PWA:网站离线访问

什么是离线访问

访问网站需要网络,断网情况下访问网站在谷歌浏览器下会跳转到小恐龙页面。
(用鼠标点击小恐龙会有惊喜😁)

图1

Service Worker 是 PWA 的一个特性,可以让我们的网站在断网的情况也能访问。

离线访问原理

正常情况下,访问网站,浏览器会向服务端发送请求,服务端处理之后返回资源。

图2

给网站添加 Service Worker 后。

第一次访问网站,Service Worker 拦截 http 请求;
先去缓存(Cache)里找一找有没有该资源,没找到,向服务端发请求;
服务端返回资源后,将资源添加一份到缓存(Cache)中,再返回给浏览器。

图3

第二次访问网站,Service Worker 拦截 http 请求;
先去缓存(Cache)里找一找有没有该资源,找到了之前添加的资源,直接返回给浏览器;
省去了一次 http 请求,某种程度上来讲,网站访问速度也有提升。

图4

从上述介绍可知,所谓离线访问,还是需要您先访问过该网站,并且 Service Worker 成功将资源在浏览器端进行缓存过,这样之后访问该网站才能做到离线访问。

将网站改造成支持离线访问

准备工作

PWA 要求一:网址必须是 https 协议,或者域名是 localhost。

本地下载个 nginx,将网页部署在 Web 服务器上,通过 localhost 访问。
不了解 Web 服务器的参考:图解 Web 服务器

写个网页 index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Service Worker 离线缓存</title>
    <link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
    <h1>Service Worker 离线缓存 Demo</h1>
</body>
</html>

写样式文件 style.css,设置 h1 字体为红色

h1 {
    color: red;
}

启动 nginx 服务器,通过 localhost 访问网站,可以看到下图。
(我这里端口用的是 3400,你的端口号可能和我的不一样)

图5

注册 Service Worker

修改 index.html,注册 Service Worker

// index.html
<body>
    <h1>Service Worker 离线缓存 Demo</h1>
    <script>
        // 判断浏览器是否支持 Service Worker
        if ('serviceWorker' in navigator) {
            window.addEventListener('load', function () {
                // 注册 Service Worker
                navigator.serviceWorker.register('/sw.js')
                    .then(function (registration) {
                        console.log('sw.js 注册成功', registration.scope);
                    })
                    .catch(function (err) {
                        console.log('sw.js 注册失败 ', err);
                    });
            });
        }
    </script>
</body>
  • 'serviceWorker' in navigator 首先判断浏览器是否支持 Service Worker;
  • navigator.serviceWorker.register('/sw.js') 这行代码即是注册 Service Worker,参数 sw.js 是一个 js 文件,名字可以随意取,service worker 的具体逻辑就写在✍️这里面,比如:拦截 http 请求,对缓存做操作。

写缓存逻辑

创建 sw.js 文件。

  • 监听 fetch 事件,拦截请求;
  • 对缓存做处理,请求再缓存中直接返回,不在缓存中则请求服务端,将响应的资源再缓存中备份一份。
// Service Worker 注册成功后,浏览器访问的每个请求都会经过 fetch 事件拦截
// Service Worker 注册失败,请求不会进入 fetch 事件
self.addEventListener('fetch', function (event) {
    
    // 打印请求资源网址
    console.log('url is', event.request.url)

    event.respondWith(
        // caches 是全局变量,它就是缓存对象
        // 这一步是判断缓存中是否有该资源
        caches.match(event.request).then(function (cacheRes) {
            // cacheRes 不为空,缓存中有该资源,直接返回给浏览器
            // 省去一次 http 请求
            if (cacheRes) {
                return cacheRes;
            }

            // cacheRes 为空,表示缓存中没有该请求
            // 把原始请求拷过来
            var request = event.request.clone(); 

            // fetch 是浏览器自带的请求库,往服务端发送请求
            return fetch(request).then(function (httpRes) {
                // 请求失败了,直接返回失败的结果就好了。。
                if (!httpRes || httpRes.status !== 200) {
                    return httpRes;
                }

                // 请求成功的话,将响应添加到缓存中
                // 下一次请求相同资源时直接从缓存中拿资源,就不用再发请求了
                var responseClone = httpRes.clone();
                caches.open('offline-cache-v1').then(function (cache) {
                    cache.put(event.request, responseClone);
                });

                return httpRes;
            });
        })
    );
})

测试

再次访问网页,还是可以看到之前👆的网页,貌似没啥变化~~

如何模拟离线状态呢?

