改造你的网站,变身 PWA

示例代码

大多数教程都讲述的是如何在Chrome上从零开始制作一个类似原生界面的应用。然而在这篇教程中,我们并不打算做一个单页面应用程序,所以在这我们也不必了解诸如Material
Design等知识。那么下面我们就直接看示例吧。

你可以从GitHub中获取本教程对应的示例代码。

本示例中提供了一个有四个网页的网站,一个CSS文件和一个JavaScript文件。这个网站可以在所有的现代浏览器上正常工作(IE10+)。如果你的浏览器支持渐进式Web应用,用户可以在离线状态下将会直接访问缓存中的页面。

要想运行此示例,请确保你已经安装了Node.js。并请打开命令行,使用以下命令来运行该示例:

node ./server.js [port]

1
node ./server.js [port]

以上命令中,[port]是可选部分,默认为8888。使用 Ctrl + C 即可停止Web服务器。

打开基于Blink内核的浏览器(Opera,Vivaldi,Chrome),然后在地址栏中输入http://localhost:8888/(注意端口号是否正确),即可访问该示例。你可以打开开发者工具(F12 或者 Cmd/Ctrl + Shift +
I)来查看控制台信息。

图片 1图片 2

查看首页,也可以在页面上点击一下,然后使用以下方法进入离线模式:

选中Network标签或者Application -> Service Workers
标签下的“离线”选项。重新访问之前访问过的网页,之前网页仍然会加载:

图片 3图片 4

缓存太多

你可以缓存你网站的所有页面和所有静态文件。这对于一个小网站是可行的,但这对于上千个页面的大型网站实际吗?没有人会对你网站的所有内容都感兴趣,而设备的内存容量将是一个限制。即使你像示例代码一样只缓存访问过的页面和文件,缓存大小也会增长的很快。

也许你需要注意:

  • 只缓存重要的页面,类似主页,和最近的文章。
  • 不要缓存图片,视频和其他大型文件
  • 经常删除旧的缓存文件
  • 提供一个缓存按钮给用户,让用户决定是否缓存

什么是渐进式Web应用?

渐进式Web应用是一种全新的Web技术,让Web应用和原生APP的体验相近或一致。

渐进式Web应用它可以横跨Web技术及Native
APP开发的解决方案,对于开发者的优势如下:

  1. 你只需要关心W3C的Web标准,不用关心各种Native APP的代码。
  2. 用户可以在安装应用之前先试用。
  3. 在渐进式Web应用中,你不需要使用各种应用商店来分发应用,也不用关心应用发布时奇怪的审核标准以及应用内购的平台抽成。另外,应用程序更新是自动进行的,无需用户交互,所以整体的使用体验对于用户来讲更为的平滑。
  4. 渐进式Web应用的“安装”过程很快,只需要在主屏幕上添加一个图标即可。
  5. 渐进式Web应用启动时可以显示一个好看的启动画面。
  6. 你可以在渐进式Web应用中提供具有全屏体验的应用。
  7. 通过系统通知等形式提高用户的粘性。
  8. 渐进式Web应用将会在本地缓存必要的文件,所以渐进式Web应用会比普通的Web应用的性能更好。
  9. 轻量级安装——你只需要缓存几百KB的数据即可。
  10. 所有的数据传输必须使用安全的HTTPS连接
  11. 渐进式Web应用可以离线缓存数据,并且会在重新连接互联网时重新同步数据。

好消息是开发一个 PWA
并不难。事实上,我们可以将现存的网站进行改进,使之成为PWA。这也是我这篇文章要讲的
— 当你读完这篇文章,你可以将你的网站改进,让他看起来就像是一个 native
web app。他可以离线工作并且拥有自己的主屏图标。

渐进式Web应用(PWA)入门教程(上)

