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改造你的網(wǎng)站,變身 PWA

時間:2023-07-18 12:39:02 | 來源:網(wǎng)站運(yùn)營

時間:2023-07-18 12:39:02 來源:網(wǎng)站運(yùn)營

改造你的網(wǎng)站,變身 PWA:
最近有很多關(guān)于 Progressive Web Apps(PWAs)的消息,很多人都在問這是不是(移動)web 的未來。我不想陷入native app 和 PWA 的紛爭,但是有一件事是確定的 --- PWA極大的提升了移動端表現(xiàn),改善了用戶體驗。

好消息是開發(fā)一個 PWA 并不難。事實(shí)上,我們可以將現(xiàn)存的網(wǎng)站進(jìn)行改進(jìn),使之成為PWA。這也是我這篇文章要講的 -- 當(dāng)你讀完這篇文章,你可以將你的網(wǎng)站改進(jìn),讓他看起來就像是一個 native web app。他可以離線工作并且擁有自己的主屏圖標(biāo)。

Progressive Web Apps 是什么?

Progressive Web Apps (下文以“PWAs”代指) 是一個令人興奮的前端技術(shù)的革新。PWAs綜合了一系列技術(shù)使你的 web app表現(xiàn)得就像是 native mobile app。相比于純 web 解決方案和純 native 解決方案,PWAs對于開發(fā)者和用戶有以下優(yōu)點(diǎn):

  1. 你只需要基于開放的 W3C 標(biāo)準(zhǔn)的 web 開發(fā)技術(shù)來開發(fā)一個app。不需要多客戶端開發(fā)。

  2. 用戶可以在安裝前就體驗?zāi)愕?app。

  3. 不需要通過 AppStore 下載 app。app 會自動升級不需要用戶升級。

  4. 用戶會受到‘安裝’的提示,點(diǎn)擊安裝會增加一個圖標(biāo)到用戶首屏。

  5. 被打開時,PWA 會展示一個有吸引力的閃屏。

  6. chrome 提供了可選選項,可以使 PWA 得到全屏體驗。

  7. 必要的文件會被本地緩存,因此會比標(biāo)準(zhǔn)的web app 響應(yīng)更快(也許也會比native app響應(yīng)快)

  8. 安裝及其輕量 -- 或許會有幾百 kb 的緩存數(shù)據(jù)。

  9. 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)傳輸必須是 https 連接。

  10. PWAs 可以離線工作,并且在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時可以同步最新數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在還處在 PWA 的早期,但已經(jīng)有 很多成功案例 。

PWA 技術(shù)目前被 Firefox,Chrome 和其他基于Blink內(nèi)核的瀏覽器支持。微軟正在努力在Edge瀏覽器上實(shí)現(xiàn)。Apple沒有動作 although there are promising comments in the WebKit five-year plan。幸運(yùn)的是,瀏覽器支持對于 PWA 似乎不太重要...

PWAs 是漸進(jìn)增強(qiáng)的

你的app仍然可以運(yùn)行在不支持 PWA 技術(shù)的瀏覽器里。用戶不能離線訪問,不過其他功能都像原來一樣沒有影響。綜合利弊得失,沒有理由不把你的 app 改進(jìn)為 PWA。

不只是 Apps

Google 引領(lǐng)了 PWA 的一系列動作,所以大多數(shù)教程都在說如何從零開始構(gòu)建一個基于 Chrome,native-looking mobile app。然而并不是只有特殊的單頁應(yīng)用可以PWA化,也不需要一定遵循 material interface design guidelines。大多數(shù)網(wǎng)站都可以在數(shù)小時內(nèi)實(shí)現(xiàn) PWA 化。這包括你的 WordPress站點(diǎn)或者靜態(tài)站點(diǎn)。

示例代碼

示例代碼可以在sitepoint-editors/pwa-retrofit找到。

代碼提供了一個簡單的四個頁面的網(wǎng)站。其中包含一些圖片,一個樣式表和一個main javascript 文件。這個網(wǎng)站可以運(yùn)行在所有現(xiàn)代瀏覽器上(IE10+)。如果瀏覽器支持 PWA 技術(shù),當(dāng)離線時用戶可以瀏覽他們之前看過的頁面。

運(yùn)行代碼前,確保 Node.js 已經(jīng)安裝,然后再命令行里啟動服務(wù):

node ./server.js [port][port]是可配置的,默認(rèn)為 8888。打開 Chrome 或者其他基于Blink內(nèi)核的瀏覽器,比如 Opera 或者 Vivaldi,然后輸入鏈接 http://localhost:8888/(或者你指定的某個端口)。你也可以打開開發(fā)者工具看一下各個console信息。


