اسکریپت‌های پس‌زمینه افزونه مرورگر: پذیرش مهاجرت به سرویس ورکر جاوااسکریپت

چشم‌انداز توسعه افزونه‌های مرورگر به طور مداوم در حال تحول است. یکی از مهم‌ترین تغییرات اخیر، گذار از صفحات پس‌زمینه پایدار سنتی به سرویس ورکرهای جاوااسکریپت برای اسکریپت‌های پس‌زمینه است. این مهاجرت که عمدتاً توسط مانیفست نسخه ۳ (MV3) در مرورگرهای مبتنی بر کرومیوم هدایت می‌شود، مزایای زیادی به همراه دارد اما چالش‌های منحصر به فردی را نیز برای توسعه‌دهندگان ایجاد می‌کند. این راهنمای جامع به دلایل این تغییر، مزایا و معایب و یک راهنمای گام به گام از فرآیند مهاجرت می‌پردازد تا انتقال روان افزونه شما را تضمین کند.

چرا به سرویس ورکرها مهاجرت کنیم؟

انگیزه اصلی این انتقال، بهبود عملکرد و امنیت مرورگر است. صفحات پس‌زمینه پایدار، که در مانیفست نسخه ۲ (MV2) رایج بودند، حتی در حالت بیکاری نیز می‌توانند منابع قابل توجهی را مصرف کنند و بر عمر باتری و پاسخگویی کلی مرورگر تأثیر بگذارند. از سوی دیگر، سرویس ورکرها مبتنی بر رویداد هستند و تنها در صورت نیاز فعال می‌شوند.

مزایای سرویس ورکرها:

• عملکرد بهبود یافته: سرویس ورکرها تنها زمانی فعال می‌شوند که یک رویداد آن‌ها را فراخوانی کند، مانند یک فراخوانی API یا پیامی از بخش دیگری از افزونه. این ماهیت «مبتنی بر رویداد» مصرف منابع را کاهش داده و عملکرد مرورگر را بهبود می‌بخشد.
• امنیت تقویت‌شده: سرویس ورکرها در یک محیط محدودتر عمل می‌کنند، که سطح حمله را کاهش داده و امنیت کلی افزونه را بهبود می‌بخشد.
• آینده‌نگری: اکثر مرورگرهای اصلی به سمت استفاده از سرویس ورکرها به عنوان استاندارد پردازش پس‌زمینه در افزونه‌ها حرکت می‌کنند. مهاجرت در حال حاضر تضمین می‌کند که افزونه شما سازگار باقی بماند و از مشکلات منسوخ شدن در آینده جلوگیری شود.
• عملیات غیر مسدودکننده (Non-Blocking): سرویس ورکرها برای انجام وظایف در پس‌زمینه بدون مسدود کردن رشته اصلی طراحی شده‌اند، که تجربه کاربری روان‌تری را تضمین می‌کند.

معایب و چالش‌ها:

• منحنی یادگیری: سرویس ورکرها یک مدل برنامه‌نویسی جدید را معرفی می‌کنند که می‌تواند برای توسعه‌دهندگان عادت کرده به صفحات پس‌زمینه پایدار چالش‌برانگیز باشد. ماهیت مبتنی بر رویداد نیازمند رویکردی متفاوت برای مدیریت وضعیت و ارتباطات است.
• مدیریت وضعیت پایدار: حفظ وضعیت پایدار در طول فعال‌سازی‌های مختلف سرویس ورکر نیازمند ملاحظات دقیقی است. تکنیک‌هایی مانند Storage API یا IndexedDB بسیار حیاتی می‌شوند.
• پیچیدگی اشکال‌زدایی (Debugging): اشکال‌زدایی سرویس ورکرها به دلیل ماهیت متناوب آن‌ها می‌تواند پیچیده‌تر از اشکال‌زدایی صفحات پس‌زمینه سنتی باشد.
• دسترسی محدود به DOM: سرویس ورکرها نمی‌توانند مستقیماً به DOM دسترسی داشته باشند. آن‌ها باید با اسکریپت‌های محتوا برای تعامل با صفحات وب ارتباط برقرار کنند.

