Frontend PWA Offline Capability Detection: Offline Feature Assessment

Progresivní Web Apps (PWA) jsou navrženy tak, aby nabízely uživatelský zážitek podobný nativním aplikacím, a klíčovým aspektem je jejich schopnost fungovat offline. Poskytování bezproblémového přístupu k obsahu a funkcím, i bez připojení k internetu, výrazně zlepšuje uživatelský zážitek a zapojení. Tento článek se zabývá různými strategiemi pro detekci a správu offline funkcí v PWA, se zaměřením na robustní techniky hodnocení funkcí, které zajistí, že vaše aplikace poskytuje konzistentní a spolehlivý zážitek pro uživatele po celém světě.

Why Offline Capability Matters in PWAs

V dnešním globálně propojeném světě není přístup k internetu vždy zaručen. Uživatelé se mohou setkat s občasným připojením, cestovat přes oblasti s omezeným signálem, nebo jednoduše preferovat používání vaší aplikace v režimu letadlo. Dobře navržená PWA by měla tyto scénáře elegantně zvládnout tím, že poskytne smysluplný offline zážitek.

Zde je důvod, proč je offline funkce kritická:

• Enhanced User Experience: Uživatelé mohou pokračovat v interakci s vaší aplikací i offline, což snižuje frustraci a zlepšuje celkovou spokojenost.
• Increased Engagement: Poskytnutím přístupu k obsahu a funkcím uloženým v mezipaměti udržíte uživatele zapojené do vaší aplikace, bez ohledu na stav jejich sítě.
• Improved Performance: Ukládání aktiv do mezipaměti lokálně snižuje závislost na síťových požadavcích, což vede k rychlejšímu načítání a plynulejšímu uživatelskému zážitku, zejména v oblastech s pomalým nebo nespolehlivým připojením k internetu.
• Broader Accessibility: Offline funkce zpřístupňuje vaši aplikaci uživatelům v regionech s omezeným nebo drahým přístupem k internetu, čímž rozšiřuje váš dosah a uživatelskou základnu. Například v některých rozvojových zemích je spolehlivý přístup k internetu luxus a offline funkce mohou znamenat významný rozdíl.
• Resilience: PWA jsou navrženy tak, aby byly odolné, což znamená, že dokážou odolat výpadkům sítě a pokračovat ve fungování, což zajišťuje spolehlivější zážitek pro uživatele.

Strategies for Detecting Offline Capabilities

Prvním krokem k poskytnutí robustního offline zážitku je přesná detekce stavu sítě aplikace. K dosažení tohoto cíle lze použít několik technik:

1. The `navigator.onLine` Property

Nejjednodušší způsob, jak zkontrolovat aktuální stav sítě, je pomocí vlastnosti `navigator.onLine`. Tato vlastnost vrací booleovskou hodnotu označující, zda je prohlížeč aktuálně online nebo offline.

Example:

            
if (navigator.onLine) {
  console.log("Online");
} else {
  console.log("Offline");
}

            

              
                Copy
              
            
          

Je však důležité poznamenat, že `navigator.onLine` může být nespolehlivý. Detekuje pouze to, zda je prohlížeč připojen k síti, nikoli zda má skutečný přístup k internetu. Může dojít k falešně pozitivnímu výsledku, pokud je uživatel připojen k lokální síti bez připojení k internetu. Proto se nedoporučuje spoléhat se pouze na `navigator.onLine`.

2. The `online` and `offline` Events

Example:

            
window.addEventListener('online',  updateOnlineStatus);
window.addEventListener('offline', updateOnlineStatus);

function updateOnlineStatus(event) {
  if (navigator.onLine) {
    console.log("Online");
    // Perform actions when online (e.g., sync data)
  } else {
    console.log("Offline");
    // Perform actions when offline (e.g., display offline message)
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Podobně jako `navigator.onLine`, ani tyto události nemusí vždy přesně odrážet skutečné připojení k internetu. Indikují pouze změny ve stavu síťového připojení.

