PWA 实践/应用（Google Workbox）

后除 - 2022-03-14 18:11:30

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桌面端 PWA 应用：

移动端添加到桌面：

1 什么是 PWA

PWA（Progressive Web App - 渐进式网页应用）是一种理念，由 Google Chrome 在 2015 年提出。PWA 它不是特指某一项技术，而是应用多项技术来改善用户体验的 Web App，其核心技术包括 Web App Manifest、Service Worker、Web Push 等，用户体验才是 PWA 的核心。

PWA 主要特点如下：

可靠 - 即使在网络不稳定甚至断网的环境下，也能瞬间加载并展现。用户体验 - 快速响应，具有平滑的过渡动画及用户操作的反馈。用户黏性 - 和 Native App 一样，可以被添加到桌面，能接受离线通知，具有沉浸式的用户体验。

PWA 本身强调渐进式（Progressive），可以从两个角度来理解渐进式，首先，PWA 还在不断进化，Service Worker、Web App Manifest、Device API 等标准每年都会有不小的进步；其次，标准的设计向下兼容，并且侵入性小，开发者使用新特性代价很小，只需要在原有站点上新增，让站点的用户体验渐进式的增强。相关技术基准线：What makes a good Progressive Web App?。

站点需要使用 HTTPS。页面需要响应式，能够在平板和移动设备上都具有良好的浏览体验。所有的 URL 在断网的情况下有内容展现，不会展现浏览器默认页面。需要支持 Wep App Manifest，能被添加到桌面。即使在 3G 网络下，页面加载要快，可交互时间要短。在主流浏览器下都能正常展现。动画要流畅，有用户操作反馈。每个页面都有独立的 URL。2 案例调研2.1 米哈游 - 崩坏3

访问地址：https://bbs.mihoyo.com/bh3/

PWA：仅支持在 IOS 端添加到桌面。

2.2 阿里速卖通（AliExpress）

访问地址：https://m.aliexpress.com/

PWA：使用 Google Workbox（CDN）

支持添加到桌面，manifest。支持缓存，Service Worker。2.3 饿了么

访问地址：https://h5.ele.me/msite/#pwa=true

PWA：自研 - PWA 在饿了么的实践经验

支持添加到桌面，manifest。支持缓存和离线访问，Service Worker。

2.4 Instagram

左边原生应用，右边 PWA

访问地址：https://www.instagram.com/

PWA：使用 Google Workbox

支持添加到桌面，manifest。支持缓存，Service Worker。2.5 Twitter

访问地址：https://mobile.twitter.com/home

PWA：Twitter 自研 - How we built Twitter Lite

支持添加到桌面，manifest。支持缓存和离线访问，Service Worker。

除了正常的静态资源以外，Twitter 把首页也缓存了下来。

离线状态下有很好的用户体验，而不是显示默认的浏览器页面。

3 技术选型（Service Worker）3.1 使用 Google Workbox 构建 Service Worker3.1.1 什么是 Workbox

Workbox 是一组库，可以帮助开发者编写 Service Worker，通过 CacheStorage API 缓存资源。当一起使用 Service Worker 和 CacheStorage API 时，可以控制网站上使用的资源（HTML、CSS、JS、图像等）如何从网络或缓存中请求，甚至允许在离线时返回缓存的内容。

3.1.2 如何使用 Workbox

Workbox 是由许多 NPM 模块组成的。首先要从 NPM 中安装它，然后导入项目 Service Worker 所需的模块。Workbox 的主要特性之一是它的路由和缓存策略模块。

路由和缓存策略

Workbox 允许使用不同的缓存策略来管理 HTTP 请求的缓存。首先确定正在处理的请求是否符合条件，如果符合，则对其应用缓存策略。匹配是通过返回真值的回调函数进行的。缓存策略可以是 Workbox 的一种预定义策略，也可以创建自己的策略。如下是一个使用路由和缓存的基本 Service Worker。

import { registerRoute } from 'workbox-routing';
import {
  NetworkFirst,
  StaleWhileRevalidate,
  CacheFirst,
} from 'workbox-strategies';

