Service Workers: Byg offline-først webapplikationer

I nutidens verden forventer brugere, at webapplikationer er hurtige, pålidelige og tilgængelige, selv når netværksforbindelsen er begrænset eller utilgængelig. Det er her, konceptet "offline-først" design kommer ind i billedet. Service workers er en kraftfuld teknologi, der giver udviklere mulighed for at bygge webapplikationer, der fungerer problemfrit offline, og som giver en overlegen brugeroplevelse.

Hvad er Service Workers?

En service worker er en JavaScript-fil, der kører i baggrunden, adskilt fra browserens hovedtråd. Den fungerer som en proxy mellem webapplikationen og netværket, hvor den opsnapper netværksanmodninger og administrerer caching. Service workers kan håndtere opgaver som:

Caching af statiske aktiver (HTML, CSS, JavaScript, billeder)
Servering af cachelagret indhold i offline-tilstand
Push-notifikationer
Baggrundssynkronisering

Vigtigt er, at service workers styres af browseren, ikke af websiden. Dette giver dem mulighed for at fungere, selv når brugeren har lukket fanen eller browservinduet.

Hvorfor offline-først?

At bygge en offline-først webapplikation giver talrige fordele:

Forbedret ydeevne: Ved at cache statiske aktiver og servere dem direkte fra cachen reducerer service workers indlæsningstiderne betydeligt, hvilket resulterer i en hurtigere og mere responsiv brugeroplevelse.
Øget pålidelighed: Selv når netværket er utilgængeligt, kan brugere stadig få adgang til cachelagret indhold, hvilket sikrer, at applikationen forbliver funktionel.
Større engagement: Offline-funktionalitet gør applikationen mere nyttig og tilgængelig, hvilket fører til øget brugerengagement og fastholdelse.
Reduceret dataforbrug: Ved at cache aktiver reducerer service workers mængden af data, der skal downloades over netværket, hvilket er særligt gavnligt for brugere med begrænsede dataabonnementer eller langsomme internetforbindelser i områder med mindre udviklet infrastruktur. For eksempel kan dataomkostninger i mange dele af Afrika og Sydamerika være en betydelig barriere for internetbrugere. Offline-først design hjælper med at afbøde dette.
Forbedret SEO: Søgemaskiner foretrækker websteder, der er hurtige og pålidelige, så at bygge en offline-først applikation kan forbedre din placering i søgemaskinerne.

Hvordan Service Workers fungerer

En service workers livscyklus består af flere stadier:

Registrering: Service workeren registreres i browseren, hvor omfanget af den applikation, den skal kontrollere, specificeres.
Installation: Service workeren installeres, hvor den typisk cacher statiske aktiver.
Aktivering: Service workeren aktiveres og overtager kontrollen over webapplikationen. Dette kan involvere afregistrering af gamle service workers og oprydning i gamle caches.
Inaktiv: Service workeren forbliver inaktiv og venter på netværksanmodninger eller andre hændelser.
Fetch: Når en netværksanmodning foretages, opsnapper service workeren den og kan enten servere cachelagret indhold eller hente ressourcen fra netværket.

Implementering af offline-først med Service Workers: En trin-for-trin guide

Her er et grundlæggende eksempel på, hvordan man implementerer offline-først funktionalitet ved hjælp af service workers:

Trin 1: Registrer Service Worker

I din primære JavaScript-fil (f.eks. `app.js`):


if ('serviceWorker' in navigator) {
  navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js')
    .then(function(registration) {
      console.log('Service Worker registreret med scope:', registration.scope);
    })
    .catch(function(error) {
      console.log('Service Worker-registrering mislykkedes:', error);
    });
}

Denne kode kontrollerer, om browseren understøtter service workers, og registrerer filen `service-worker.js`. Omfanget definerer, hvilke URL'er service workeren vil kontrollere.