3. Fetch API with Timeout and Error Handling

Example:

            
async function isOnline() {
  try {
    const response = await fetch('https://www.google.com', { // Replace with a reliable online resource
      mode: 'no-cors', // Avoid CORS issues
      cache: 'no-cache', // Ensure a fresh request
      signal: AbortSignal.timeout(3000) // Set a timeout of 3 seconds
    });
    return response.ok;
  } catch (error) {
    console.error("Error checking online status:", error);
    return false;
  }
}

isOnline().then(online => {
  if (online) {
    console.log("Online (Fetch API)");
    // Perform actions when online
  } else {
    console.log("Offline (Fetch API)");
    // Perform actions when offline
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

V tomto příkladu se pokoušíme načíst zdroj od Googlu. Možnost `mode: 'no-cors'` se používá k zamezení problémům s CORS a `cache: 'no-cache'` zajišťuje, že požadavek není obsluhován z mezipaměti. `AbortSignal.timeout()` nastavuje časový limit 3 sekundy. Pokud požadavek selže nebo vyprší jeho časový limit, spustí se blok `catch`, což naznačuje, že aplikace je pravděpodobně offline.

Important Considerations:

• CORS: Použití `mode: 'no-cors'` je zásadní pro zamezení problémům s Cross-Origin Resource Sharing (CORS) při vytváření požadavků na externí zdroje. Omezuje však informace, ke kterým máte přístup z odpovědi.
• Reliable Resource: Vyberte spolehlivý online zdroj, který je pravděpodobně dostupný. Google je běžná volba, ale můžete použít jakýkoli veřejně přístupný zdroj, kterému důvěřujete.
• Timeout: Upravte hodnotu časového limitu na základě požadavků vaší aplikace a očekávaných podmínek sítě. Kratší časový limit rychleji detekuje offline stav, ale může také vést k falešně pozitivním výsledkům v oblastech s pomalým připojením k internetu.

4. Service Worker Interception

Service workers poskytují výkonný mechanismus pro zachycování síťových požadavků a správu mezipaměti. Můžete použít service workers k detekci offline stavu a obsluhování obsahu uloženého v mezipaměti, když je aplikace offline.

Example (Simplified Service Worker):

            
self.addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(response => {
        // Cache hit - return response
        if (response) {
          return response;
        }

        // Not in cache - fetch from network
        return fetch(event.request).catch(error => {
          // Network request failed, likely offline
          console.log('Fetch failed; returning offline page instead.', error);
          // Return the offline page
          return caches.match('/offline.html');
        });
      })
  );
});

            

              
                Copy
              
            
          

V tomto příkladu service worker zachycuje všechny fetch požadavky. Pokud je požadovaný zdroj nalezen v mezipaměti, je vrácen. Jinak se service worker pokusí načíst zdroj ze sítě. Pokud síťový požadavek selže (kvůli offline stavu), service worker vrátí offline stránku uloženou v mezipaměti.

Offline Page:

Je nezbytné poskytnout vlastní offline stránku, která informuje uživatele, že je aplikace offline, a poskytuje pokyny, jak problém vyřešit (např. zkontrolovat připojení k internetu). Tato stránka by měla být uložena v mezipaměti během instalace service worker.

5. Combining Techniques

Pro nejrobustnější detekci offline stavu se doporučuje kombinovat více technik. Například můžete použít `navigator.onLine` k rychlému prvotnímu ověření, ale poté použít metodu Fetch API k potvrzení skutečného připojení k internetu. Můžete také využít zachycování pomocí service worker pro jemnou kontrolu nad síťovými požadavky a správou mezipaměti.

Offline Feature Assessment

Jakmile dokážete spolehlivě detekovat offline stav, dalším krokem je posouzení, které funkce vaší aplikace by měly být dostupné offline. To zahrnuje identifikaci základních funkcí, ke kterým uživatelé potřebují mít přístup i bez připojení k internetu.

1. Identify Critical Features

Začněte identifikací funkcí, které jsou pro vaše uživatele nejdůležitější. Mezi ně může patřit:

• Content Display: Ukládání často navštěvovaných článků, příspěvků na blogu nebo podrobností o produktech do mezipaměti.
• Data Input: Umožnění uživatelům vyplňovat formuláře nebo vytvářet obsah offline, který lze synchronizovat, když se aplikace vrátí online.
• Basic Navigation: Poskytování přístupu k základní navigaci aplikace, i když je offline.
• Task Management: Umožnění uživatelům spravovat úkoly nebo seznamy úkolů offline.
• Media Playback: Ukládání audio nebo video obsahu do mezipaměti pro offline přehrávání.

