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PWA介绍及快速上手搭建一个PWA应用的方法

小申同学 人气:1

PWA初次体验

前言：本示例不用安装任何东西

部分资源来自网络资源及PWA官网，不要把PWA想象的太复杂，跟着示例走一下，你行的。

PWA介绍

一个新的前端技术，PWA（ 全称：Progressive Web App ）也就是说这是个渐进式的网页应用程序。

官网： https:/https://img.qb5200.com/download-x/developers.google.com/web/progressive-web-apps/

是 Google 在 2015 年提出，2016年6月才推广的项目。是结合了一系列现代Web技术的组合，在网页应用中实现和原生应用相近的用户体验。

官网上给出 PWA 的宣传是 ： Reliable （ 可靠的 ）、 Fast （ 快速的 ）、 Engaging （ 可参与的 ）

Reliable：当用户从手机主屏幕启动时，不用考虑网络的状态是如何，都可以立刻加载出 PWA。

Fast：这一点应该都很熟悉了吧，站在用户的角度来考虑，如果一个网页加载速度有点长的话，那么我们会放弃浏览该网站，所以 PWA 在这一点上做的很好，他的加载速度是很快的。

Engaging： PWA 可以添加在用户的主屏幕上，不用从应用商店进行下载，他们通过网络应用程序 Manifest file 提供类似于 APP 的使用体验（ 在 Android 上可以设置全屏显示哦，由于 Safari 支持度的问题，所以在 IOS 上并不可以 ），并且还能进行 ”推送通知” 。

PWA关键技术

  • Service Worker （可以理解为服务工厂）
  • Manifest （应用清单）
  • Push Notification （推送通知）

Service Worker

以下用SW来表示

SW 是什么呢？这个是离线缓存文件。我们 PWA 技术使用的就是它！SW 是浏览器在后台独立于网页运行的脚本，它打开了通向不需要网页或用户交互的功能的大门，因为使用了它，才会有的那个 Reliable 特性吧，SW 作用于 浏览器于服务器之间，相当于一个代理服务器。

浏览器支持

顺便带一句：目前只能在 HTTPS 环境下才能使用SW，因为SW 的权利比较大，能够直接截取和返回用户的请求，所以要考虑一下安全性问题。

事件机制

功能(还是比较逆天的)

  • 后台数据的同步
  • 从其他域获取资源请求
  • 接受计算密集型数据的更新，多页面共享该数据
  • 客户端编译与依赖管理
  • 后端服务的hook机制
  • 根据URL模式，自定义模板
  • 性能优化
  • 消息推送
  • 定时默认更新
  • 地理围栏

生命周期

Parsed （ 解析成功 ）： 首次注册 SW 时，浏览器解决脚本并获得入口点，如果解析成功，就可以访问到 SW 注册对象，在这一点中我们需要在 HTML 页面中添加一个判断，判断该浏览器是否支持 SW 。

Installing （ 正在安装 ）：SW 脚本解析完成之后，浏览器会尝试进行安装，installing 中 install 事件被执行，如果其中有 event.waitUntil ( ) 方法，则 installing 事件会一直等到该方法中的 Promise 完成之后才会成功，如果 Promise 被拒绝，则安装失败，SW会进入 Redundant（ 废弃 ）状态。

Installed / Waiting （安装成功/等待中）：如果安装成功，SW 将会进入这个状态。

Activating （ 正在激活 ）：处于 waiting 状态的 SW 发生以下情况，将会进入 activating 状态中：

当前已无激活状态的 worker 、 SW脚本中的 self.skipWaiting（）方法被调用 （ ps： self 是 SW 中作用于全局的对象，这个方法根据英文翻译过来也能明白什么意思啦，跳过等待状态 ）、用户已关闭 SW 作用域下的所有页面，从而释放了当前处于激活状态的 worker、超出指定时间，从而释放当前处于激活状态的 worker

Activated （ 激活成功 ）：该状态，其成功接收了 document 全面控制的激活态 worker 。

Redundant （ 废弃 ）：这个状态的出现时有原因的，如果 installing 事件失败或者 activating 事件失败或者新的 SW 替换其成为激活态 worker 。installing 事件失败和 activating 事件失败的信息我们可以在 Chrome 浏览器的 DevTools 中查看

Manifest

Web App Manifest 是一个 W3C 规范，它定义了一个基于 JSON 的 List 。Manifest 在 PWA 中的作用有：

​ 能够将你浏览的网页添加到你的手机屏幕上

​ 在 Android 上能够全屏启动，不显示地址栏 （ 由于 Iphone 手机的浏览器是 Safari ，所以不支持哦）

​ 控制屏幕 横屏 / 竖屏 展示

​ 定义启动画面

​ 可以设置你的应用启动是从主屏幕启动还是从 URL 启动

​ 可以设置你添加屏幕上的应用程序图标、名字、图标大小

Push Notification

Push 和 Notification 是两个不同的功能，涉及到两个 API 。

​ Notification 是浏览器发出的通知消息。

​ Push 和 Notification 的关系，Push：服务器端将更新的信息传递给 SW ，Notification： SW 将更新的信息推送给用户。

PWA示例

准备

我们先创建一个关于 PWA 的项目文件夹，

进入文件夹下我们准备一张 120x120的图片一张，作为我们的应用程序图标。

创建一个 index.html 文件

创建一个 main.css 文件

创建一个 manifest.json 文件

创建一个 sw.js 文件

index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>Hello PWA</title>
 <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, minimum-scale=1.0">
 <link rel="stylesheet" href="main.css" rel="external nofollow" >
 <link rel="manifest" href="manifest.json" rel="external nofollow" >
</head>
<body>
 <h3>Hello PWA</h3>
</body>
<script>
 // 检测浏览器是否支持SW
 if(navigator.serviceWorker != null){
 navigator.serviceWorker.register('sw.js')
 .then(function(registartion){
  console.log('支持sw:',registartion.scope)
 })
 }
</script>
</html>