2018/05/23 · 基础技术 ·
PWA

原文出处: Craig
Buckler
   译文出处:葡萄城控件   

最近关于渐进式Web应用有好多讨论,有一些人还在质疑渐进式Web应用是否就是移动端未来。

但在这篇文章中我并不会将渐进式APP和原生的APP进行比较,但有一点是可以肯定的,这两种APP的目标都是使用户体验变得更好。

移动端Web应用有很多优秀的概念让人应接不暇,但好在编写一个渐进式Web应用不是一个很困难的事情。在这篇文章里将向你介绍如何把一个普通的网站转换成渐进式Web应用。你可以按照这篇文章一步一步地做,做完之后你的网站将可以实现离线访问,并且可以在桌面上创建该网站的图标。那么下面即将开始入门教程。

示例代码

示例代码可以在https://github.com/sitepoint-editors/pwa-retrofit找到。

代码提供了一个简单的四个页面的网站。其中包含一些图片,一个样式表和一个main
javascript
文件。这个网站可以运行在所有现代浏览器上(IE10+)。如果浏览器支持 PWA
技术,当离线时用户可以浏览他们之前看过的页面。

运行代码前,确保 Node.js 已经安装,然后再命令行里启动服务:

node ./server.js [port]

[port]是可配置的,默认为 8888。打开 Chrome
或者其他基于Blink内核的浏览器,比如 Opera 或者 Vivaldi,然后输入链接
http://localhost:8888/(或者你指定的某个端口)。你也可以打开开发者工具看一下各个console信息。

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浏览主页,或者其他页面,然后用以下任一方法使页面离线:

  1. 按下 Cmd/Ctrl + C ,停止 node 服务器,或者

  2. 在开发者工具的 Network 或者 Application – Service Workers
    栏里点击 offline 选项。

重新浏览任意之前浏览过的页面,它们仍然可以浏览到。浏览一个之前没有看过的页面,你会看到一个专门的离线页面,标识“you’re
offline”,还有一个你可以浏览的页面列表:

图片 6

渐进式Web应用发展的现状

渐进式Web应用才刚刚开始发展,但实际上在国内,有些网站已经实际开始PWA的实践了,例如:微博、豆瓣、淘宝等平台。可能这时候聪明的你可能就会产生疑问,那这个PWA不就是和微信小程序一样吗,对是这样,二者的目的是一致的,就是在移动端为用户提供足够轻量且与原生应用使用体验相近的“轻”应用。

但就目前来讲,PWA是Google主推的一项技术标准,FireFox,Chrome以及一些基于Blink的浏览器已经支持渐进式Web应用了,Edge上对渐进式Web应用的支持还在开发。Apple公司也表示会考虑在自己Safari支持PWA。然而这项功能已经进入了WebKit内核的五年计划中。长期来看,对浏览器兼容性的支持方面应该已经不算太大问题了。况且在现阶段,在不支持渐进式Web应用的浏览器中,你的应用也只是无法使用渐进式Web应用的离线功能而已,除此之外的功能均可以正常使用。

而在微信这边,凭借庞大的用户基数和体量能否与PWA分庭抗礼乃至笑到最后目前还不得而知。

第一步:开启 HTTPS

由于一些显而易见的原因,PWAs 需要 HTTPS 连接。

HTTPS 在示例代码中并不是必须的,因为 Chrome 允许使用 localhost 或者任何
127.x.x.x 的地址来测试。你也可以在 HTTP 连接下测试你的 PWA,你需要使用
Chrome ,并且输入以下命令行参数:

  • --user-data-dir
  • --unsafety-treat-insecure-origin-as-secure

小结

通过本节对渐进式Web应用的介绍,相信大家对PWA是什么已经有了基本的认识。PWA有无需担心有无网络的特点,并具有独立入口与独立的保护机制。新标准的推出很可能会带着
Web 应用在移动设备上浴火重生。所以满足 PWA
模型的前端控件,如纯前端表格控件SpreadJS,将逐渐成为移动操作系统的一等公民,并将向Native
APP发起挑战。

