Фонови скриптове на браузърни разширения: Преминаване към JavaScript Service Worker

Светът на разработката на браузърни разширения постоянно се развива. Една от най-значимите скорошни промени е преминаването от традиционните постоянни фонови страници към JavaScript Service Workers за фонови скриптове. Тази миграция, до голяма степен водена от Manifest V3 (MV3) в браузъри, базирани на Chromium, носи множество предимства, но също така представлява уникални предизвикателства за разработчиците. Това подробно ръководство ще разгледа причините за тази промяна, предимствата и недостатъците, както и детайлно ръководство за процеса на миграция, за да се осигури плавен преход за вашето разширение.

Защо да мигрираме към Service Workers?

Основната мотивация зад този преход е подобряването на производителността и сигурността на браузъра. Постоянните фонови страници, които бяха често срещани в Manifest V2 (MV2), могат да консумират значителни ресурси, дори когато са неактивни, което влияе на живота на батерията и общата отзивчивост на браузъра. Service Workers, от друга страна, са управлявани от събития и са активни само когато е необходимо.

Предимства на Service Workers:

• Подобрена производителност: Service Workers са активни само когато дадено събитие ги задейства, като например API извикване или съобщение от друга част на разширението. Тази "управлявана от събития" природа намалява консумацията на ресурси и подобрява производителността на браузъра.
• Подобрена сигурност: Service Workers работят в по-ограничена среда, което намалява повърхността за атаки и подобрява общата сигурност на разширението.
• Гаранция за бъдещето: Повечето големи браузъри се насочват към Service Workers като стандарт за фонова обработка в разширенията. Миграцията сега гарантира, че вашето разширение ще остане съвместимо и ще избегне бъдещи проблеми с оттегляне на поддръжка.
• Неблокиращи операции: Service Workers са проектирани да изпълняват задачи във фонов режим, без да блокират основната нишка, което осигурява по-гладко потребителско изживяване.

Недостатъци и предизвикателства:

• Крива на обучение: Service Workers въвеждат нов програмен модел, който може да бъде предизвикателство за разработчици, свикнали с постоянни фонови страници. Управляваната от събития природа изисква различен подход към управлението на състоянието и комуникацията.
• Управление на постоянно състояние: Поддържането на постоянно състояние при активиране на Service Worker изисква внимателно обмисляне. Техники като Storage API или IndexedDB стават от решаващо значение.
• Сложност при отстраняване на грешки: Отстраняването на грешки в Service Workers може да бъде по-сложно от това при традиционните фонови страници поради тяхната периодична активност.
• Ограничен достъп до DOM: Service Workers нямат директен достъп до DOM. Те трябва да комуникират със скриптове за съдържание (content scripts), за да взаимодействат с уеб страниците.

Разбиране на основните концепции

Преди да се потопим в процеса на миграция, е важно да разберем основните концепции зад Service Workers:

Управление на жизнения цикъл

Service Workers имат ясно определен жизнен цикъл, състоящ се от следните етапи:

• Инсталиране: Service Worker се инсталира, когато разширението се зареди за първи път или се актуализира. Това е идеалният момент за кеширане на статични ресурси и извършване на първоначални настройки.
• Активиране: След инсталирането Service Worker се активира. В този момент той може да започне да обработва събития.
• Неактивност: Service Worker остава неактивен, изчаквайки събития, които да го задействат.
• Прекратяване: Service Worker се прекратява, когато вече не е необходим.

Архитектура, управлявана от събития

Service Workers са управлявани от събития, което означава, че изпълняват код само в отговор на конкретни събития. Често срещаните събития включват:

• install: Задейства се, когато Service Worker се инсталира.
• activate: Задейства се, когато Service Worker се активира.
• fetch: Задейства се, когато браузърът направи мрежова заявка.
• message: Задейства се, когато Service Worker получи съобщение от друга част на разширението.