Trin 2: Opret Service Worker-filen (service-worker.js)

Opret en fil ved navn `service-worker.js` med følgende kode:


const CACHE_NAME = 'my-site-cache-v1';
const urlsToCache = [
  '/',
  '/index.html',
  '/style.css',
  '/app.js',
  '/images/logo.png'
];

self.addEventListener('install', function(event) {
  // Udfør installationstrin
  event.waitUntil(
    caches.open(CACHE_NAME)
      .then(function(cache) {
        console.log('Cache åbnet');
        return cache.addAll(urlsToCache);
      })
  );
});

self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        // Cache-træf - returner svar
        if (response) {
          return response;
        }

        // VIGTIGT: Klon anmodningen.
        // En anmodning er en stream og kan kun forbruges én gang. Da vi forbruger denne
        // én gang af cachen og én gang af browseren til fetch, er vi nødt til at klone svaret.
        var fetchRequest = event.request.clone();

        return fetch(fetchRequest).then(
          function(response) {
            // Tjek om vi har modtaget et gyldigt svar
            if(!response || response.status !== 200 || response.type !== 'basic') {
              return response;
            }

            // VIGTIGT: Klon svaret.
            // Et svar er en stream og skal kun forbruges én gang.
            var responseToCache = response.clone();

            caches.open(CACHE_NAME)
              .then(function(cache) {
                cache.put(event.request, responseToCache);
              });

            return response;
          }
        );
      })
    );
});

self.addEventListener('activate', function(event) {

  var cacheWhitelist = [CACHE_NAME];

  event.waitUntil(
    caches.keys().then(function(cacheNames) {
      return Promise.all(
        cacheNames.map(function(cacheName) {
          if (cacheWhitelist.indexOf(cacheName) === -1) {
            return caches.delete(cacheName);
          }
        })
      );
    })
  );
});

Denne kode gør følgende:

Definerer et `CACHE_NAME` og en liste af `urlsToCache`.
Under `install`-hændelsen åbner den cachen og tilføjer de specificerede URL'er til den.
Under `fetch`-hændelsen opsnapper den netværksanmodninger. Hvis den anmodede ressource er i cachen, returnerer den den cachelagrede version. Ellers henter den ressourcen fra netværket, cacher den og returnerer svaret.
Under `activate`-hændelsen fjerner den gamle caches for at holde cachestørrelsen håndterbar.

Trin 3: Test din offline-funktionalitet

For at teste din offline-funktionalitet kan du bruge browserens udviklingsværktøjer. I Chrome skal du åbne DevTools, gå til fanen "Application" og vælge "Service Workers." Du kan derefter simulere offline-tilstand ved at markere afkrydsningsfeltet "Offline".

Avancerede Service Worker-teknikker

Når du har en grundlæggende forståelse af service workers, kan du udforske mere avancerede teknikker for at forbedre din offline-først applikation:

Caching-strategier

Der er flere caching-strategier, du kan bruge, afhængigt af ressourcetypen og din applikations krav:

Cache først: Server altid indhold fra cachen, og hent kun fra netværket, hvis ressourcen ikke findes i cachen.
Netværk først: Prøv altid at hente indhold fra netværket først, og brug kun cachen som en nødløsning.
Cache og derefter netværk: Server indhold fra cachen med det samme, og opdater derefter cachen med den seneste version fra netværket. Dette giver en hurtig indledende indlæsning og sikrer, at brugeren altid har det mest opdaterede indhold (med tiden).
Stale-while-revalidate: Ligner Cache og derefter netværk, men opdaterer cachen i baggrunden uden at blokere den indledende indlæsning.
Kun netværk: Tvinger applikationen til altid at hente indhold fra netværket.
Kun cache: Tvinger applikationen til kun at bruge indhold, der er gemt i cachen.

Valget af den rette caching-strategi afhænger af den specifikke ressource og din applikations krav. For eksempel serveres statiske aktiver som billeder og CSS-filer ofte bedst ved hjælp af Cache først-strategien, mens dynamisk indhold kan have gavn af Netværk først- eller Cache og derefter netværk-strategien.

Baggrundssynkronisering

Baggrundssynkronisering giver dig mulighed for at udskyde opgaver, indtil brugeren har en stabil netværksforbindelse. Dette er nyttigt for opgaver som at indsende formularer eller uploade filer. For eksempel kan en bruger i et fjerntliggende område i Indonesien udfylde en formular, mens vedkommende er offline. Service workeren kan derefter vente, indtil en forbindelse er tilgængelig, før dataene indsendes.

