اپلیکیشن‌های وب پیش‌رونده (PWA): راهنمای کامل پیاده‌سازی برای توسعه‌دهندگان جهانی

اپلیکیشن‌های وب پیش‌رونده (PWA) یک تغییر پارادایم در توسعه وب محسوب می‌شوند و مرزهای بین وب‌سایت‌های سنتی و اپلیکیشن‌های نیتیو موبایل را کم‌رنگ می‌کنند. آن‌ها یک تجربه کاربری بهبودیافته ارائه می‌دهند که با قابلیت اطمینان، قابلیت نصب و جذابیت مشخص می‌شود و این ویژگی‌ها آن‌ها را به راه‌حلی ایده‌آل برای دستیابی به مخاطبان جهانی با اتصال اینترنت و قابلیت‌های دستگاهی متفاوت تبدیل می‌کند.

اپلیکیشن‌های وب پیش‌رونده (PWA) چه هستند؟

PWAها اپلیکیشن‌های وبی هستند که از استانداردهای وب مدرن برای ارائه تجربه‌ای شبیه به اپلیکیشن‌های نیتیو استفاده می‌کنند. آن‌ها:

• قابل اطمینان: با استفاده از سرویس ورکرها فوراً بارگیری شده و در حالت آفلاین یا بر روی شبکه‌های با کیفیت پایین کار می‌کنند.
• قابل نصب: می‌توانند به صفحه اصلی کاربر اضافه شوند و تجربه‌ای شبیه به اپلیکیشن نیتیو ارائه دهند.
• جذاب: کاربران را با ویژگی‌هایی مانند پوش نوتیفیکیشن‌ها دوباره درگیر می‌کنند.

برخلاف اپلیکیشن‌های نیتیو، PWAها از طریق موتورهای جستجو قابل کشف هستند، به راحتی از طریق URL به اشتراک گذاشته می‌شوند و کاربران را ملزم به عبور از فروشگاه‌های اپلیکیشن نمی‌کنند. این امر آن‌ها را به یک راه‌حل در دسترس و مقرون‌به‌صرفه برای کسب‌وکارهایی تبدیل می‌کند که به دنبال گسترش دامنه دسترسی خود هستند.

فناوری‌های اصلی پشت PWAها

PWAها بر پایه سه فناوری اصلی ساخته شده‌اند:

۱. HTTPS

امنیت بسیار مهم است. PWAها باید از طریق HTTPS ارائه شوند تا از شنود و دستکاری داده‌ها جلوگیری شده و یکپارچگی داده‌ها تضمین شود. این یک پیش‌نیاز اساسی برای کارکرد سرویس ورکرها است.

۲. سرویس ورکرها (Service Workers)

سرویس ورکرها فایل‌های جاوا اسکریپتی هستند که در پس‌زمینه و جدا از رشته اصلی مرورگر اجرا می‌شوند. آن‌ها به عنوان سرورهای پراکسی بین اپلیکیشن وب و شبکه عمل می‌کنند و ویژگی‌هایی مانند موارد زیر را فعال می‌سازند:

• کش کردن (Caching): ذخیره دارایی‌ها (HTML، CSS، جاوا اسکریپت، تصاویر) برای فراهم کردن دسترسی آفلاین و زمان بارگذاری سریع‌تر.
• همگام‌سازی پس‌زمینه (Background Sync): امکان انجام اقدامات حتی زمانی که کاربر آفلاین است. به عنوان مثال، کاربر می‌تواند یک ایمیل را در حالت آفلاین بنویسد و سرویس ورکر به طور خودکار آن را هنگامی که دستگاه دوباره به اینترنت متصل شد، ارسال می‌کند.
• پوش نوتیفیکیشن‌ها (Push Notifications): ارائه به‌روزرسانی‌های به موقع و محتوای جذاب به کاربران، حتی زمانی که آن‌ها به طور فعال از اپلیکیشن استفاده نمی‌کنند.

چرخه حیات سرویس ورکر: درک چرخه حیات سرویس ورکر (ثبت، نصب، فعال‌سازی، به‌روزرسانی‌ها) برای پیاده‌سازی مؤثر PWA بسیار مهم است. مدیریت نادرست می‌تواند منجر به مشکلات کش و رفتار غیرمنتظره شود. ما به‌روزرسانی‌ها را با جزئیات بیشتر در ادامه پوشش خواهیم داد.

