漸進式Web應用（PWA）入門教程（下）

上篇文章咱們對漸進式Web應用（PWA）作了一些基本的介紹。
漸進式Web應用（PWA）入門教程（上）
在這一節中，咱們將介紹PWA的原理是什麼，它是如何開始工做的。
第一步：使用HTTPS 漸進式Web應用程序須要使用HTTPS鏈接。雖然使用HTTPS會讓您服務器的開銷變多，但使用HTTPS可讓您的網站變得更安全，HTTPS網站在Google上的排名也會更靠前。
因爲Chrome瀏覽器會默認將localhost以及127.x.x.x地址視爲測試地址，因此在本示例中您並不須要開啓HTTPS。另外，出於調試目的，您能夠在啓動Chrome瀏覽器的時候使用如下參數來關閉其對網站HTTPS的檢查：
--user-data-dir
--unsafety-treat-insecure-origin-as-secure
第二步：建立一個應用程序清單（Manifest） 應用程序清單提供了和當前漸進式Web應用的相關信息，如：
應用程序名
描述
全部圖片（包括主屏幕圖標，啓動屏幕頁面和用的圖片或者網頁上用的圖片）
本質上講，程序清單是頁面上用到的圖標和主題等資源的元數據。
程序清單是一個位於您應用根目錄的JSON文件。該JSON文件返回時必須添加

Content-Type: application/manifest+json

 或者 

Content-Type: application/json

HTTP頭信息。程序清單的文件名不限，在本文的示例代碼中爲

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"
    }
  ]
}

　　

程序清單文件創建完以後，你須要在每一個頁面上引用該文件：

<link rel="manifest" href="/manifest.json">

如下屬性在程序清單中常用，介紹說明以下：
name: 用戶看到的應用名稱
short_name: 應用短名稱。當顯示應用名稱的地方不夠時，將使用該名稱。
description: 應用描述。
start_url: 應用起始路徑，相對路徑，默認爲/。
scope: URL範圍。好比：若是您將「/app/」設置爲URL範圍時，這個應用就會一直在這個目錄中。
background_color: 歡迎頁面的背景顏色和瀏覽器的背景顏色（可選）
theme_color: 應用的主題顏色，通常都會和背景顏色同樣。這個設置決定了應用如何顯示。
orientation: 優先旋轉方向，可選的值有：any, natural, landscape, landscape-primary, landscape-secondary, portrait, portrait-primary, and portrait-secondary
display: 顯示方式——fullscreen（無Chrome），standalone（和原生應用同樣），minimal-ui（最小的一套UI控件集）或者browser（最古老的使用瀏覽器標籤顯示）
icons: 一個包含全部圖片的數組。該數組中每一個元素包含了圖片的URL，大小和類型。
第三步：建立一個 Service Worker Service Worker 是一個可編程的服務器代理，它能夠攔截或者響應網絡請求。Service Worker 是位於應用程序根目錄的一個個的JavaScript文件。
您須要在頁面對應的JavaScript文件中註冊該ServiceWorker：

if ('serviceWorker' in navigator) {
  // register service worker
  navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js');
}

若是您不須要離線的相關功能，您能夠只建立一個 

/service-worker.js

文件，這樣用戶就能夠直接安裝您的Web應用了！
Service Worker這個概念可能比較難懂，它實際上是一個工做在其餘線程中的標準的Worker，它不能夠訪問頁面上的DOM元素，沒有頁面上的API，可是能夠攔截全部頁面上的網絡請求，包括頁面導航，請求資源，Ajax請求。
上面就是使用全站HTTPS的主要緣由了。假設您沒有在您的網站中使用HTTPS，一個第三方的腳本就能夠從其餘的域名注入他本身的ServiceWorker，而後篡改全部的請求——這無疑是很是危險的。
Service Worker 會響應三個事件：install，activate和fetch。
Install事件 該事件將在應用安裝完成後觸發。咱們通常在這裏使用Cache API緩存一些必要的文件。
首先，咱們須要提供以下配置
緩存名稱（CACHE）以及版本（version）。應用能夠有多個緩存存儲，可是在使用時只會使用其中一個緩存存儲。每當緩存存儲有變化時，新的版本號將會指定到緩存存儲中。新的緩存存儲將會做爲當前的緩存存儲，以前的緩存存儲將會被做廢。
一個離線的頁面地址（offlineURL）：當用戶訪問了以前沒有訪問過的地址時，該頁面將會顯示。
一個包含了全部必須文件的數組，包括保障頁面正常功能的CSS和JavaScript。在本示例中，我還添加了主頁和logo。當有不一樣的URL指向同一個資源時，你也能夠將這些URL分別寫到這個數組中。offlineURL將會加入到這個數組中。
咱們也能夠將一些非必要的緩存文件（installFilesDesirable）。這些文件在安裝過程當中將會被下載，但若是下載失敗，不會觸發安裝失敗。

// 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()

 方法使用基於Promise的方式使用Cache API將文件存儲到緩存中。

// 安裝靜態資源
function installStaticFiles() {
 
  return caches.open(CACHE)
    .then(cache => {
 
      // 緩存可選文件
      cache.addAll(installFilesDesirable);
 
      // 緩存必須文件
      return cache.addAll(installFilesEssential);
 
    });
 
}

最後，咱們添加一個

install

的事件監聽器。

waitUntil

方法保證了service worker不會安裝直到其相關的代碼被執行。這裏它會執行

installStaticFiles()

方法，而後

self.skipWaiting()

方法來激活service worker：

// 應用安裝
self.addEventListener('install', event => {
 
  console.log('service worker: install');
 
  // 緩存主要文件
  event.waitUntil(
    installStaticFiles()
    .then(() => self.skipWaiting())
  );
 