Междупроцесна комуникация

Service Workers се нуждаят от начин да комуникират с други части на разширението, като скриптове за съдържание и изскачащи скриптове. Това обикновено се постига чрез API-тата chrome.runtime.sendMessage и chrome.runtime.onMessage.

Ръководство за миграция стъпка по стъпка

Нека разгледаме процеса на миграция на типично браузърно разширение от постоянна фонова страница към Service Worker.

Стъпка 1: Актуализирайте вашия Manifest файл (manifest.json)

Първата стъпка е да актуализирате вашия manifest.json файл, за да отразите промяната към Service Worker. Премахнете полето "background" и го заменете с поле "background", съдържащо свойството "service_worker".

Пример за Manifest V2 (Постоянна фонова страница):

{
  "manifest_version": 2,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "background": {
    "scripts": ["background.js"],
    "persistent": true
  },
  "permissions": [
    "storage",
    "activeTab"
  ]
}

Пример за Manifest V3 (Service Worker):

{
  "manifest_version": 3,
  "name": "My Extension",
  "version": "1.0",
  "background": {
    "service_worker": "background.js"
  },
  "permissions": [
    "storage",
    "activeTab"
  ]
}

Важни съображения:

• Уверете се, че вашият manifest_version е настроен на 3.
• Свойството "service_worker" указва пътя до вашия Service Worker скрипт.

Стъпка 2: Преработете вашия фонов скрипт (background.js)

Това е най-важната стъпка в процеса на миграция. Трябва да преработите вашия фонов скрипт, за да се адаптира към управляваната от събития природа на Service Workers.

1. Премахнете променливите за постоянно състояние

Във фоновите страници на MV2 можете да разчитате на глобални променливи за поддържане на състоянието между различни събития. Въпреки това, Service Workers се прекратяват, когато са неактивни, така че глобалните променливи не са надеждни за постоянно състояние.

Пример (MV2):

var counter = 0;

chrome.browserAction.onClicked.addListener(function(tab) {
  counter++;
  console.log("Counter: " + counter);
});

Решение: Използвайте Storage API или IndexedDB

Storage API (chrome.storage.local или chrome.storage.sync) ви позволява да съхранявате и извличате данни постоянно. IndexedDB е друга опция за по-сложни структури от данни.

Пример (MV3 със Storage API):

chrome.browserAction.onClicked.addListener(function(tab) {
  chrome.storage.local.get(['counter'], function(result) {
    var counter = result.counter || 0;
    counter++;
    chrome.storage.local.set({counter: counter}, function() {
      console.log("Counter: " + counter);
    });
  });
});

Пример (MV3 с IndexedDB):

// Function to open the IndexedDB database
function openDatabase() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('myDatabase', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve(event.target.result);
    };

    request.onupgradeneeded = (event) => {
      const db = event.target.result;
      db.createObjectStore('myObjectStore', { keyPath: 'id' });
    };
  });
}

// Function to get data from IndexedDB
function getData(db, id) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const transaction = db.transaction(['myObjectStore'], 'readonly');
    const objectStore = transaction.objectStore('myObjectStore');
    const request = objectStore.get(id);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error getting data');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve(request.result);
    };
  });
}

// Function to put data into IndexedDB
function putData(db, data) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const transaction = db.transaction(['myObjectStore'], 'readwrite');
    const objectStore = transaction.objectStore('myObjectStore');
    const request = objectStore.put(data);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error putting data');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      resolve();
    };
  });
}

chrome.browserAction.onClicked.addListener(async (tab) => {
  try {
    const db = await openDatabase();
    let counterData = await getData(db, 'counter');
    let counter = counterData ? counterData.value : 0;

    counter++;

    await putData(db, { id: 'counter', value: counter });
    db.close();
    console.log("Counter: " + counter);

  } catch (error) {
    console.error("IndexedDB Error: ", error);
  }
});

2. Заменете слушателите на събития с предаване на съобщения

Ако вашият фонов скрипт комуникира със скриптове за съдържание или други части на разширението, ще трябва да използвате предаване на съобщения.

