构建离线web应用（一）

时间  2019-12-06
标签 构建 离线 web 应用 栏目 HTML 繁體版
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我喜欢移动app，并且也是那些坚持使用Web技术构建移动应用程序的人之一。javascript

通过技术的不断迭代（可能还有一些其它的东西），移动体验设计越来越平易近人，给予用户更好的体验。css

而今天，咱们就要介绍一个新技术--渐进式 web 应用程序。在理解这个概念并本身尝试了一下以后，我以为没有必要再作 hybrid 应用了。html

咱们准备作这样的一个demo：
demo预览java

Progressive Web Apps

渐进式 Web 应用是典型的旨在提升用户离线体验的 Web 应用。它解决了这样的问题：怎么才能不显示相似下面的离线错误？
离线errorjquery

事实上，PWA 不只解决了离线错误，还在恢复链接的时候将用户与内容链接起来。移动设备是渐进式 web 应用的主要使用场景。让我来告诉你为何？web

桌面浏览器

  • 用户打开电脑（在家、学校或者办公室）chrome

  • 检查是否连上网络，没有则手动链接shell

  • 打开 web 应用api

移动端浏览器

  • 拿出手机promise

  • 默认手机已经链接上网络

  • 直接打开 app

如上，用户对待两种场景的处理方式是不同的。移动端用户不必定有很好的网络链接，有的甚至没有。在这样的场景下，开发商须要作的就是保持用户对产品的好感，在其网络恢复时与其互动。若是信号不好，开发商须要经过一些手段保持用户的耐心，不至于在请求过程当中用户直接关闭 web 应用。

当咱们开始构建 PWA 应用时，你就能理解上面的场景了。

Service Workers

PWA 背后的原理是 service workers。若是想让用户在离线场景下依然保持打开 web 页面，你须要在用户打开 web 应用而且有网络链接时作一些“后台任务”，这个“后台任务”会搜集 web 页面最近一次运行须要的一些资源，以备离线时使用。

这就好像每一年秋收储备粮食，以备冬天不时之需同样，不断循环。

PWA 中的 service worker，能够类比成春天的播种的农民。下面是 MDN 对 service workers 的描述：

Service worker 是一个注册在指定源和路径下的事件驱动 worker。它采用 JavaScript 控制关联的页面或者网站，拦截并修改访问和资源请求，细粒度地缓存资源。你能够彻底控制应用在特定情形（最多见的情形是网络不可用）下的表现。

简而言之，service worker 就是一些在后台运行逻辑的 worker。它没有权限操做 DOM，可是能够调用其它的 API （例如 IndexDB 以及 Fetch API）。

开始以前请牢记：

  • service workers 只能在 HTTPS 协议下生效（或者 Localhost）。

  • service workers 被设计成异步的，不能使用 XHR （但你可使用 Fetch）或者 LocalStorage。

  • service workers 的做用范围是针对相对路径的。所以，demo/sw.js 只能相对于 demo 起做用，demo/first/sw.js 相对于 first。

Mobile 仍是 PWA

若是你能利用 service workers 存储离线使用所需的文件，那你就没有必要开发移动 app 了。若是你的 web 应用对移动用户进行了优化，而且几乎不须要调用移动端的硬件功能，那么你应该尝试一下 PWA。

我花了一些时间看飞行模式下一些移动 app 的表现。我将它们分红三类：

离线状况下不作任何操做

例子： Coinbase
Coinbase

Coinbase 就是一直停留在 loading 的这个页面。它甚至让我怀疑这样的 app 为啥要存在，由于这个页面简直跟 web 展现如出一辙。Coinbase 不是财经类 app，无需实时展现信息，所以，PWA 可能只适用应用于其 App Shell。

App Shell 是指不包含动态内容的一部分应用程序。例如导航菜单、侧边栏、背景、logo 等等。

离线状况下展现警告信息（未链接网络等等），展现 App Shell，但其它都不可用

例子：Uber

Uber

Uber 给用户展现了一些信息（经过 App Shell 以及地图），而且告知用户不能操做是因为他网络中断了。Uber是一个很高频的 app，这样的交互展现对于他们的应用场景颇有意义。

离线状况下展现缓存的数据

例子： Medium

Medium

Medium在离线状态下展现缓存的数据，一些离线展现在这个分类里面的 app（例如，Instagram）还会提示用户离线了，因此，就不要对这个分类里面的 app 指望再搞了。

优化

个人想法是，若是 PWA（或者 service workers）技术成熟而且被大规模应用的话，为何不节省掉：

  1. 前往应用商店

  2. 下载并不经常使用的 app

呢？

当咱们接下来谈到 Web Manifest 时，你就意识到只要给你的 web 应用新增一个桌面 icon，web 应用就能够经过点击这个 icon 实现启动了。

一些公司已经在 PWA 方面作的比较好了，你能够在这个网址上面找到这些公司：pwa.rocks

开发准备

咱们已经介绍了足够多的理论知识了。这是一个手把手的教程，来吧，让咱们动起手来。首先，按照下面的结构来建立一个新的项目：

|--pwa-demo
|----css
|----fonts
|----images
|----js
|----index.html
|----service-worker.js