// Used for filtering matches based on status code, header, or both
import { CacheableResponsePlugin } from 'workbox-cacheable-response';
// Used to limit entries in cache, remove entries after a certain period of time
import { ExpirationPlugin } from 'workbox-expiration';

// Cache page navigations (html) with a Network First strategy
registerRoute(
  // Check to see if the request is a navigation to a new page
  ({ request }) => request.mode === 'navigate',
  // Use a Network First caching strategy
  new NetworkFirst({
    // Put all cached files in a cache named 'pages'
    cacheName: 'pages',
    plugins: [
      // Ensure that only requests that result in a 200 status are cached
      new CacheableResponsePlugin({
        statuses: [200],
      }),
    ],
  }),
);

// Cache CSS, JS, and Web Worker requests with a Stale While Revalidate strategy
registerRoute(
  // Check to see if the request's destination is style for stylesheets, script for JavaScript, or worker for web worker
  ({ request }) =>
    request.destination === 'style' ||
    request.destination === 'script' ||
    request.destination === 'worker',
  // Use a Stale While Revalidate caching strategy
  new StaleWhileRevalidate({
    // Put all cached files in a cache named 'assets'
    cacheName: 'assets',
    plugins: [
      // Ensure that only requests that result in a 200 status are cached
      new CacheableResponsePlugin({
        statuses: [200],
      }),
    ],
  }),
);

// Cache images with a Cache First strategy
registerRoute(
  // Check to see if the request's destination is style for an image
  ({ request }) => request.destination === 'image',
  // Use a Cache First caching strategy
  new CacheFirst({
    // Put all cached files in a cache named 'images'
    cacheName: 'images',
    plugins: [
      // Ensure that only requests that result in a 200 status are cached
      new CacheableResponsePlugin({
        statuses: [200],
      }),
      // Don't cache more than 50 items, and expire them after 30 days
      new ExpirationPlugin({
        maxEntries: 50,
        maxAgeSeconds: 60 * 60 * 24 * 30, // 30 Days
      }),
    ],
  }),
);

这个 Service Worker 使用一个网络优先的策略来缓存导航请求（用于新的 HTML 页面），当它状态码为 200 时，该策略将缓存的页面存储在一个名为 pages 的缓存中。使用 Stale While Revalidate strategy 缓存 CSS、JavaScript 和 Web Worker，将缓存的资源存储在一个名为 assets 的缓存中。采用缓存优先的策略来缓存图像，将缓存的图像存储在名为 images 的缓存中，30 天过期，并且一次只允许 50 个。

预缓存

除了在发出请求时进行缓存（运行时缓存）之外，Workbox 还支持预缓存，即在安装 Service Worker 时缓存资源。有许多资源是非常适合预缓存的：Web 应用程序的起始 URL、离线回退页面以及关键的 JavaScript 和 CSS 文件。

使用一个支持预缓存清单注入的插件（webpack 或 rollup）来在新的 Service Worker 中使用预缓存。

import { precacheAndRoute } from 'workbox-precaching';

// Use with precache injection
precacheAndRoute(self.__WB_MANIFEST);

这个 Service Worker 将在安装时预缓存文件，替换 self.__WB_MANIFEST，其中包含在构建时注入到 Service Worker 中的资源。

离线回退

让 Web 应用在离线工作时感觉更健壮的常见模式是提供一个后退页面，而不是显示浏览器的默认错误页面。通过 Workbox 路由和预缓存，你可以在几行代码中设置这个模式。

import { precacheAndRoute, matchPrecache } from 'workbox-precaching';
import { setCatchHandler } from 'workbox-routing';

// Ensure your build step is configured to include /offline.html as part of your precache manifest.
precacheAndRoute(self.__WB_MANIFEST);

// Catch routing errors, like if the user is offline
setCatchHandler(async ({ event }) => {
  // Return the precached offline page if a document is being requested
  if (event.request.destination === 'document') {
    return matchPrecache('/offline.html');
  }

  return Response.error();
});