在下节中我们将带你一起去看看,PWA的原理是什么,以及它究竟是如何工作的,敬请期待。

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Activate 事件

当 install完成后, service worker
进入active状态,这个事件立刻执行。你可能不需要实现这个事件监听,但是示例代码在这里删除老旧的无用缓存文件:

// 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,最后的self.clients.claim()方法设置本身为active的service worker。

连接移动端安装

除了在PC浏览器访问外,你也可以在移动设备上访问该示例。使用USB线缆将你的移动设备连接到电脑上,然后从右上角三个点菜单中打开More
tools – Remote devices标签

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点击左侧的Settings菜单,然后添加一条端口映射(Port Forwarding)的规则,将8888映射为localhost:8888,现在你可以直接在手机打开Chrome然后访问http://localhost:8888 。

你可以使用浏览器的“添加到主屏幕”功能将当前网页添加到主屏幕,在你访问了几个页面之后,浏览器会将这个Web应用“安装”到你的设备上。浏览几个页面,关闭Chrome并将设备与电脑断开连接,点击桌面上生成的图标,你会看到一个Splash页面,并且你可以继续浏览之前浏览过的页面。

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连接手机

你也可以通过 USB 连接你的安卓手机来预览示例网页。在开发者工具中打开
Remote devices 菜单。

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在左边选择 Settings ,点击 Add Rule 输入 8888
端口。你可以在你的手机上打开Chrome,打开
http://localhost:8888/

你可以点击浏览器菜单里的 “Add to Home
screen”。浏览几个页面,浏览器会提醒你去安装。这两种方式都可以创建一个新的图标在你的主屏上。浏览几个页面后关掉Chrome,断开设备连接。你依然可以打开
PWA Website app —
你会看到一个启动页,并且可以离线访问之前你访问过的页面。

将你的网站改进为一个 Progressive Web App 总共有三个必要步骤:

Install 事件

这个事件在app被安装时触发。它经常用来缓存必要的文件。缓存通过 Cache
API
来实现。

首先,我们来构造几个变量:

  1. 缓存名称(CACHE)和版本号(version)。你的应用可以有多个缓存但是只能引用一个。我们设置了版本号,这样当我们有重大更新时,我们可以更新缓存,而忽略旧的缓存。

  2. 一个离线页面的URL(offlineURL)。当离线时用户试图访问之前未缓存的页面时,这个页面会呈现给用户。

  3. 一个拥有离线功能的页面必要文件的数组(installFilesEssential)。这个数组应该包含静态资源,比如
    CSS 和 JavaScript
    文件,但我也把主页面(/)和图标文件写进去了。如果主页面可以多个URL访问,你应该把他们都写进去,比如//index.html。注意,offlineURL也要被写入这个数组。

  4. 可选的,描述文件数组(installFilesDesirable)。这些文件都很会被下载,但如果下载失败不会中止安装。

// configuration
const
  version = '1.0.0',
  CACHE = version + '::PWAsite',
  offlineURL = '/offline/',
  installFilesEssential = [
    '/',
    '/manifest.json',
    '/css/styles.css',
    '/js/main.js',
    '/js/offlinepage.js',
    'logo/logo152.png'
  ].concat(offlineURL),
  installFilesDesirable = [
    '/favicon.ico',
    'logo/logo016.png',
    'hero/power-pv.jpg',
    'hero/power-lo.jpg',
    'hero/power-hi.jpg'
  ];

installStaticFiles()方法添加文件到缓存,这个方法用到了基于 promise的
Cache
API
。当必要的文件都被缓存后才会生成返回值。

// install static assets
function installStaticFiles() {

  return caches.open(CACHE)
    .then(cache => {

      // cache desirable files
      cache.addAll(installFilesDesirable);

      // cache essential files
      return cache.addAll(installFilesEssential);

    });

}

最后,我们添加install的事件监听函数。
waitUntil方法确保所有代码执行完毕后,service worker 才会执行
install。执行 installStaticFiles()方法,然后执行
self.skipWaiting()方法使service worker进入 active状态。