});

Activate 事件 這個事件會在service worker被激活時發生。你可能不須要這個事件，可是在示例代碼中，咱們在該事件發生時將老的緩存所有清理掉了：

// clear old caches
function clearOldCaches() {
 
  return caches.keys()
    .then(keylist => {
 
      return Promise.all(
        keylist
          .filter(key => key !== CACHE)
          .map(key => caches.delete(key))
      );
 
    });
 
}
 
// application activated
self.addEventListener('activate', event => {
 
  console.log('service worker: activate');
 
    // delete old caches
  event.waitUntil(
    clearOldCaches()
    .then(() => self.clients.claim())
    );
 
});

注意

self.clients.claim()

執行時將會把當前service worker做爲被激活的worker。
Fetch 事件 該事件將會在網絡開始請求時發起。該事件處理函數中，咱們可使用

respondWith()

方法來劫持HTTP的GET請求而後返回：
從緩存中取到的資源文件
若是第一步失敗，資源文件將會從網絡中使用Fetch API來獲取（和service worker中的fetch事件無關）。獲取到的資源將會加入到緩存中。
若是第一步和第二步均失敗，將會從緩存中返回正確的資源文件。

// application fetch network data
self.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));
 
          });
 
      })
 
  );
 
});

offlineAsset(url)

方法中使用了一些helper方法來返回正確的數據：

// 是否爲圖片地址?
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 返回離線資源
function offlineAsset(url) {
 
  if (isImage(url)) {
 
    // 返回圖片
    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()

方法檢查請求是否爲一個圖片，而後返回一個帶有「offline」文字的SVG文件。其餘請求將會返回 offlineURL 頁面。
Chrome開發者工具中的ServiceWorker部分提供了關於當前頁面worker的信息。其中會顯示worker中發生的錯誤，還能夠強制刷新，也可讓瀏覽器進入離線模式。
Cache Storage 部分例舉了當前全部已經緩存的資源。你能夠在緩存須要更新的時候點擊refresh按鈕。
第四步：建立可用的離線頁面 離線頁面能夠是靜態的HTML，通常用於提醒用戶當前請求的頁面暫時沒法使用。然而，咱們能夠提供一些能夠閱讀的頁面連接。
Cache API能夠在main.js中使用。然而，該API使用Promise，在不支持Promise的瀏覽器中會失敗，全部的JavaScript執行會所以受到影響。爲了不這種狀況，在訪問/js/offlinepage.js的時候咱們添加了一段代碼來檢查當前是否在離線環境中：

/js/offlinepage.js

 中以版本號爲名稱保存了最近的緩存，獲取全部URL，刪除不是頁面的URL，將這些URL排序而後將全部緩存的URL展現在頁面上：

// cache name
const
  CACHE = '::PWAsite',
  offlineURL = '/offline/',
  list = document.getElementById('cachedpagelist');
 
// fetch all caches
window.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);
 
          });
 
      })
 
  });

開發者工具 Chrome瀏覽器提供了一系列的工具來幫助您來調試Service Worker，日誌也會直接顯示在控制檯上。
您最好使用匿名模式來進行開發工做，這樣能夠排除緩存對開發的干擾。
最後，Chrome的Lighthouse擴展也能夠爲您的漸進式Web應用提供一些改進信息。
漸進式Web應用的要點 漸進式Web應用是一種新的技術，因此使用的時候必定要當心。也就是說，漸進式Web應用可讓您的網站在幾個小時內獲得改善，而且在不支持漸進式Web應用的瀏覽器上也不會影響網站的顯示。
可是咱們須要考慮如下幾點：
URL隱藏 當您的應用就是一個單URL的應用程序時（好比遊戲），我建議您隱藏地址欄。除此以外的狀況我並不建議您隱藏地址欄。在Manifest中，

display: minimal-ui

 或者 

display: browser

對於大多數狀況來講足夠用了。
緩存過大 你不能將您網站中的全部內容緩存下來。對於小一些的網站來講緩存全部內容並非一個問題，可是若是一個網站包含了上千個頁面呢？很明顯不是全部人對網站中的全部內容都感興趣。存儲是有限制的，若是您將全部訪問過的頁面都緩存下來的話，緩存大小會增加額很快。
你能夠這樣制定你的緩存策略：
只緩存重要的頁面，好比主頁，聯繫人頁面和最近瀏覽文章的頁面。
不要緩存任何圖片，視頻和大文件
定時清理舊的緩存
提供一個「離線閱讀」按鈕，這樣用戶就能夠選擇須要緩存哪些內容了。
緩存刷新 示例代碼中在發起請求以前會先查詢緩存。當用戶處於離線狀態時，這很好，可是若是用戶處於在線狀態，那他只會瀏覽到比較老舊的頁面。
各類資源好比圖片和視頻不會改變，因此通常都把這些靜態資源設置爲長期緩存。這些資源能夠直接緩存一年（31,536,000秒）。在HTTP Header中，就是：

Cache-Control: max-age=31536000

頁面，CSS和腳本文件可能變化的更頻繁一些，因此你能夠設置一個比較小的緩存超時時間（24小時），並確保在用戶網絡鏈接恢復時再次從服務器請求：

Cache-Control: must-revalidate, max-age=86400

你也能夠在每次網站發佈時，經過更名的方式強制瀏覽器從新請求資源。
小結 至此，相信你若是按照本文一步一步操做下來，你也能夠很快把本身的Web應用轉爲PWA。在轉爲了PWA後，若是有使用知足 PWA 模型的前端控件的需求，你能夠試試純前端表格控件SpreadJS，適用於 .NET、Java 和移動端等平臺的表格控件必定不會令你失望的。
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