下载 Materialize 这个 UI 库，用里面 CSS、Fonts、js 文件分别替换项目里面的文件夹。

打开 index.html 文件，引入一些资源：

<!-- ./index.html -->
<!DOCTYPE html>
  <html>
    <head>
      <!--Import Google Icon Font-->
      <link href="https://fonts.googleapis.com/icon?family=Material+Icons" rel="stylesheet">
      <!--Import materialize.css-->
      <link type="text/css" rel="stylesheet" href="css/materialize.min.css" media="screen,projection"/>
      <link type="text/css" rel="stylesheet" href="css/app.css">

      <!--Let browser know website is optimized for mobile-->
      <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"/>
    </head>

    <body>

      Body coming soon

      <!-- Scripts -->
      <script type="text/javascript" src="js/jquery-2.1.1.min.js"></script>
      <script type="text/javascript" src="js/materialize.min.js"></script>
      <script type="text/javascript" src="js/app.js"></script>
    </body>
  </html>

咱们已经引入了下载好的文件，还须要本身在相应的目录建立一下 app.css 以及 app.js 这两个文件。

注册 Service Worker

越早在浏览器注册，Service Worker 就能越早的开始工做。最佳的作法是在应用的入口。在这个项目中，咱们能够在 app.js 注册一个新的 worker：

(function(){
  if ('serviceWorker' in navigator) {
    navigator.serviceWorker
     .register('/service-worker.js')
     .then(function() { 
        console.log('Service Worker Registered'); 
      });
  }    
})()

在作其余操做以前，咱们首先须要检测一下浏览器对于 Service Worker 的兼容性。若是支持，那咱们就能够利用 register 这个方法来注册这个 worker，这个方法告知了 service worker 文件的路径。注册函数返回一个 promise ，你能够在这个 promise 里面判断注册是否成功。

Service Worker 周期

在开始构建 PWA 以前，你须要理解 Service Worker 的生命周期：

Install

这一阶段主要是让 worker 在浏览器给定的做用域挂载。因为这是生命周期的第一步，最好在这一步缓存各类资源：

// ./service-worker.js

var cacheName = 'PWADemo-v1';
var filesToCache = [
  '/index.html',
  '/css/app.css',
  '/js/app.js',
  /* ...and other assets (jQuery, Materialize, fonts, etc) */
];

self.addEventListener('install', function(e) {
  console.log('[ServiceWorker] Install');
  e.waitUntil(
    caches.open(cacheName).then(function(cache) {
      console.log('[ServiceWorker] Caching app shell');
      return cache.addAll(filesToCache);
    })
  );
});

  • caches.open 和 cache.addAll 都是异步操做.service worker 在这些操做完成以前可能会中断,e.waitUntil用来等待 promise 的状态变成 resolved 或者 rejected。

  • 当缓存开关被打开时，咱们尝试利用 addAll 来新增缓存。

  • 请记住，只要有一个文件缓存失败，service worker 就没法被正确挂载。

Activate

当 worker 挂载完成，其效果并不会当即展现出来，除非前一个 service worker 销毁而且该 web 应用被从新访问。假设咱们挂载了另外一个不一样 cacheName 的 service worker:

// ./service-worker.js

var cacheName = 'PWADemo-v2';
var filesToCache = [
  //...
];

self.addEventListener('install', function(e) {
  console.log('[ServiceWorker] Install');
  //...
});

当这个新的 service worker 建立以后，新的缓存 PWADemo-v2 也被建立，这时候 PWADemo-v1 仍然存在。当触发 Activate 时，咱们能够删除 PWADemo-v1，使其“让位”于 PWADemo-v2：

// ./service-worker.js

self.addEventListener('activate', function(e) {
  console.log('[ServiceWorker] Activate');
  e.waitUntil(
    caches.keys().then(function(keyList) {
      return Promise.all(keyList.map(function(key) {
        if (key !== cacheName) {
          console.log('[ServiceWorker] Removing old cache', key);
          return caches.delete(key);
        }
      }));
    })
  );
});

咱们检查全部的 cache 名称，若是发现不是正在使用的 cache，那么将其直接删除。

Fetch

Fetch 不是一个必需的生命周期，但它提供了拦截请求资源的方法。当发送请求时，首先会触发这样的事件：

// ./service-worker.js

self.addEventListener('fetch', function(e) {
  console.log('[ServiceWorker] Fetch', e.request.url);
  e.respondWith(
    caches.match(e.request).then(function(response) {
      return response || fetch(e.request);
    })
  );
});

若是资源已经被缓存了，咱们返回浏览器缓存的版本。若是没有，那么咱们调用 fetch api 去发送 HTTP 请求该资源。

Debuggering Service Workers

因为 service workers 的工做方式，特别是进行缓存时，不是很容易进行 debugger 调试。幸运的是，chrome 的 dev tools 提供了助力。跟着下面的步骤，调试咱们刚注册的 service worker：

  • 打开 chrome dev tools

  • 点击 Application 这一选项，打开 service worker 分区：

Chrome dev tools

  • 你能够查看到 status 是绿色的，这就代表你的 service worker 成功了：

status

  • 你能够打开 "Update on reload" 去强制更新 service worker，不用关闭全部已存在的 session：

update on reload

  • 右击 "Cache Storage"，而后点击刷新去查看缓存。根据名称点击你所设置的cache，而后你就会看到缓存里面的各个项：

Cache storage

接下来

你已经了解了必备的知识点，PWA 的概念对你来讲已经不陌生了。接下来，咱们将要讨论 PWA 的缓存策略。咱们将了解如何使用 IndexDB 来保存数据而不是 localStorage。

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