瀏覽主頁,或者其他頁面,然后用以下任一方法使頁面離線:

  1. 按下 Cmd/Ctrl + C ,停止 node 服務(wù)器,或者

  2. 在開發(fā)者工具的 Network 或者 Application - Service Workers 欄里點(diǎn)擊 offline 選項。

重新瀏覽任意之前瀏覽過的頁面,它們?nèi)匀豢梢詾g覽到。瀏覽一個之前沒有看過的頁面,你會看到一個專門的離線頁面,標(biāo)識“you’re offline”,還有一個你可以瀏覽的頁面列表:

連接手機(jī)



你也可以通過 USB 連接你的安卓手機(jī)來預(yù)覽示例網(wǎng)頁。在開發(fā)者工具中打開 Remote devices 菜單。



在左邊選擇 Settings ,點(diǎn)擊 Add Rule 輸入 8888 端口。你可以在你的手機(jī)上打開Chrome,打開 http://localhost:8888/。

你可以點(diǎn)擊瀏覽器菜單里的 “Add to Home screen”。瀏覽幾個頁面,瀏覽器會提醒你去安裝。這兩種方式都可以創(chuàng)建一個新的圖標(biāo)在你的主屏上。瀏覽幾個頁面后關(guān)掉Chrome,斷開設(shè)備連接。你依然可以打開 PWA Website app -- 你會看到一個啟動頁,并且可以離線訪問之前你訪問過的頁面。

將你的網(wǎng)站改進(jìn)為一個 Progressive Web App 總共有三個必要步驟:

第一步:開啟 HTTPS

由于一些顯而易見的原因,PWAs 需要 HTTPS 連接。

HTTPS 在示例代碼中并不是必須的,因為 Chrome 允許使用 localhost 或者任何 127.x.x.x 的地址來測試。你也可以在 HTTP 連接下測試你的 PWA,你需要使用 Chrome ,并且輸入以下命令行參數(shù):

第二步:創(chuàng)建一個 Web App Manifest

manifest 文件提供了一些我們網(wǎng)站的信息,例如 name,description 和需要在主屏使用的圖標(biāo)的圖片,啟動屏的圖片等。

manifest文件是一個 JSON 格式的文件,位于你項目的根目錄。它必須用Content-Type: application/manifest+json 或者 Content-Type: application/json這樣的 HTTP 頭來請求。這個文件可以被命名為任何名字,在示例代碼中他被命名為 /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" } ]}在頁面的<head>中引入:

<link rel="manifest" href="/manifest.json">manifest 中主要屬性有:

MDN提供了完整的manifest屬性列表:Web App Manifest properties

在開發(fā)者工具中的 Application tab 左邊有 Manifest 選項,你可以驗證你的 manifest JSON 文件,并提供了 “Add to homescreen”。


第三步:創(chuàng)建一個 Service Worker

Service Worker 是攔截和響應(yīng)你的網(wǎng)絡(luò)請求的編程接口。這是一個位于你根目錄的一個單獨(dú)的 javascript 文件。

你的 js 文件(在示例代碼中是 /js/main.js)可以檢查是否支持 Service Worker,并且注冊:

if ('serviceWorker' in navigator) { // register service worker navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js');}如果你不需要離線功能,可以簡單的創(chuàng)建一個空的 /service-worker.js文件 —— 用戶會被提示安裝你的 app。

Service Worker 很復(fù)雜,你可以修改示例代碼來達(dá)到自己的目的。這是一個標(biāo)準(zhǔn)的 web worker,瀏覽器用一個單獨(dú)的線程來下載和執(zhí)行它。它沒有調(diào)用 DOM 和其他頁面 api 的能力,但他可以攔截網(wǎng)絡(luò)請求,包括頁面切換,靜態(tài)資源下載,ajax請求所引起的網(wǎng)絡(luò)請求。

這就是需要 HTTPS 的最主要的原因。想象一下第三方代碼可以攔截來自其他網(wǎng)站的 service worker, 將是一個災(zāi)難。

service worker 主要有三個事件: install,activate 和 fetch。

Install 事件

這個事件在app被安裝時觸發(fā)。它經(jīng)常用來緩存必要的文件。緩存通過 Cache API來實(shí)現(xiàn)。

首先,我們來構(gòu)造幾個變量:

  1. 緩存名稱(CACHE)和版本號(version)。你的應(yīng)用可以有多個緩存但是只能引用一個。我們設(shè)置了版本號,這樣當(dāng)我們有重大更新時,我們可以更新緩存,而忽略舊的緩存。