// application installation
self.addEventListener('install', event => {

  console.log('service worker: install');

  // cache core files
  event.waitUntil(
    installStaticFiles()
    .then(() => self.skipWaiting())
  );

});

第二步:创建一个 Web App Manifest

manifest 文件提供了一些我们网站的信息,例如 name,description
和需要在主屏使用的图标的图片,启动屏的图片等。

manifest文件是一个 JSON
格式的文件,位于你项目的根目录。它必须用Content-Type: application/manifest+json
或者 Content-Type: application/json这样的 HTTP
头来请求。这个文件可以被命名为任何名字,在示例代码中他被命名为
/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"           : "logo/logo072.png",
      "sizes"         : "72x72",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "logo/logo152.png",
      "sizes"         : "152x152",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "logo/logo192.png",
      "sizes"         : "192x192",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "logo/logo256.png",
      "sizes"         : "256x256",
      "type"          : "image/png"
    },
    {
      "src"           : "logo/logo512.png",
      "sizes"         : "512x512",
      "type"          : "image/png"
    }
  ]
}

在页面的<head>中引入:

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

manifest 中主要属性有:

  • name —— 网页显示给用户的完整名称
  • short_name —— 当空间不足以显示全名时的网站缩写名称
  • description —— 关于网站的详细描述
  • start_url —— 网页的初始 相对 URL(比如 /
  • scope —— 导航范围。比如,/app/的scope就限制 app 在这个文件夹里。
  • background-color —— 启动屏和浏览器的背景颜色
  • theme_color ——
    网站的主题颜色,一般都与背景颜色相同,它可以影响网站的显示
  • orientation —— 首选的显示方向:any, natural, landscape,
    landscape-primary, landscape-secondary, portrait,
    portrait-primary, 和 portrait-secondary
  • display —— 首选的显示方式:fullscreen,
    standalone(看起来像是native
    app),minimal-ui(有简化的浏览器控制选项) 和 browser(常规的浏览器
    tab)
  • icons —— 定义了 src URL, sizestype的图片对象数组。

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

在开发者工具中的 Application tab 左边有 Manifest
选项,你可以验证你的 manifest JSON 文件,并提供了 “Add to homescreen”。

图片 13

开发工具

如果你觉得 javascript 调试困难,那么 service worker
也不会很好。Chrome的开发者工具的 Application 提供了一系列调试工具。

你应该打开 隐身窗口 来测试你的
app,这样在你关闭这个窗口之后缓存文件就不会保存下来。

最后,Lighthouse extension for
Chrome

提供了很多改进 PWA 的有用信息。

缓存刷新

在示例代码中,用户在请求网络前先检查该文件是否缓存。如果缓存,就使用缓存文件。这在离线情况下很棒,但也意味着在联网情况下,用户得到的可能不是最新数据。

静态文件,类似于图片和视频等,不会经常改变的资源,做长时间缓存没有很大的问题。你可以在HTTP
头里设置 Cache-Control 来缓存文件使其缓存时间为一年(31,536,000
seconds):

Cache-Control: max-age=31536000

页面,CSS和 script
文件会经常变化,所以你应该改设置一个很短的缓存时间比如 24
小时,并在联网时与服务端文件进行验证:

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

译自 Retrofit Your Website as a Progressive Web
App

再来一步 – 第四步:创建一个可用的离线页面

离线页面可以是一个静态页面,来说明当前用户请求不可用。然而,我们也可以在这个页面上列出可以访问的页面链接。

main.js中我们可以使用 Cache API 。然而API
使用promises,在不支持的浏览器中会引起所有javascript运行阻塞。为了避免这种情况,我们在加载另一个
/js/offlinepage.js 文件之前必须检查离线文件列表和是否支持 Cache API 。

// load script to populate offline page list
if (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,移除所有无用 URL,排序所有的列表并且把他们加到
ID 为cachedpagelist的 DOM 节点中:

// 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);

          });

      })

  });
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