟网站离线状况，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，页面仍然可以正常显示
  2. 当前service worker的scope。它可以拦截https://googlechrome.github.io/samples/service-worker/basic/index.html下的请求，一样也可以拦截https://googlechrome.github.io/samples/service-worker/basic/*/*.html下的请求

调试面板具体表明的什么参看x5.tencent.com/tbs/guide/s…的第三部分

3.3 serice worker实现消息推送

  • 步骤1、提示用户并得到他们的订阅详细信息
  • 步骤2、将这些详细信息保存在服务器上
  • 步骤3、在须要时发送任何消息

不一样浏览器须要用不一样的推送消息服务器。以 Chrome 上使用 Google Cloud Messaging 做为推送服务为例，第一步是注册 applicationServerKey(经过 GCM 注册获取)，并在页面上进行订阅或发起订阅。每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 （经过 GCM 与浏览器客户端沟通）。

步骤一和步骤二 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，可是能够不用具体看，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>
复制代码

步骤三 服务器发送消息给service worker

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!')
});
复制代码

service worker监听push事件，将通知详情推送给用户

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
    })
  );
});
复制代码

扩展知识：[service worker的更新](https://lzw.me/a/pwa-service-worker.html#3.3 Service Worker 的更新)

总结

PWA的优点

  • 能够将app的快捷方式放置到桌面上，全屏运行，与原生app无异
  • 可以在各类网络环境下使用，包括网络差和断网条件下，不会显示undefind
  • 推送消息的能力
  • 其本质是一个网页，没有原生app的各类启动条件，快速响应用户指令

PWA存在的问题

  • 支持率不高:如今ios手机端不支持pwa，IE也暂时不支持
  • Chrome在中国桌面版占有率仍是不错的，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服务在国内没法使用
  • 微信小程序的竞争

尽管有上述的一些缺点，PWA技术仍然有不少可使用的点。

  • service worker技术实现离线缓存，能够将一些不常常更改的静态文件放到缓存中，提高用户体验。
  • 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，能够利用上述技术给使用支持浏览器的用户带来更好的体验。

参考文档

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