  2. 一個離線頁面的URL(offlineURL)。當(dāng)離線時用戶試圖訪問之前未緩存的頁面時,這個頁面會呈現(xiàn)給用戶。

  3. 一個擁有離線功能的頁面必要文件的數(shù)組(installFilesEssential)。這個數(shù)組應(yīng)該包含靜態(tài)資源,比如 CSS 和 JavaScript 文件,但我也把主頁面(/)和圖標(biāo)文件寫進(jìn)去了。如果主頁面可以多個URL訪問,你應(yīng)該把他們都寫進(jìn)去,比如/和/index.html。注意,offlineURL也要被寫入這個數(shù)組。

  4. 可選的,描述文件數(shù)組(installFilesDesirable)。這些文件都很會被下載,但如果下載失敗不會中止安裝。

// configurationconst 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()方法添加文件到緩存,這個方法用到了基于 promise的 Cache API。當(dāng)必要的文件都被緩存后才會生成返回值。

// install static assetsfunction installStaticFiles() { return caches.open(CACHE) .then(cache => { // cache desirable files cache.addAll(installFilesDesirable); // cache essential files return cache.addAll(installFilesEssential); });}最后,我們添加install的事件監(jiān)聽函數(shù)。 waitUntil方法確保所有代碼執(zhí)行完畢后,service worker 才會執(zhí)行 install。執(zhí)行 installStaticFiles()方法,然后執(zhí)行 self.skipWaiting()方法使service worker進(jìn)入 active狀態(tài)。

// application installationself.addEventListener('install', event => { console.log('service worker: install'); // cache core files event.waitUntil( installStaticFiles() .then(() => self.skipWaiting()) );});

Activate 事件

當(dāng) install完成后, service worker 進(jìn)入active狀態(tài),這個事件立刻執(zhí)行。你可能不需要實(shí)現(xiàn)這個事件監(jiān)聽,但是示例代碼在這里刪除老舊的無用緩存文件:

// clear old cachesfunction clearOldCaches() { return caches.keys() .then(keylist => { return Promise.all( keylist .filter(key => key !== CACHE) .map(key => caches.delete(key)) ); });}// application activatedself.addEventListener('activate', event => { console.log('service worker: activate'); // delete old caches event.waitUntil( clearOldCaches() .then(() => self.clients.claim()) );});注意,最后的self.clients.claim()方法設(shè)置本身為active的service worker。

Fetch 事件

當(dāng)有網(wǎng)絡(luò)請求時這個事件被觸發(fā)。它調(diào)用respondWith()方法來劫持 GET 請求并返回:

  1. 緩存中的一個靜態(tài)資源。

  2. 如果 #1 失敗了,就用 Fetch API(這與 service worker 的fetch 事件沒關(guān)系)去網(wǎng)絡(luò)請求這個資源。然后將這個資源加入緩存。

  3. 如果 #1 和 #2 都失敗了,那就返回一個適當(dāng)?shù)闹怠?/li>
// application fetch network dataself.addEventListener('fetch', event => { // abandon non-GET requests if (event.request.method !== 'GET') return; let url = event.request.url; event.respondWith( caches.open(CACHE) .then(cache => { return cache.match(event.request) .then(response => { if (response) { // return cached file console.log('cache fetch: ' + url); return response; } // make network request return fetch(event.request) .then(newreq => { console.log('network fetch: ' + url); if (newreq.ok) cache.put(event.request, newreq.clone()); return newreq; }) // app is offline .catch(() => offlineAsset(url)); }); }) );});最后這個offlineAsset(url)方法通過幾個輔助函數(shù)返回一個適當(dāng)?shù)闹担?br>
// is image URL?let iExt = ['png', 'jpg', 'jpeg', 'gif', 'webp', 'bmp'].map(f => '.' + f);function isImage(url) { return iExt.reduce((ret, ext) => ret || url.endsWith(ext), false);}// return offline assetfunction offlineAsset(url) { if (isImage(url)) { // return image return new Response( '<svg role="img" viewBox="0 0 400 300" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"><title>offline</title><path d="M0 0h400v300H0z" fill="#eee" /><text x="200" y="150" text-anchor="middle" dominant-baseline="middle" font-family="sans-serif" font-size="50" fill="#ccc">offline</text></svg>', { headers: { 'Content-Type': 'image/svg+xml', 'Cache-Control': 'no-store' }} ); } else { // return page return caches.match(offlineURL); }}offlineAsset()方法檢查是否是一個圖片請求,如果是,那么返回一個帶有 “offline” 字樣的 SVG。如果不是,返回 offlineURL 頁面。

