Web API-Service Worker

概念简介

service worker 的功能类似于代理服务器，允许你去修改请求和响应，将其替换成来自其自身缓存的项目。换句话说，就是对资源缓存和自定义的网络请求进行控制，因此可以让Web App 在网络丢失的状态下，也能读取缓存内容进项访问。

注意

Service Worker 需要运行在安全的环境：

• HTTPS
• localhost，浏览器认为localhost也是一个安全的环境

service worker 概念：

• Service worker 是一个注册在指定源和路径下的事件驱动 worker。

• 采用 JavaScript 文件的形式，控制关联的页面或者网站，拦截并修改访问和资源请求，细粒度地缓存资源。

• Service worker 运行在 worker 上下文，无法访问 DOM，相对于 JavaScript 主线程，它运行在其他线程中，所以不会造成阻塞，被设计为完全异步。

  • 无法访问 DOM
  • 同步 XHR 和 Web Storage 不能在 service worker 中使用
  • 请求数据可以使用fetch

• Service worker 中有大量使用的Promise。

生命周期

1. 下载

用户首次访问 service worker 控制的网站或页面时，service worker 会立刻被下载。

之后，会在下面情况下触发更新下载：

• 一个前往作用域内页面的导航（ 新页面 ）
• 在 service worker 上的一个事件被触发并且过去 24 小时没有被下载。（每隔一段时间就会下载一次）

2. 安装

当下载的文件发现是最新的时，就会试图安装：

• 要么与现有的 service worker 不同（字节对比）
• 要么是在页面或网站遇到的第一个 service worker。

3. 激活

首次启用 service worker，页面会首先尝试安装，安装成功后它会被激活。

如果现有 service worker 已启用，新版本会在后台安装，但仍不会被激活——这个时序称为 worker in waiting。

• 直到所有已加载的页面不再使用旧的 service worker 才会激活新的 service worker。
• 使用 ServiceWorkerGlobalScope.skipWaiting() 可以更快地进行激活。
• 激活的 service worker 可以使用 Clients.claim() 声明现有的页面。

ServiceWorkerGlobalScope.skipWaiting()：强制激活当前service worker。强制等待 service worker 成为激活的 service worker。这个方法与 Clients.claim() 一起使用，以确保原 service worker 的更新，能立即对当前对客户端和其他所有激活的客户端生效。

Clients.claim()：当一个 service worker 被初始注册时，页面在下次加载之前不会使用它。Clients.claim() 方法会立即控制这些页面强制使用。

生命周期事件

1. install

install 事件会在 service worker 注册成功时候触发，主要用于缓存资源。

• 如果 sw.js 发生了改变，install 事件会重新触发。
• 通过self.skipWaiting()方法可以跳过等待，强制激活当前service worker，返回一个 promise 对象。

2. activate

activate 事件会在 service worker 激活的时候触发，主要用于删除旧的资源。

• activate 事件会在 install 事件后触发，但是如果现在已经存在 service worker，就会处于等待状态直到service worker 终止，才会激活新的service worker。也可以使用self.skipWaiting()强制激活，跳过等待。
• service worker被激活后，会在下一次刷新页面的时候生效，可以通过self.clients.claim()立即激活控制权。

3. fetch

fetch 事件会在发送请求的时候触发，主要用于操作缓存或者读取网络资源。

sw.js：

self.addEventListener("install", async (event) => {
  console.log("install", event);
  // 设置缓存文件
  // doSomething

  // 强制激活当前 service worker
  await self.skipWaiting()
});
self.addEventListener("activate", async (event) => {
  console.log("activate", event);
  // 删除就缓存和文件
  // doSomething

  // 表示service worker激活后，立即激活控制权
  await self.clients.claim();
});
self.addEventListener("fetch", async (event) => {
  console.log("fetch", event);
  // 处理请求和读取缓存
  // doSomething
});

基本步骤

1. 注册

使用 serviceWorkerContainer.register() 来注册service worker。

scope 参数是可选的，并且可以用来指定你想要 service worker 控制的子作用域。

如下面代码演示：

<script>
  // 需要在localhost 或者 HTTPS中才能使用
  // 网页加载完成时注册
  window.addEventListener("load", () => {
    // 能力检测
    if ("serviceWorker" in navigator) {
      navigator.serviceWorker.register("sw.js",{
        scope: "/",
      }).then((res) => {
        if (res.installing) {
            console.log("正在安装 Service worker");
        } else if (res.waiting) {
            console.log("已安装 Service worker installed");
        } else if (res.active) {
            console.log("激活 Service worker");
        }
      });
    }
  });
</script>