Například zpravodajská aplikace může ukládat nejnovější titulky a články do mezipaměti pro offline čtení. Aplikace pro správu úkolů může uživatelům umožnit vytvářet a spravovat úkoly offline, které jsou poté synchronizovány se serverem, když je k dispozici připojení. Aplikace pro elektronické obchodování může ukládat podrobnosti o produktech do mezipaměti a umožnit uživatelům prohlížet produkty offline, ale vyžaduje připojení k internetu pro platbu.

2. Determine Data Caching Strategy

Jakmile identifikujete kritické funkce, musíte určit vhodnou strategii ukládání dat do mezipaměti. K dispozici je několik strategií ukládání do mezipaměti, včetně:

• Cache-First: Aplikace nejprve zkontroluje mezipaměť, zda neobsahuje požadovaný zdroj. Pokud je zdroj nalezen v mezipaměti, je vrácen. Jinak se aplikace pokusí načíst zdroj ze sítě. Tato strategie je ideální pro statická aktiva a často navštěvovaný obsah, který se zřídka mění.
• Network-First: Aplikace se nejprve pokusí načíst zdroj ze sítě. Pokud je síťový požadavek úspěšný, je zdroj vrácen a uložen do mezipaměti pro budoucí použití. Jinak se aplikace vrátí k mezipaměti. Tato strategie je ideální pro obsah, který musí být aktuální, ale může být obsluhován z mezipaměti, pokud není síť k dispozici.
• Cache, then Network: Aplikace nejprve vrátí zdroj z mezipaměti (pokud je k dispozici) a poté aktualizuje mezipaměť nejnovější verzí ze sítě. Tato strategie poskytuje rychlé počáteční načtení z mezipaměti, následované aktualizací ze sítě.
• Network, Falling Back to Cache: Tato strategie upřednostňuje načítání nejnovějších dat ze sítě. Pouze pokud síťový požadavek selže (např. kvůli offline stavu), vrátí se k obsluhování obsahu z mezipaměti.

Volba strategie ukládání do mezipaměti závisí na konkrétních požadavcích vaší aplikace a povaze obsahu, který je ukládán do mezipaměti.

3. Implement Offline Storage

Pro funkce, které vyžadují ukládání dat offline, budete muset implementovat mechanismy offline úložiště. K dispozici je několik možností, včetně:

• Cache API: Cache API poskytuje jednoduchý a efektivní způsob ukládání a načítání síťových požadavků a odpovědí. Je ideální pro ukládání statických aktiv a odpovědí API do mezipaměti.
• IndexedDB: IndexedDB je databáze NoSQL, která umožňuje ukládat velké množství strukturovaných dat offline. Je vhodná pro ukládání uživatelských dat, stavu aplikace a dalších složitých datových struktur.
• LocalStorage: LocalStorage poskytuje jednoduché úložiště klíč-hodnota pro ukládání malého množství dat offline. Je vhodný pro ukládání uživatelských preferencí nebo jednoduchých nastavení aplikace. Má však omezenou kapacitu úložiště a není vhodný pro ukládání velkého množství dat.

Volba mechanismu offline úložiště závisí na množství a typu dat, která potřebujete uložit, a také na složitosti vaší aplikace.

4. Handle Data Synchronization

Když se aplikace vrátí online, budete muset synchronizovat všechna data, která byla vytvořena nebo upravena offline. To zahrnuje odeslání dat na server a aktualizaci lokální mezipaměti o všechny změny ze serveru.

Pro synchronizaci dat lze použít několik strategií, včetně:

• Background Sync API: Background Sync API vám umožňuje odložit synchronizaci dat, dokud aplikace nemá stabilní připojení k internetu. To je ideální pro úkoly, které nemusí být provedeny okamžitě, jako je odesílání analytických dat nebo nahrávání obrázků.
• Manual Synchronization: Synchronizaci dat můžete spustit ručně, když se aplikace vrátí online. To je vhodné pro úkoly, které je třeba provést okamžitě, jako je odeslání formuláře nebo uložení změn v dokumentu.
• Conflict Resolution: Při synchronizaci dat je důležité řešit potenciální konflikty mezi lokální a serverovou verzí dat. To může zahrnovat implementaci algoritmů pro řešení konfliktů nebo poskytnutí uživateli možností pro řešení konfliktů.