如果用户处于离线状态，则返回缓存的离线页面的内容，而不是生成一个浏览器错误。

有了 Workbox，可以利用 Service Worker 的力量来提高性能，并给您的站点提供独立于网络的优秀的用户体验。

3.2 自研 Service Worker

自研 Service Worker 更加灵活、可控，但是因为需要考虑到各种兼容，研发成本较高。可以参考在线图书《PWA 应用实战》。

4 技术实践（Service Worker）4.1 使用 CLI

安装 Workbox：

npm install workbox-cli -D

npx workbox --help

按照引导配置 workbox-config.js：

npx workbox wizard

根据配置生成 Service Worker 程序：

npx workbox generateSW workbox-config.js

由于实际静态资源是挂载在 CDN 上面，需要修改预渲染资源的前缀。

Workbox CLI - generateSW - Configuration

// A transformation that prepended the origin of a CDN for any URL starting with '/assets/' could be implemented as:

const cdnTransform = async (manifestEntries) => {
  const manifest = manifestEntries.map(entry => {
    const cdnOrigin = 'https://example.com';
    if (entry.url.startsWith('/assets/')) {
      entry.url = cdnOrigin + entry.url;
    }
    return entry;
  });
  return {manifest, warnings: []};
};

更多缓存配置可查阅官方文档。

4.2 使用 Webpack

安装：

npm install workbox-webpack-plugin --save-dev

Webpack 配置：

// Inside of webpack.config.js:
const WorkboxPlugin = require('workbox-webpack-plugin');
// Version info...
const id = `${page}-v${version}`;

module.exports = {
  // Other webpack config...

  plugins: [
    // Other plugins...

    // WIKI https://developers.google.com/web/tools/workbox/reference-docs/latest/module-workbox-webpack-plugin.GenerateSW#GenerateSW
    new WorkboxPlugin.GenerateSW({
        cacheId: `${id}-gsw`,
        // Do not precache images
        exclude: [/\.(?:png|jpg|jpeg|svg)$/, 'service-wroker.js'], // Page need refresh twice.
        // target dir
        swDest: `../dist/${page}/service-worker.js`,
        skipWaiting: true,
        clientsClaim: true,
        // Define runtime caching rules.
        // WIKI https://developers.google.com/web/tools/workbox/reference-docs/latest/module-workbox-build#.RuntimeCachingEntry
        // Example https://gist.github.com/jeffposnick/fc761c06856fa10dbf93e62ce7c4bd57
        runtimeCaching: [
          // icon images
          {
            // Match any request that ends with .png, .jpg, .jpeg or .svg.
            urlPattern: /^https:\/\/cdn.example.com\/platform/, // /\.(?:png|jpg|jpeg|svg)$/,
            // Apply a cache-first strategy.
            handler: 'CacheFirst',
            options: {
              // Use a custom cache name.
              cacheName: `${id}-icon-images`,
              // Only cache 50 images, and expire them after 30 days
              expiration: {
                maxEntries: 50
              },
              // Ensure that only requests that result in a 200 status are cached
              cacheableResponse: {
                statuses: [0, 200]
              }
            }
          },
          // note images & others
          {
            // Match any request that ends with .png, .jpg, .jpeg or .svg.
            urlPattern: /^https:\/\/image.example.com/, // /\.(?:png|jpg|jpeg|svg)$/,
            // Apply a cache-first strategy.
            handler: 'CacheFirst',
            options: {
              // Use a custom cache name.
              cacheName: `${id}-note-images`,
              // Only cache 50 images, and expire them after 30 days
              expiration: {
                maxEntries: 50,
                maxAgeSeconds: 60 * 60 * 24 * 30 // 30 Days
              },
              // Ensure that only requests that result in a 200 status are cached
              cacheableResponse: {
                statuses: [0, 200]
              }
            }
          }
        ]
      });
  ]
};

页面中触发 Service Work：

<script>
// Check that service workers are supported
if ('serviceWorker' in navigator) {
  // Use the window load event to keep the page load performant
  window.addEventListener('load', () => {
    navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js');
  });
}
</script>

