Service Workers - JavaScript API 简介

本文已经原作者 Felix Gerschau 授权翻译

service worker 是什么

Service Worker 是 Chrome 团队提出和力推的一个 WEB API，用于给 web 应用提供高级的可持续的后台处理能力。该 WEB API 标准起草于 2013 年，于 2014 年纳入 W3C WEB 标准草案，当前还在草案阶段。

Service Worker 最主要的特点是：在页面中注册并安装成功后，运行于浏览器后台，不受页面刷新的影响，可以监听和截拦作用域范围内所有页面的 HTTP 请求。

类似一个服务器与浏览器之间的中间人角色，如果网站中注册了service worker 那么它可以拦截当前网站所有的请求，进行判断(需要编写相应的判断程序)，如果需要向服务器发起请求的就转给服务器，如果可以直接使用缓存的就直接返回缓存不再转给服务器。从而大大提高浏览体验。

Service Worker 可以启用以前原生应用程序专有的一组功能。Service Worker 的初稿已于2014年发布，现在所有主流浏览器都支持它们。

就像已经指出的定义一样，Service Worker 是网络代理。这意味着它们可以控制页面中的所有网络请求，并且可以对其进行编程，使用缓存的进行响应。

Service Worker 特点

• 网站必须使用 HTTPS。除了使用本地开发环境调试时(如域名使用 localhost)
• 运行于浏览器后台，可以控制打开的作用域范围下所有的页面请求
• 单独的作用域范围，单独的运行环境和执行线程
• 不能操作页面 DOM。但可以通过事件机制来处理

如何注册 Service Worker

注册 Service Worker 不需要太多代码，只需要一个用于Service Worker 代码的 JS 文件，一般取名为 service-worker.js

// 首先检查浏览器是否支持 Service Worker 
if ('serviceWorker' in navigator) { 
  navigator.serviceWorker 
    .register('/sw/service-worker.js') 
    .then(function(registration) { 
      console.log(registration); 
    }) 
    .catch(function(err) { 
      console.log(err); 
    }); 
} 

其实关键代码只有一行：

navigator.serviceWorker.register('/sw/service-worker.js') 

注意：

Service Worker 的注册路径决定了其 scope 默认作用范围。示例中 service-worker.js 是在 /sw 路径下，这使得该 Service Worker 默认只会收到 /sw 路径下的 fetch事件。如果存放在网站的根路径下，则将会收到该网站的所有 fetcg事件。

如果希望改变它的作用域，可在第二个参数设置 scope范围。示例中将其改为了根目录，即对整个站点生效。

另外应意识到这一点：Service Worker 没有页面作用域的概念，作用域范围内的所有页面请求都会被当前激活的 Service Worker 所监控。

Service Worker 可以启用哪些功能?

在本节中，我将进一步详细介绍Service Worker的功能，包括一些小代码示例。

服务工作者启用以下功能，这些功能也是 PWA的核心：

• 离线功能
• 定期后台同步
• 推送通知

离线功能

Service Worke 通过缓存资源和拦截网络请求来提供离线功能，这些请求可以与先前缓存的资源一起使用，而不是重新请求服务器。

我们可以从中得出两个步骤：

• 预缓存
• 从缓存中处理请求

这两个步骤都利用了Cache API，它由 Web Workers 和浏览器使用，并且为我们提供了用于网络请求的存储机制。

对 Web 和服务工作人员上下文的 localStorage 访问被阻止，以防止并发性问题。作为一种替代方案，IndexedDB 可以用于存储大量数据。

预缓存

预缓存是一个术语，描述了在 Service Worker 处于激活状态之前下载和缓存文件。它是在 Service Worker 生命周期的“install ”步骤中完成的。一旦 Service Worker 处于激活状态，它将准备为缓存中的文件提供服务。

通常，我们要缓存 Application Shell，这是运行网站所需的最少代码量。如果开发了本机应用程序，那么这就是您将上传到应用程序商店的代码包。这包括所有必需的基本JavaScript，HTML和图片。

self.addEventListener('install', function(event) { 
  event.waitUntil( 
    caches.open(currentCache.offline).then(function(cache) { 
      return cache.addAll([ 
        '/static/images/offline.svg', 
        '/static/html/offline.html', 
      ]); 
    }); 
  ); 
}); 