5. Test Offline Functionality Thoroughly

Důkladné testování je zásadní pro zajištění správné funkce vaší PWA offline. To zahrnuje testování všech kritických funkcí v offline režimu, včetně:

• Content Display: Ověřte, že je obsah uložený v mezipaměti správně zobrazen offline.
• Data Input: Ověřte, že uživatelé mohou zadávat data offline a že jsou data synchronizována, když se aplikace vrátí online.
• Navigation: Ověřte, že základní navigace aplikace funguje offline.
• Data Synchronization: Ověřte, že jsou data synchronizována správně, když se aplikace vrátí online, a že jsou všechny konflikty vyřešeny odpovídajícím způsobem.
• Error Handling: Ověřte, že aplikace elegantně zpracovává chyby offline, jako je zobrazení informativních chybových zpráv nebo poskytnutí možností pro vyřešení problému.

K simulaci offline podmínek a testování offline funkčnosti vaší aplikace můžete použít vývojářské nástroje prohlížeče. Většina prohlížečů nabízí kartu „Síť“, kde můžete omezit rychlost sítě nebo simulovat offline stav.

Example: Offline-First Task Management App

Pojďme se podívat na jednoduchou aplikaci pro správu úkolů, která uživatelům umožňuje vytvářet a spravovat úkoly. Pro zajištění robustního offline zážitku může aplikace implementovat následující:

• Service Worker: Service worker se používá k ukládání statických aktiv aplikace (HTML, CSS, JavaScript) a odpovědí API do mezipaměti.
• Cache-First Strategy: Aplikace používá strategii cache-first pro statická aktiva, což zajišťuje, že se aplikace načítá rychle, i když je offline.
• IndexedDB: IndexedDB se používá k ukládání uživatelských úkolů offline.
• Background Sync API: Background Sync API se používá k synchronizaci úkolů se serverem, když má aplikace stabilní připojení k internetu.
• Offline Page: Vlastní offline stránka informuje uživatele, že je aplikace offline, a poskytuje pokyny, jak problém vyřešit.

Když uživatel vytvoří nový úkol offline, je úkol uložen v IndexedDB. Když se aplikace vrátí online, použije se Background Sync API k odeslání úkolu na server. Server poté vrátí aktualizovaná data úkolu, která jsou uložena v IndexedDB a použita k aktualizaci uživatelského rozhraní aplikace.

Global Considerations for Offline PWAs

• Varying Network Conditions: Rychlost a spolehlivost internetu se v různých regionech výrazně liší. Navrhněte svou aplikaci tak, aby byla odolná vůči pomalému a občasnému připojení. Implementujte adaptivní strategie načítání, které se přizpůsobí dostupné šířce pásma.
• Data Usage Costs: V některých regionech je používání dat drahé. Minimalizujte množství dat přenášených po síti optimalizací obrázků, komprimací souborů a používáním efektivních strategií ukládání do mezipaměti. Zvažte možnost dát uživatelům kontrolu nad tím, kdy jsou data synchronizována, abyste snížili neočekávané poplatky za data.
• Language Support: Poskytněte vícejazyčnou podporu pro svou aplikaci, včetně offline obsahu a chybových zpráv.
• Accessibility: Zajistěte, aby byla vaše PWA přístupná uživatelům s postižením, bez ohledu na stav jejich sítě. Používejte sémantický HTML, poskytujte alternativní text pro obrázky a zajistěte, aby se aplikace dala ovládat pomocí klávesnice.
• Cultural Considerations: Mějte na paměti kulturní rozdíly při navrhování své aplikace. Například různé regiony mohou mít různé preference pro formáty data a času, symboly měn a jednotky měření.

Conclusion

Poskytování offline funkcí v PWA je zásadní pro zlepšení uživatelského zážitku, zvýšení zapojení a zlepšení výkonu. Použitím strategií popsaných v tomto článku můžete spolehlivě detekovat offline stav, posoudit, které funkce by měly být dostupné offline, a implementovat robustní mechanismy offline úložiště a synchronizace. Nezapomeňte důkladně otestovat svou aplikaci v offline režimu, abyste se ujistili, že funguje správně a poskytuje bezproblémový zážitek pro uživatele po celém světě. Zvážením globálních faktorů, jako jsou různé podmínky sítě a náklady na data, můžete vytvářet PWA, které jsou přístupné a použitelné pro různorodé publikum, bez ohledu na jejich umístění nebo připojení.