5 添加到桌面方案5.1 manifest.json 配置

{
  "name": "不知不问",
  "short_name": "不知不问",
  "description": "yyds",
  "start_url": "/?entry_mode=standalone",
  "display": "standalone",
  "orientation": "portrait",
  "background_color": "#F3F3F3",
  "theme_color": "#F3F3F3",
  "icons": [
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-32x32.png",
      "sizes": "32x32",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-144x144.png",
      "sizes": "144x144",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-152x152.png",
      "sizes": "152x152",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-180x180.png",
      "sizes": "180x180",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-192x192.png",
      "sizes": "192x192",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-512x512.png",
      "sizes": "512x512",
      "type": "image/png"
    }
  ],
  "scope": "/"
}

5.2 <head> 配置

为网站配置开屏图片、状态栏等。

<!--Mazey's favicon begin-->
<link rel="shortcut icon" type=image/png href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-transparent-144x144.png">
<link rel="icon" type=image/png sizes="32x32" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-transparent-32x32.png">
<link rel="apple-touch-icon" sizes="144x144" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-144x144.png">
<link rel="apple-touch-icon" sizes="152x152" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-152x152.png">
<link rel="apple-touch-icon" sizes="180x180" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-180x180.png">
<link rel="apple-touch-icon" sizes="192x192" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-192x192.png">
<link rel="apple-touch-icon" sizes="512x512" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-512x512.png">
<!--Mazey's favicon end-->
<!--Mazey's pwa manifest.json-->
<link rel="manifest" href="/wp-content/themes/polestar/manifest.json">
<!-- 开机图片 - begin -->
<!-- iPhone Xs Max (1242px × 2688px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 414px) and (device-height: 896px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 3)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-1242x2688.jpg" sizes="1242x2688">
<!-- iPhone Xr (828px x 1792px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 414px) and (device-height: 896px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 2)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-828x1792.jpg" sizes="828x1792">
<!-- iPhone X, Xs (1125px x 2436px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 375px) and (device-height: 812px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 3)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-1125x2436.jpg" sizes="1125x2436">
<!-- iPhone 8, 7, 6s, 6 (750px x 1334px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 375px) and (device-height: 667px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 2)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-750x1334.jpg" sizes="750x1334">
<!-- iPhone 8 Plus, 7 Plus, 6s Plus, 6 Plus (1242px x 2208px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 414px) and (device-height: 736px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 3)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-1242x2208.jpg" sizes="1242x2208">
<!-- iPhone 5 (640px x 1136px) -->
<link rel="apple-touch-startup-image" media="(device-width: 320px) and (device-height: 568px) and (-webkit-device-pixel-ratio: 2)" href="https://i.mazey.net/asset/read/cat-lovers-640x1136.jpg" sizes="640x1136">
<!-- 开机图片 - end -->
<!-- Touch Bar区域显示的网站图标 -->
<link rel="mask-icon" href="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle.svg" color="#F3F3F3">
<!-- 主题色 = manifest.json theme_color -->
<meta name=theme-color content="#F3F3F3">
<meta name=apple-mobile-web-app-capable content="yes">
<!-- 状态栏颜色 default/black/black-translucent -->
<meta name=apple-mobile-web-app-status-bar-style content="black-translucent">
<!-- 应用名 -->
<meta name=apple-mobile-web-app-title content="不知不问">
<!-- 在Windows 8上，我们可以将网站固定在开始屏幕上，而且支持个性化自定义色块icon和背景图片。这个标签是用来定义色块的背景图的。色块图应该为144*144像素的png格式图片，背景透明。 -->
<meta name=msapplication-TileImage content="https://mazey.cn/fav/logo-dark-circle-transparent-144x144.png">
<!-- 同前一个元数据msapplication-TileImage类似，这个功能是用来设置颜色值，个性化自定义色块（磁贴）icon -->
<meta name=msapplication-TileColor content="#F3F3F3">

开屏图片尺寸总结：

屏幕尺寸倍数图片尺寸1024x1366(512x683)x22048x2732834x1194(417x597)x21668x2388768x1024(384x512)x21536x2048834x1112(417x556)x21668x2224810x1080x21620x2160428x926(214x463)x31284x2778390x844x31170x2532375x812x31125x2436414x896x31242x2688414x896x2828x1792414x736x31242x2208375x667x2750x1334320x568x2640x1136

版权声明

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（完）

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