从缓存中处理请求

在此阶段，我们已经将所有应用程序代码存储在缓存中，并且Service Worker 已处于激活即运行于浏览器后台。

现在唯一缺少的是监听 fetch 事件并从缓存中返回结果。可以通过 fetch 事件可以拦截到当前作用域范围内的 http/https 请求，并且给出自己的响应。结合 Fetch API ，可以简单方便地处理请求响应，实现对网络请求的控制。

self.addEventListener('fetch', function(event) { 
  event.respondWith( 
    caches.match(event.request).then(function(response) { 
      return response || fetch(event.request); 
    }) 
  ); 
}); 

在本例中，我们尽可能使用缓存的内容进行响应。作为回退，我们发出一个网络请求。

这里实现了一个缓存优先、降级处理的策略逻辑：监控所有 http 请求，当请求资源已经在缓存里了，直接返回缓存里的内容;否则使用 fetch API 继续请求，如果是 图片或 css、js 资源，请求成功后将他们加入缓存中;如果是离线状态或请求出错，则降级返回预缓存的离线内容。

定期后台同步

正如在引言中已经提到的那样，Service Worker 与其他服务工作者在一个单独的线程上运行，所以即使关闭页面，它们也可以执行其代码。此功能对于执行后台同步和提供推送通知很重要。

后台同步

用户离开页面后，后台同步通常用于同步数据。

例如，在手机上编辑文档后，我们写完会点击“保存”并离开页面。如果在编辑文档期间连接断开，我们必须等待连接恢复才能保存文档。

后台同步的目的是解决这个问题，一旦连接重新建立，自动发送数据。

来看一个示例：

app.js

navigator.serviceWorker.ready.then((registration) => { 
  return registration.sync.register('sync-save-document'); 
}); 

service-worker.js

self.addEventListener('sync', (event) => { 
  if (event.tag === 'sync-save-document') { 
    event.waitUntil(saveDocument()); 
  } 
}); 

saveDocument是一个返回 Promise，如果被拒绝(例如由于网络问题)，同步将自动重试。

要注意的一件事是，同步标记必须是唯一的。例如，如果我要安排5个“message”类型的后台同步，则只有最后一个会通过。因此，在这种情况下，每个标签都应具有唯一的标识符。

定期后台同步

定期后台同步解决与正常后台同步不同的问题。该API可用于在后台更新数据，而不必等待用户。

这对很多应用程序都很有用。有了这项技术，用户可以在没有互联网连接的情况下阅读最新的新闻文章。

为了防止滥用这一功能，同步的频率取决于浏览器为每个网站设置的站点参与度分数。如果你经常打开一个网页应用，这个频率最多可以达到12个小时。

要实现此目的一个要求是，该网站已作为移动设备上的 PWA 安装并添加到主屏幕。

推送通知

Service Worker另一个类似本机的特性是推送通知。我们通常通过手机短信或社交媒体通知的形式知道它们，但它们也可以在台式电脑上使用。

除Safari之外，所有主流浏览器都支持它们，而Safari对桌面应用程序有自己的实现。

要使用推送通知，需要设置一台服务器，该服务器会将通知推送给所有客户端。由于Service Worker在后台在另一个线程上运行，因此即使页面当前未打开，用户也可以看到推送通知。

推送的实现有两步：

不同浏览器需要用不同的推送消息服务器。以 Chrome 上使用 Google Cloud Messaging 作为推送服务为例，第一步是注册 applicationServerKey(通过 GCM 注册获取)，并在页面上进行订阅或发起订阅。每一个会话会有一个独立的端点(endpoint)，订阅对象的属性(PushSubscription.endpoint) 即为端点值。将端点发送给服务器后，服务器用这一值来发送消息给会话的激活的 Service Worker (通过 GCM 与浏览器客户端沟通)。

浏览器支持情况

除了 Safari 和 IE/Edge，大部分现代浏览器都已经得到了支持。

总结

希望通过本文介绍基本概念和特性，可以让你更好地理解Service Worker。

作者：Felix Gerschau 译者：前端小智 来源：Felix Gerschau 原文：https://felixgerschau.com/service-workers-explained-introduction-javascript-api/

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