如果注册成功，service worker 将在 ServiceWorkerGlobalScope 中执行。

• ServiceWorkerGlobalScope：类型与window，是一种特殊的上下文，在主脚本执行线程之外运行，没有访问 DOM 的权限。Service Worker 现在已为处理事件做好准备。

2. 安装

install 事件始终是发送给 service worker 的第一个事件（这可用于启动填充 IndexedDB 和缓存站点资源的过程。

• 当ServiceWorkerRegistration.installing 为true时出发。表明Service Worker正在安装中。
• 当 install 程序处理完成时，service worker 被视为已安装

如下面代码演示：

在service worker注册文件中sw.js监听install事件，并做一些缓存站点资源处理。

sw.js

// 设置一个缓存名称
const CACHE_NAME = "cache_v1";
self.addEventListener("install", async (event) => {
  // 开启一个cache 得到一个cache对象
  const cache = await caches.open(CACHE_NAME);
  // 等待cache把所有的资源存储
  await cache.addAll(["/", "/img/icon.png", "/manifest.json", "/index.css"]);
  // 会让service worker跳过等待，直接进入激活
  await self.skipWaiting();
});

3. 激活

当 install 程序处理完成时，service worker 被视为已安装。此时，service worker 的先前版本可能处于激活的状态并控制着打开的页面。由于我们不希望同一 service worker 的两个不同版本同时运行，因此新版本尚未激活。

一旦 service worker 的旧版本控制的页面都已关闭，就可以安全地停用旧版本，并且新安装的 service worker 将收到 activate 事件。activate 的主要用途是去清理 service worker 之前版本使用的资源。新的 service worker 可以在install事件最后调用 self.skipWaiting() 要求立即激活，而无需要求打开的页面关闭。然后，新的 service worker 将立即收到 activate 事件，并将接管任何打开的页面。

激活后，service worker 将立即控制页面，但是只会控制那些在 register() 成功后打开的页面。换句话说，文档必须重新加载才能真正的受到控制，因为文档在有或者没有 service worker 的情况下开始存在，并在其生命周期内维护它。为了覆盖次默认行为并在页面打开的情况下，service worker 可以在activate事件最后调用 clients.claim() 方法。

sw.js

// 主要清除旧的缓存
self.addEventListener("activate", async (event) => {
  const keys = await caches.keys();
  // 判断key 删除旧的资源
  keys.forEach((key) => {
    if (key !== CACHE_NAME) {
      caches.delete(key);
    }
  });
  // 表示service worker激活后，立即激活的控制权
  await self.clients.claim();
});

提示

每当获取新版本的 service worker 时，都会再次发生此循环，并在新版本的激活期间清理上一个版本的残留。

4. 请求处理

fetch 事件会在发送请求的时候触发，主要用于操作缓存或者读取网络资源。

FetchEvent.respondWith：阻止浏览器默认的 fetch 操作，并且允许由你自己为 Response 提供一个 promise。

sw.js：

// fetch事件 会在请求发送的时候触发
// 判断资源是否能够请求成功，如果能请求成功，就响应成功的结果，如果断网，请求失败了，读取cache缓存即可
self.addEventListener("fetch", (event) => {
  // console.log('fetch', event)
  const req = event.request;
  event.respondWith(networkFirst(req));
});
// 网络优先
async function networkFirst(req) {
  const cache = await caches.open(CACHE_NAME);
  try {
    // 优先网络读取最新的资源
    const fresh = await fetch(req);
    // 存储数据
    cache.put(req,fresh)
    return fresh;
  } catch (e) {
    // 去缓存中读取
    const cached = await cache.match(req);
    return cached;
  }
}

注意事项

1. 注册失败

可能原因：

• 网站未开启HTTPS
• service worker 文件的路径问题
• ervice worker 文件跨域
• Firefox 中，无痕模式，Service Worker API 将被隐藏而无法使用。
• 在 Chrome 中，当启用“阻止所有 Cookie（不建议）”选项时，注册将会失败。

2. waitUntil()

ExtendableEvent.waitUntil() 方法，确保 Service Worker 不会在 waitUntil()里面的代码执行完毕之前安装完成。sw.js`

// 设置一个缓存名称
const CACHE_NAME = "cache_v1";

const addResourcesToCache = async (resources) => {
  const cache = await caches.open(CACHE_NAME);
  await cache.addAll(resources);
};

self.addEventListener("install", async (event) => {
  event.waitUntil(addResourcesToCache(["/", "/index.html","/style.css","/app.js",]));
  // 会让service worker跳过等待，直接进入激活
  await self.skipWaiting();
});

3. IndexedDB

提示

需要的话，可以在 service worker 中使用 IndexedDB 来做数据存储

贡献者: Yevin Yu

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