開發(fā)者工具提供了查看 Service Worker 相關(guān)信息的選項:


在開發(fā)者工具的 Cache Storage 選項列出了所有當(dāng)前域內(nèi)的緩存和所包含的靜態(tài)文件。當(dāng)緩存更新的時候,你可以點(diǎn)擊左下角的刷新按鈕來更新緩存:


不出意料, Clear storage 選項可以刪除你的 service worker 和緩存:


再來一步 - 第四步:創(chuàng)建一個可用的離線頁面

離線頁面可以是一個靜態(tài)頁面,來說明當(dāng)前用戶請求不可用。然而,我們也可以在這個頁面上列出可以訪問的頁面鏈接。

在main.js中我們可以使用 Cache API 。然而API 使用promises,在不支持的瀏覽器中會引起所有javascript運(yùn)行阻塞。為了避免這種情況,我們在加載另一個 /js/offlinepage.js文件之前必須檢查離線文件列表和是否支持 Cache API 。

// load script to populate offline page listif (document.getElementById('cachedpagelist') && 'caches' in window) { var scr = document.createElement('script'); scr.src = '/js/offlinepage.js'; scr.async = 1; document.head.appendChild(scr);}/js/offlinepage.js locates the most recent cache by version name, 取到所有 URL的key的列表,移除所有無用 URL,排序所有的列表并且把他們加到 ID 為cachedpagelist的 DOM 節(jié)點(diǎn)中:

// cache nameconst CACHE = '::PWAsite', offlineURL = '/offline/', list = document.getElementById('cachedpagelist');// fetch all cacheswindow.caches.keys() .then(cacheList => { // find caches by and order by most recent cacheList = cacheList .filter(cName => cName.includes(CACHE)) .sort((a, b) => a - b); // open first cache caches.open(cacheList[0]) .then(cache => { // fetch cached pages cache.keys() .then(reqList => { let frag = document.createDocumentFragment(); reqList .map(req => req.url) .filter(req => (req.endsWith('/') || req.endsWith('.html')) && !req.endsWith(offlineURL)) .sort() .forEach(req => { let li = document.createElement('li'), a = li.appendChild(document.createElement('a')); a.setAttribute('href', req); a.textContent = a.pathname; frag.appendChild(li); }); if (list) list.appendChild(frag); }); }) });

開發(fā)工具

如果你覺得 javascript 調(diào)試?yán)щy,那么 service worker 也不會很好。Chrome的開發(fā)者工具的 Application 提供了一系列調(diào)試工具。

你應(yīng)該打開 隱身窗口 來測試你的 app,這樣在你關(guān)閉這個窗口之后緩存文件就不會保存下來。

最后,Lighthouse extension for Chrome 提供了很多改進(jìn) PWA 的有用信息。

PWA 陷阱

有幾點(diǎn)需要注意:

URL 隱藏

我們的示例代碼隱藏了 URL 欄,我不推薦這種做法,除非你有一個單 url 應(yīng)用,比如一個游戲。對于多數(shù)網(wǎng)站,manifest 選項 display: minimal-ui 或者 display: browser是最好的選擇。

緩存太多

你可以緩存你網(wǎng)站的所有頁面和所有靜態(tài)文件。這對于一個小網(wǎng)站是可行的,但這對于上千個頁面的大型網(wǎng)站實(shí)際嗎?沒有人會對你網(wǎng)站的所有內(nèi)容都感興趣,而設(shè)備的內(nèi)存容量將是一個限制。即使你像示例代碼一樣只緩存訪問過的頁面和文件,緩存大小也會增長的很快。

也許你需要注意:

緩存刷新

在示例代碼中,用戶在請求網(wǎng)絡(luò)前先檢查該文件是否緩存。如果緩存,就使用緩存文件。這在離線情況下很棒,但也意味著在聯(lián)網(wǎng)情況下,用戶得到的可能不是最新數(shù)據(jù)。

靜態(tài)文件,類似于圖片和視頻等,不會經(jīng)常改變的資源,做長時間緩存沒有很大的問題。你可以在HTTP 頭里設(shè)置 Cache-Control 來緩存文件使其緩存時間為一年(31,536,000 seconds):

Cache-Control: max-age=31536000頁面,CSS和 script 文件會經(jīng)常變化,所以你應(yīng)該改設(shè)置一個很短的緩存時間比如 24 小時,并在聯(lián)網(wǎng)時與服務(wù)端文件進(jìn)行驗證:

Cache-Control: must-revalidate, max-age=86400譯自 Retrofit Your Website as a Progressive Web App

關(guān)鍵詞:改造

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