Пример (Изпращане на съобщение от фоновия скрипт към скрипт за съдържание):

chrome.runtime.onMessage.addListener(
  function(request, sender, sendResponse) {
    if (request.message === "get_data") {
      // Do something to retrieve data
      let data = "Example Data";
      sendResponse({data: data});
    }
  }
);

Пример (Изпращане на съобщение от скрипт за съдържание към фоновия скрипт):

chrome.runtime.sendMessage({message: "get_data"}, function(response) {
  console.log("Received data: " + response.data);
});

3. Обработвайте задачите по инициализация в събитието `install`

Събитието install се задейства, когато Service Worker се инсталира или актуализира за първи път. Това е идеалното място за извършване на задачи по инициализация, като създаване на бази данни или кеширане на статични активи.

Пример:

chrome.runtime.onInstalled.addListener(function() {
  console.log("Service Worker installed.");
  // Perform initialization tasks here
  chrome.storage.local.set({initialized: true});
});

4. Обмислете Offscreen Documents

Manifest V3 въведе offscreen documents (документи извън екрана) за обработка на задачи, които преди изискваха достъп до DOM във фоновите страници, като възпроизвеждане на аудио или взаимодействие с клипборда. Тези документи се изпълняват в отделен контекст, но могат да взаимодействат с DOM от името на service worker.

Ако вашето разширение трябва да манипулира DOM в голяма степен или да изпълнява задачи, които не са лесно постижими с предаване на съобщения и скриптове за съдържание, offscreen documents може да са правилното решение.

Пример (Създаване на Offscreen Document):

// In your background script:
async function createOffscreen() {
  if (await chrome.offscreen.hasDocument({
    reasons: [chrome.offscreen.Reason.WORKER],
    justification: 'reason for needing the document'
  })) {
    return;
  }
  await chrome.offscreen.createDocument({
    url: 'offscreen.html',
    reasons: [chrome.offscreen.Reason.WORKER],
    justification: 'reason for needing the document'
  });
}

chrome.runtime.onStartup.addListener(createOffscreen);
chrome.runtime.onInstalled.addListener(createOffscreen);

Пример (offscreen.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Offscreen Document</title>
</head>
<body>
  <script src="offscreen.js"></script>
</body>
</html>

Пример (offscreen.js, който се изпълнява в offscreen документа):

// Listen for messages from the service worker
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, sendResponse) => {
  if (request.action === 'doSomething') {
    // Do something with the DOM here
    document.body.textContent = 'Action performed!';
    sendResponse({ result: 'success' });
  }
});

Стъпка 3: Тествайте вашето разширение обстойно

След преработването на фоновия скрипт е изключително важно да тествате разширението си обстойно, за да се уверите, че функционира правилно в новата среда на Service Worker. Обърнете специално внимание на следните области:

• Управление на състоянието: Проверете дали вашето постоянно състояние се съхранява и извлича правилно с помощта на Storage API или IndexedDB.
• Предаване на съобщения: Уверете се, че съобщенията се изпращат и получават правилно между фоновия скрипт, скриптовете за съдържание и изскачащите скриптове.
• Обработка на събития: Тествайте всички слушатели на събития, за да се уверите, че се задействат според очакванията.
• Производителност: Наблюдавайте производителността на вашето разширение, за да се уверите, че не консумира прекомерно ресурси.

Стъпка 4: Отстраняване на грешки в Service Workers

Отстраняването на грешки в Service Workers може да бъде предизвикателство поради тяхната периодична активност. Ето няколко съвета, които ще ви помогнат да отстраните грешки във вашия Service Worker:

• Chrome DevTools: Използвайте Chrome DevTools, за да инспектирате Service Worker, да преглеждате конзолни логове и да задавате точки на прекъсване. Можете да намерите Service Worker под таба "Application".
• Постоянни конзолни логове: Използвайте console.log изрази обилно, за да проследите потока на изпълнение на вашия Service Worker.
• Точки на прекъсване: Задайте точки на прекъсване във вашия Service Worker код, за да спрете изпълнението и да инспектирате променливи.
• Service Worker Inspector: Използвайте инспектора на Service Worker в Chrome DevTools, за да видите статуса, събитията и мрежовите заявки на Service Worker.