main.css

h3{
 color: #f00;
}

manifest.json

short_name: “ " 用户主屏幕上的应用名字

display : “standalone" 设置启动样式，让您的网络应用隐藏浏览器的 URL 地址栏

start_url : “/“ 设置启动网址，如果不提供的话，默认是使用当前页面

theme_color : “ “ 用来告知浏览器用什么颜色来为地址栏等 UI 元素着色

background_color: “ ” 设置启动页面的背景颜色

icons：”” 就是添加到主屏幕之后的图标

{
 "name": "一个PWA示例",
 "short_name": "PWA示例",
 "start_url": "/index.html",
 "display": "standalone",
 "background_color": "#fff",
 "theme_color": "#3eaf7c",
 "icons": [
 {
  "src": "/youhun.jpg",
  "sizes": "120x120",
  "type": "image/png"
 }
 ],
}

sw.js

看网上很多人都安装的hs和ngrokk去调试，在这里为了照顾新手我是直接引用的sw

处理静态缓存，首先定义需要缓存的路径，以及需要缓存的静态文件的列表。

借助 SW 注册完成安装 SW 时，抓取资源写入缓存中。使用了一个方法那就是 self.skipWaiting( ) ，为了在页面更新的过程当中，新的 SW 脚本能够立刻激活和生效。

importScripts("https://storage.googleapis.com/workbox-cdn/releases/3.1.0/workbox-sw.js");
var cacheStorageKey = 'minimal-pwa-1'
var cacheList=[
 '/',
 'index.html',
 'main.css',
 'youhun.jpg'
]
self.addEventListener('install',e =>{
 e.waitUntil(
 caches.open(cacheStorageKey)
 .then(cache => cache.addAll(cacheList))
 .then(() => self.skipWaiting())
 )
})

处理动态缓存，我们监听 fetch 事件，在 caches 中去 match 事件的 request ，如果 response 不为空的话就返回 response ，最后返回 fetch 请求，在 fetch 事件中我们可以手动生成 response 返回给页面。

更新静态资源，缓存的资源会跟随着版本的更新会过期的，所以会根据缓存的字符串名称清除旧缓存。在新安装的 SW 中通过调用 self.clients.claim( ) 取得页面的控制权，这样之后打开页面都会使用版本更新的缓存。旧的 SW 脚本不在控制着页面之后会被停止，也就是会进入 Redundant 期。

self.addEventListener('fetch',function(e){
 e.respondWith(
 caches.match(e.request).then(function(response){
  if(response != null){
  return response
  }
  return fetch(e.request.url)
 })
 )
})
self.addEventListener('activate',function(e){
 e.waitUntil(
 //获取所有cache名称
 caches.keys().then(cacheNames => {
  return Promise.all(
  // 获取所有不同于当前版本名称cache下的内容
  cacheNames.filter(cacheNames => {
   return cacheNames !== cacheStorageKey
  }).map(cacheNames => {
   return caches.delete(cacheNames)
  })
  )
 }).then(() => {
  return self.clients.claim()
 })
 )
})

部署

我们可以把当前pwa目录的所有内容都扔进服务器中，或者coding Pages和gitHub Pages也是可以的，当然，记得开启https。在上变介绍过SW的权利比较大，为了安全性，我们使用https协议来访问。

试着访问一下，我们这里用的coding Pages并且绑定了自己的域名

打开 chrom 的调试工具，打开 application ，点击 service workers 之后我们会发现 sw.js 脚本已经存到了 SW 中 。

我们打开 Network 刷新页面一下，看看，我们的页面资源来自 SW 而不是其他的地方，在 Console 中也打印出了我们在 index.html 中判断的语句，浏览器支持就会打印出这一句话。

接下来我们断网操作，在 Application 中给 Offline 打上对勾就行啦。然后刷新页面，我们仍然能看到之前的页面，原因就是我们在上图看到，他的资源是从 SW 上获得到的。当我们第一次打开这个页面的时候，Resopnse 对象被存到了 Cache Storage （ 定义在 SW 规范中 ，相关资料请同学们自行查询啦 ）中，我们看下图：

通过存放到 Cache Storage 中，我们下次访问的时候如果是弱网或者断网的情况下，就可以不走网络请求，而直接就能将本地缓存的内容展示给用户，优化用户的弱网及断网体验。

这个时候肯定会有同学在想，如果内容更新了，那么页面展示的内容是新内容呢还是旧内容呢？下面我们操作一下，打开 index.html 文件，我们在 body 中添加一个 p 标签 ，然后回到页面刷新。

我们看到，页面上的内容并没有显示出我刚刚添加的那个 p 标签。这说明了，我们拿到的数据还是从 Cache Storage 中获取到的，Cache Storage中的内容并没有更新，强制刷新也不行哦，那么我们怎么才能让我刚刚添加的那个 p 标签显示出来呢。

我们打开 sw.js 脚本文件，我们修改一下 cacheStorageKey。

修改后，我们再次打开该网址，强制刷新下或者关掉浏览器重新打开。

页面中出现了刚刚添加的P标签，我们再看一下 Cache Storage 中的缓存名字，已经被修改。

总结

如果是使用coding或者gitHub提供的pages服务，则需要注意最好绑定下独立域名。如果不绑定则注意下文件请求路径即可。

研究PWA门槛不低，部署的服务器要求HTTPS，ServiceWorker涉及API众多，需要单独学习，另外npm中也已经有这个包了https://www.npmjs.com/package/web-pwa ，玩玩可以，真正部署到项目生产环境可能坑很多，但有坑填坑，不折腾还叫前端么。

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