正常情况下,访问 index.html 网页,内部包含外联样式 style.css,网页字体的颜色由外联样式控制,将 style.css 文件删除,再次访问页面的字体应该变成原来的黑色才对。

刷新页面,可以看到网页的字体仍然是红色,这就说明 Service Worker 缓存成功了。浏览器压根没有去 Web 服务器请求 style.css,而是直接从浏览器端的缓存(Cache)中拿到 style.css。

图6

缓存不是什么神秘的东东,我们可以看得见摸得着它。

DevTool > Application > Cache,可以看到确实有缓存 sytle.css 文件,在红字3位置右键,删除 sytle.css 文件,然后刷新页面,可以看到页面字体变成了黑色。

图7

如果你眼神👁够好,已经看到了上面👆还有个 Service Workers 的选项。

图8

Service Worker 注册一次之后,会一直保存在浏览器端,即便你将网页关闭,它也一直存在。

  • 右边👉箭头 Unregister 按钮可以取消已注册的 Service Worker,但是不会立即生效,当你关闭当前 Tab 页,下次再访问时才会发现被取消;
  • Status #4283 表示 Service Worker 的版本号以及运行状态。

想一想:如果现在服务端的 style.css 样式有修改,浏览器端因为 Service Worker 的缓存中已存在 style.css 资源,压根不会再去服务端请求最新版本的 style.css 文件,怎么办?

更新 Service Worker

一劳永逸法

实际开发中,通常只将不怎么变化的文件放到 Service Worker 中,比如 jquery.min.css、vue.js 这些类库,而开发人员维护的 utils.js 以及 style.css 并不放到 Service Worker 中。

这部分工作在 sw.js 通过判断白名单可以做到,伪代码如下:

// sw.js

// 白名单
const whiteUrls = [
    'jquery.js',
    'vue.js',
]

self.addEventListener('fetch', function (event) {
    event.respondWith(
        caches.match(event.request).then(function (cacheRes) {
            // .......

            return fetch(request).then(function (httpRes) {
                if (!httpRes || httpRes.status !== 200) {
                    return httpRes;
                }

                // 符合白名单的才放到缓存中,其它的正常请求
                if (whiteUrls.findIndex(event.request.url) !== -1) {
                    var responseClone = httpRes.clone();
                    caches.open('offline-cache-v1').then(function (cache) {
                        cache.put(event.request, responseClone);
                    });
                }
                
                return httpRes;
            });
        })
    );
})

这样做的好处是每当自己维护的 utils.js 和 style.css 有变化时,不用做任何其它的操作;

坏处是类库 juqery.min.js 和 vue.js 就没法子更新了,就个人项目来说,一般用的类库都是八百年不会更新的,用这种方法简单点,对于公司的项目来说,还是要做到每次部署上线时都要刷新下缓存才行。客官接着往下看👇

改缓存版本号

每当 sw.js 有变化时,哪怕只有一个标点符号的修改,浏览器端都能识别为 Service Worker 有更新。

当开发人员修改 utils.js 或者 style.css 后,等到下次部署上线时,都要手动修改版本号,示例代码中的 version 变量值。

const version = 'offline-cache-v2'

self.addEventListener('fetch', function (event) {
    event.respondWith(
        caches.match(event.request).then(function (cacheRes) {
            // .......

            return fetch(request).then(function (httpRes) {
                if (!httpRes || httpRes.status !== 200) {
                    return httpRes;
                }

                // 缓存的版本号
                var responseClone = httpRes.clone();
                caches.open(version).then(function (cache) {
                    cache.put(event.request, responseClone);
                });
                
                return httpRes;
            });
        })
    );
})

这样做的目的是告诉浏览器 Service Worker 有更新。下图可以看到 Service Worker 的版本号确实生成了 #4294,但是并不会立即生效,需要关闭当前页面,下次登录才会生效。并且缓存还是 v1,没有变成 v2。

图9
  • 解决上述缓存没有变化的问题:新增 activate 监听函数,每当 sw.js 有变化时都会进入该事件,内部删除旧的缓存对象,创建新的缓存对象;
  • 解决上述需要关闭页面重新打开的问题:新增 install 监听函数,添加代码跳过 skipWaiting 状态,立即生效。

sw.js 最终完善代码如下。

const version = 'offline-cache-v2'

// Serverice Worker 安装成功后触发该事件
self.addEventListener('install', function (event) {
    // sw.js 有更新,立即生效
    event.waitUntil(self.skipWaiting());
});

// sw.js 有更新时触发该事件
self.addEventListener('activate', function (event) {
    event.waitUntil(
        Promise.all([
            // 更新客户端
            self.clients.claim(),

            // 删除旧版本的缓存对象
            caches.keys().then(function (cacheList) {
                return Promise.all(
                    cacheList.map(function (cacheName) {
                        if (cacheName !== version) {
                            return caches.delete(cacheName);
                        }
                    })
                );
            })
        ])
    );
});

// 网页发送请求触发该事件
self.addEventListener('fetch', function (event) {
    
    console.log('url is', event.request.url)

    event.respondWith(
        caches.match(event.request).then(function (response) {
            // 如果 Service Worker 有自己的返回,就直接返回,减少一次 http 请求
            if (response) {
                return response;
            }

            // 如果 service worker 没有返回,那就得直接请求真实远程服务
            var request = event.request.clone(); // 把原始请求拷过来
            return fetch(request).then(function (httpRes) {
                // 请求失败了,直接返回失败的结果就好了。。
                if (!httpRes || httpRes.status !== 200) {
                    return httpRes;
                }

                // 请求成功的话,将请求缓存起来。
                var responseClone = httpRes.clone();
                caches.open(version).then(function (cache) {
                    cache.put(event.request, responseClone);
                });

                return httpRes;
            });
        })
    );
})
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