Най-добри практики за миграция към Service Worker

Ето някои най-добри практики, които да следвате при миграцията на вашето браузърно разширение към Service Workers:

• Започнете рано: Не чакайте до последния момент, за да мигрирате към Service Workers. Започнете процеса на миграция възможно най-скоро, за да си дадете достатъчно време да преработите кода си и да тествате разширението си.
• Разделете задачата: Разделете процеса на миграция на по-малки, управляеми задачи. Това ще направи процеса по-малко плашещ и по-лесен за проследяване.
• Тествайте често: Тествайте разширението си често по време на процеса на миграция, за да хванете грешките рано.
• Използвайте Storage API или IndexedDB за постоянно състояние: Не разчитайте на глобални променливи за постоянно състояние. Вместо това използвайте Storage API или IndexedDB.
• Използвайте предаване на съобщения за комуникация: Използвайте предаване на съобщения за комуникация между фоновия скрипт, скриптовете за съдържание и изскачащите скриптове.
• Оптимизирайте кода си: Оптимизирайте кода си за производителност, за да минимизирате консумацията на ресурси.
• Обмислете Offscreen Documents: Ако трябва да манипулирате DOM в голяма степен, обмислете използването на offscreen documents.

Съображения за интернационализация

При разработването на браузърни разширения за глобална аудитория е изключително важно да се вземат предвид интернационализацията (i18n) и локализацията (l10n). Ето няколко съвета, за да се уверите, че вашето разширение е достъпно за потребители по целия свят:

• Използвайте папката `_locales`: Съхранявайте преведените низове на вашето разширение в папката _locales. Тази папка съдържа подпапки за всеки поддържан език с файл messages.json, съдържащ преводите.
• Използвайте синтаксиса `__MSG_messageName__`: Използвайте синтаксиса __MSG_messageName__, за да се обръщате към вашите преведени низове във вашия код и manifest файл.
• Поддържайте езици с писане отдясно наляво (RTL): Уверете се, че оформлението и стилът на вашето разширение се адаптират правилно към RTL езици като арабски и иврит.
• Обмислете форматирането на дата и час: Използвайте подходящото форматиране на дата и час за всяка локализация.
• Предоставяйте културно релевантно съдържание: Адаптирайте съдържанието на вашето разширение, така че да бъде културно релевантно за различни региони.

Пример (_locales/en/messages.json):

{
  "extensionName": {
    "message": "My Extension",
    "description": "The name of the extension"
  },
  "buttonText": {
    "message": "Click Me",
    "description": "The text for the button"
  }
}

Пример (Използване на преведените низове във вашия код):

document.getElementById('myButton').textContent = chrome.i18n.getMessage("buttonText");

Заключение

Миграцията на фоновия скрипт на вашето браузърно разширение към JavaScript Service Worker е значителна стъпка към подобряване на производителността, сигурността и бъдещата съвместимост на вашето разширение. Въпреки че преходът може да представлява някои предизвикателства, ползите си заслужават усилията. Като следвате стъпките, очертани в това ръководство, и възприемете най-добрите практики, можете да осигурите гладка и успешна миграция, предоставяйки по-добро изживяване на вашите потребители по целия свят. Не забравяйте да тествате обстойно и да се адаптирате към новата архитектура, управлявана от събития, за да използвате пълноценно силата на Service Workers.

Допълнителни ресурси

• Документация за Chrome Extension Manifest V3
• Документация за Mozilla Service Worker API
• Основи на Service Worker