Push-notifikationer

Service workers kan bruges til at sende push-notifikationer til brugere, selv når applikationen ikke er åben. Dette kan bruges til at genengagere brugere og levere rettidige opdateringer. Overvej en nyhedsapplikation, der sender breaking news-advarsler til brugere i realtid, uanset om appen kører aktivt.

Workbox

Workbox er en samling af JavaScript-biblioteker, der gør det lettere at bygge service workers. Det giver abstraktioner for almindelige opgaver som caching, routing og baggrundssynkronisering. Brug af Workbox kan forenkle din service worker-kode og gøre den mere vedligeholdelsesvenlig. Mange virksomheder bruger nu Workbox som en standardkomponent, når de udvikler PWA'er og offline-først-oplevelser.

Overvejelser for et globalt publikum

Når man bygger offline-først webapplikationer til et globalt publikum, er det vigtigt at overveje følgende faktorer:

Varierende netværksforhold: Netværksforbindelsen kan variere betydeligt på tværs af forskellige regioner. Nogle brugere har måske adgang til højhastighedsinternet, mens andre er afhængige af langsomme eller ustabile forbindelser. Design din applikation til at håndtere forskellige netværksforhold elegant.
Dataomkostninger: Dataomkostninger kan være en betydelig barriere for internetbrugere i nogle dele af verden. Minimer dataforbruget ved at cache aktiver aggressivt og optimere billeder.
Sprogunderstøttelse: Sørg for, at din applikation understøtter flere sprog, og at brugere kan få adgang til indhold på deres foretrukne sprog, selv når de er offline. Gem lokaliseret indhold i cachen og server det baseret på brugerens sprogindstillinger.
Tilgængelighed: Sørg for, at din webapplikation er tilgængelig for brugere med handicap, uanset deres netværksforbindelse. Følg bedste praksis for tilgængelighed og test din applikation med hjælpeteknologier.
Indholdsopdateringer: Planlæg, hvordan du håndterer indholdsopdateringer effektivt. Strategier som `stale-while-revalidate` kan give brugerne en hurtig indledende oplevelse, samtidig med at de sikrer, at de med tiden ser det seneste indhold. Overvej at bruge versionering for cachelagrede aktiver, så opdateringer implementeres problemfrit.
Begrænsninger i Local Storage: Mens local storage er nyttigt til små mængder data, har service workers adgang til Cache API'en, som giver mulighed for at gemme større filer og mere komplekse datastrukturer, hvilket er afgørende for offline-oplevelser.

Eksempler på offline-først applikationer

Flere populære webapplikationer har med succes implementeret offline-først funktionalitet ved hjælp af service workers:

Google Maps: Giver brugerne mulighed for at downloade kort til offlinebrug, så de kan navigere selv uden en internetforbindelse.
Google Docs: Giver brugerne mulighed for at oprette og redigere dokumenter offline og synkronisere ændringer, når en netværksforbindelse er tilgængelig.
Starbucks: Gør det muligt for brugere at gennemse menuen, afgive ordrer og administrere deres bonuskonto offline.
AliExpress: Giver brugerne mulighed for at gennemse produkter, tilføje varer til deres indkøbskurv og se ordredetaljer offline.
Wikipedia: Tilbyder offline adgang til artikler og indhold, hvilket gør viden tilgængelig selv uden internet.

Konklusion

Service workers er et kraftfuldt værktøj til at bygge offline-først webapplikationer, der er hurtige, pålidelige og engagerende. Ved at cache aktiver, opsnappe netværksanmodninger og håndtere baggrundsopgaver kan service workers levere en overlegen brugeroplevelse, selv når netværksforbindelsen er begrænset eller utilgængelig. Da netværksadgang fortsat er ustabil over hele kloden, er fokus på offline-først design afgørende for at sikre lige adgang til information og tjenester på nettet.

Ved at følge de trin, der er beskrevet i denne guide, og overveje de nævnte faktorer, kan du skabe webapplikationer, der fungerer problemfrit offline og giver en fremragende oplevelse for brugere over hele verden. Omfavn kraften i service workers og byg fremtidens web – en fremtid, hvor nettet er tilgængeligt for alle, overalt, uanset deres netværksforbindelse.