درک مفاهیم اصلی

قبل از ورود به فرآیند مهاجرت، درک مفاهیم بنیادی سرویس ورکرها ضروری است:

مدیریت چرخه حیات

سرویس ورکرها یک چرخه حیات مشخص دارند که شامل مراحل زیر است:

• نصب (Installation): سرویس ورکر هنگام بارگذاری یا به‌روزرسانی اولیه افزونه نصب می‌شود. این زمان ایده‌آلی برای ذخیره دارایی‌های استاتیک و انجام وظایف راه‌اندازی اولیه است.
• فعال‌سازی (Activation): پس از نصب، سرویس ورکر فعال می‌شود. این نقطه‌ای است که می‌تواند شروع به مدیریت رویدادها کند.
• بیکار (Idle): سرویس ورکر بیکار می‌ماند و منتظر رویدادهایی است که آن را فراخوانی کنند.
• خاتمه (Termination): سرویس ورکر زمانی که دیگر مورد نیاز نباشد، خاتمه می‌یابد.

معماری مبتنی بر رویداد

سرویس ورکرها مبتنی بر رویداد هستند، به این معنی که کد را تنها در پاسخ به رویدادهای خاص اجرا می‌کنند. رویدادهای رایج عبارتند از:

• install: زمانی که سرویس ورکر نصب می‌شود، فعال می‌شود.
• activate: زمانی که سرویس ورکر فعال می‌شود، فعال می‌شود.
• fetch: زمانی که مرورگر یک درخواست شبکه ارسال می‌کند، فعال می‌شود.
• message: زمانی که سرویس ورکر پیامی از بخش دیگری از افزونه دریافت می‌کند، فعال می‌شود.

ارتباطات بین فرآیندی

سرویس ورکرها به راهی برای برقراری ارتباط با سایر بخش‌های افزونه، مانند اسکریپت‌های محتوا و اسکریپت‌های پاپ‌آپ، نیاز دارند. این کار معمولاً با استفاده از APIهای chrome.runtime.sendMessage و chrome.runtime.onMessage انجام می‌شود.

راهنمای گام به گام مهاجرت

بیایید فرآیند مهاجرت یک افزونه مرورگر معمولی از یک صفحه پس‌زمینه پایدار به یک سرویس ورکر را بررسی کنیم.

مرحله ۱: به‌روزرسانی فایل مانیفست (manifest.json)

اولین قدم، به‌روزرسانی فایل manifest.json شما برای منعکس کردن تغییر به سرویس ورکر است. فیلد "background" را حذف کرده و آن را با فیلد "background" حاوی خاصیت "service_worker" جایگزین کنید.

مثال مانیفست نسخه ۲ (صفحه پس‌زمینه پایدار):

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

مثال مانیفست نسخه ۳ (سرویس ورکر):

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

ملاحظات مهم:

• اطمینان حاصل کنید که manifest_version شما روی ۳ تنظیم شده باشد.
• خاصیت "service_worker" مسیر اسکریپت سرویس ورکر شما را مشخص می‌کند.

مرحله ۲: بازنویسی اسکریپت پس‌زمینه (background.js)

این مهم‌ترین مرحله در فرآیند مهاجرت است. شما باید اسکریپت پس‌زمینه خود را برای تطبیق با ماهیت مبتنی بر رویداد سرویس ورکرها بازنویسی کنید.

۱. حذف متغیرهای وضعیت پایدار

در صفحات پس‌زمینه MV2، می‌توانستید برای حفظ وضعیت در رویدادهای مختلف به متغیرهای سراسری تکیه کنید. با این حال، سرویس ورکرها در حالت بیکاری خاتمه می‌یابند، بنابراین متغیرهای سراسری برای وضعیت پایدار قابل اعتماد نیستند.

مثال (MV2):

var counter = 0;

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

راه‌حل: استفاده از Storage API یا IndexedDB

Storage API (chrome.storage.local یا chrome.storage.sync) به شما امکان می‌دهد داده‌ها را به صورت پایدار ذخیره و بازیابی کنید. IndexedDB گزینه دیگری برای ساختارهای داده پیچیده‌تر است.

مثال (MV3 با 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);
    });
  });
});

مثال (MV3 با 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);
  }
});

۲. جایگزینی شنوندگان رویداد با ارسال پیام

اگر اسکریپت پس‌زمینه شما با اسکریپت‌های محتوا یا سایر بخش‌های افزونه ارتباط برقرار می‌کند، باید از ارسال پیام استفاده کنید.

مثال (ارسال پیام از اسکریپت پس‌زمینه به اسکریپت محتوا):

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});
    }
  }
);

مثال (ارسال پیام از اسکریپت محتوا به اسکریپت پس‌زمینه):

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

۳. مدیریت وظایف راه‌اندازی در رویداد `install`

رویداد `install` زمانی فعال می‌شود که سرویس ورکر برای اولین بار نصب یا به‌روزرسانی می‌شود. این بهترین مکان برای انجام وظایف راه‌اندازی، مانند ایجاد پایگاه داده یا ذخیره دارایی‌های استاتیک است.

مثال:

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

۴. در نظر گرفتن اسناد خارج از صفحه (Offscreen Documents)

مانیفست نسخه ۳ اسناد خارج از صفحه را برای مدیریت وظایفی که قبلاً به دسترسی DOM در صفحات پس‌زمینه نیاز داشتند، مانند پخش صدا یا تعامل با کلیپ‌بورد، معرفی کرد. این اسناد در یک زمینه جداگانه اجرا می‌شوند اما می‌توانند به نمایندگی از سرویس ورکر با DOM تعامل داشته باشند.

اگر افزونه شما نیاز به دستکاری گسترده DOM یا انجام وظایفی دارد که با ارسال پیام و اسکریپت‌های محتوا به راحتی قابل دستیابی نیستند، اسناد خارج از صفحه ممکن است راه‌حل مناسبی باشند.

مثال (ایجاد یک سند خارج از صفحه):

// 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);

مثال (offscreen.html):

مثال (offscreen.js که در سند خارج از صفحه اجرا می‌شود):

// 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' });
  }
});

مرحله ۳: آزمایش کامل افزونه

پس از بازنویسی اسکریپت پس‌زمینه، بسیار مهم است که افزونه خود را به طور کامل آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که در محیط جدید سرویس ورکر به درستی کار می‌کند. به موارد زیر توجه ویژه داشته باشید:

• مدیریت وضعیت: تأیید کنید که وضعیت پایدار شما با استفاده از Storage API یا IndexedDB به درستی ذخیره و بازیابی می‌شود.
• ارسال پیام: اطمینان حاصل کنید که پیام‌ها به درستی بین اسکریپت پس‌زمینه، اسکریپت‌های محتوا و اسکریپت‌های پاپ‌آپ ارسال و دریافت می‌شوند.
• مدیریت رویداد: تمام شنوندگان رویداد را آزمایش کنید تا اطمینان حاصل شود که طبق انتظار فعال می‌شوند.
• عملکرد: عملکرد افزونه خود را نظارت کنید تا اطمینان حاصل شود که منابع بیش از حد مصرف نمی‌کند.

مرحله ۴: اشکال‌زدایی سرویس ورکرها

اشکال‌زدایی سرویس ورکرها به دلیل ماهیت متناوب آن‌ها می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. در اینجا چند نکته برای کمک به شما در اشکال‌زدایی سرویس ورکر آورده شده است:

• ابزارهای توسعه‌دهنده کروم (Chrome DevTools): از ابزارهای توسعه‌دهنده کروم برای بازرسی سرویس ورکر، مشاهده گزارش‌های کنسول و تنظیم نقاط توقف (breakpoints) استفاده کنید. می‌توانید سرویس ورکر را در زیر تب «Application» پیدا کنید.
• گزارش‌های کنسول پایدار: از دستورات console.log به طور گسترده برای ردیابی جریان اجرای سرویس ورکر خود استفاده کنید.
• نقاط توقف (Breakpoints): نقاط توقف را در کد سرویس ورکر خود تنظیم کنید تا اجرا را متوقف کرده و متغیرها را بازرسی کنید.
• بازرس سرویس ورکر (Service Worker Inspector): از بازرس سرویس ورکر در ابزارهای توسعه‌دهنده کروم برای مشاهده وضعیت، رویدادها و درخواست‌های شبکه سرویس ورکر استفاده کنید.

بهترین روش‌ها برای مهاجرت به سرویس ورکر

در اینجا چند روش برتر برای دنبال کردن هنگام مهاجرت افزونه مرورگر خود به سرویس ورکرها آورده شده است:

• زود شروع کنید: برای مهاجرت به سرویس ورکرها تا آخرین لحظه صبر نکنید. فرآیند مهاجرت را هر چه زودتر شروع کنید تا زمان کافی برای بازنویسی کد و آزمایش افزونه خود داشته باشید.
• وظیفه را تقسیم کنید: فرآیند مهاجرت را به وظایف کوچک‌تر و قابل مدیریت تقسیم کنید. این کار فرآیند را کمتر دلهره‌آور و ردیابی آن را آسان‌تر می‌کند.
• به طور مکرر آزمایش کنید: افزونه خود را در طول فرآیند مهاجرت به طور مکرر آزمایش کنید تا خطاها را زود تشخیص دهید.
• از Storage API یا IndexedDB برای وضعیت پایدار استفاده کنید: به متغیرهای سراسری برای وضعیت پایدار تکیه نکنید. به جای آن از Storage API یا IndexedDB استفاده کنید.
• از ارسال پیام برای ارتباطات استفاده کنید: از ارسال پیام برای برقراری ارتباط بین اسکریپت پس‌زمینه، اسکریپت‌های محتوا و اسکریپت‌های پاپ‌آپ استفاده کنید.
• کد خود را بهینه‌سازی کنید: کد خود را برای عملکرد بهتر بهینه‌سازی کنید تا مصرف منابع را به حداقل برسانید.
• اسناد خارج از صفحه را در نظر بگیرید: اگر نیاز به دستکاری گسترده DOM دارید، استفاده از اسناد خارج از صفحه را در نظر بگیرید.

ملاحظات بین‌المللی‌سازی

هنگام توسعه افزونه‌های مرورگر برای مخاطبان جهانی، در نظر گرفتن بین‌المللی‌سازی (i18n) و محلی‌سازی (l10n) بسیار مهم است. در اینجا چند نکته برای اطمینان از دسترسی‌پذیری افزونه شما برای کاربران در سراسر جهان آورده شده است:

• از پوشه `_locales` استفاده کنید: رشته‌های ترجمه شده افزونه خود را در پوشه `_locales` ذخیره کنید. این پوشه شامل زیرپوشه‌هایی برای هر زبان پشتیبانی شده است که حاوی یک فایل `messages.json` با ترجمه‌ها می‌باشد.
• از نحو `__MSG_messageName__` استفاده کنید: از نحو `__MSG_messageName__` برای ارجاع به رشته‌های ترجمه شده خود در کد و فایل مانیفست استفاده کنید.
• از زبان‌های راست به چپ (RTL) پشتیبانی کنید: اطمینان حاصل کنید که طرح‌بندی و استایل افزونه شما به درستی با زبان‌های RTL مانند عربی و عبری سازگار است.
• فرمت تاریخ و زمان را در نظر بگیرید: از فرمت مناسب تاریخ و زمان برای هر منطقه استفاده کنید.
• محتوای مرتبط فرهنگی ارائه دهید: محتوای افزونه خود را طوری تنظیم کنید که از نظر فرهنگی برای مناطق مختلف مرتبط باشد.

مثال (_locales/en/messages.json):

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

مثال (ارجاع به رشته‌های ترجمه شده در کد شما):

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

نتیجه‌گیری

مهاجرت اسکریپت پس‌زمینه افزونه مرورگر شما به یک سرویس ورکر جاوااسکریپت، گامی مهم در جهت بهبود عملکرد، امنیت و آینده‌نگری افزونه شماست. اگرچه این انتقال ممکن است چالش‌هایی را به همراه داشته باشد، اما مزایای آن ارزش تلاش را دارد. با دنبال کردن مراحل ذکر شده در این راهنما و اتخاذ بهترین روش‌ها، می‌توانید یک مهاجرت روان و موفق را تضمین کرده و تجربه بهتری را برای کاربران خود در سراسر جهان ارائه دهید. به یاد داشته باشید که به طور کامل آزمایش کنید و با معماری جدید مبتنی بر رویداد سازگار شوید تا از قدرت کامل سرویس ورکرها بهره‌مند شوید.

منابع بیشتر

• مستندات مانیفست نسخه ۳ افزونه کروم
• مستندات API سرویس ورکر موزیلا
• مبانی سرویس ورکر