۳. مانیفست اپلیکیشن وب (Web App Manifest)

مانیفست اپلیکیشن وب یک فایل JSON است که متادیتای مربوط به PWA را فراهم می‌کند، مانند:

• Name: نام اپلیکیشن که در صفحه اصلی نمایش داده می‌شود.
• Short Name: نسخه کوتاه‌تر نام، که در صورت کمبود فضا استفاده می‌شود.
• Icons: مجموعه‌ای از آیکون‌ها در اندازه‌های مختلف برای دستگاه‌های گوناگون.
• Start URL: آدرس URL که هنگام راه‌اندازی PWA از صفحه اصلی توسط کاربر بارگیری می‌شود.
• Display: مشخص می‌کند که PWA چگونه باید نمایش داده شود (به عنوان مثال، standalone، fullscreen، minimal-ui). حالت Standalone نوار آدرس و دکمه‌های ناوبری مرورگر را حذف می‌کند و تجربه‌ای شبیه‌تر به اپلیکیشن نیتیو ارائه می‌دهد.
• Theme Color: رنگ نوار آدرس و نوار وضعیت مرورگر را تعریف می‌کند.
• Background Color: رنگ پس‌زمینه‌ای را که هنگام بارگذاری اپلیکیشن استفاده می‌شود، مشخص می‌کند.

مراحل پیاده‌سازی: ساخت یک PWA ساده

بیایید مراحل ساخت یک PWA ساده را مرور کنیم:

مرحله ۱: راه‌اندازی HTTPS

اطمینان حاصل کنید که وب‌سایت شما از طریق HTTPS ارائه می‌شود. می‌توانید یک گواهی SSL رایگان از Let's Encrypt دریافت کنید.

مرحله ۲: ایجاد یک مانیفست اپلیکیشن وب (manifest.json)

فایلی با نام `manifest.json` ایجاد کرده و کد زیر را به آن اضافه کنید:

{
  "name": "My Simple PWA",
  "short_name": "PWA",
  "icons": [
    {
      "src": "icon-192x192.png",
      "sizes": "192x192",
      "type": "image/png"
    },
    {
      "src": "icon-512x512.png",
      "sizes": "512x512",
      "type": "image/png"
    }
  ],
  "start_url": "/index.html",
  "display": "standalone",
  "theme_color": "#ffffff",
  "background_color": "#ffffff"
}

مقادیر `icon-192x192.png` و `icon-512x512.png` را با فایل‌های آیکون واقعی خود جایگزین کنید. شما باید این آیکون‌ها را در اندازه‌های مختلف تولید کنید. ابزارهای آنلاینی مانند Real Favicon Generator می‌توانند در این زمینه به شما کمک کنند.

مرحله ۳: پیوند دادن فایل مانیفست در HTML خود

خط زیر را به بخش `` فایل `index.html` خود اضافه کنید:

<link rel="manifest" href="/manifest.json">

مرحله ۴: ایجاد یک سرویس ورکر (service-worker.js)

فایلی با نام `service-worker.js` ایجاد کرده و کد زیر را به آن اضافه کنید:

const CACHE_NAME = 'my-pwa-cache-v1';
const urlsToCache = [
  '/',
  '/index.html',
  '/style.css',
  '/script.js',
  '/icon-192x192.png',
  '/icon-512x512.png'
];

self.addEventListener('install', function(event) {
  // انجام مراحل نصب
  event.waitUntil(
    caches.open(CACHE_NAME)
      .then(function(cache) {
        console.log('کش باز شد');
        return cache.addAll(urlsToCache);
      })
  );
});

self.addEventListener('fetch', function(event) {
  event.respondWith(
    caches.match(event.request)
      .then(function(response) {
        // یافت شد در کش - بازگرداندن پاسخ
        if (response) {
          return response;
        }

        // مهم: اگر اینجا هستیم، به این معنی است که درخواست در کش پیدا نشده است.
        return fetch(event.request).then(
          function(response) {
            // بررسی می‌کنیم که آیا پاسخ معتبری دریافت کرده‌ایم
            if(!response || response.status !== 200 || response.type !== 'basic') {
              return response;
            }

            // مهم: پاسخ را کلون کنید. یک پاسخ یک استریم است
            // و چون می‌خواهیم مرورگر پاسخ را مصرف کند
            // و همچنین کش نیز پاسخ را مصرف کند، باید
            // آن را کلون کنیم تا دو کپی مستقل داشته باشیم.
            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);
          }
        })
      );
    })
  );
});

این سرویس ورکر فایل‌های مشخص شده را هنگام نصب کش می‌کند و آن‌ها را از کش در زمانی که کاربر آفلاین است یا روی یک شبکه کند قرار دارد، ارائه می‌دهد.

مرحله ۵: ثبت سرویس ورکر در جاوا اسکریپت خود

کد زیر را به فایل `script.js` خود اضافه کنید:

if ('serviceWorker' in navigator) {
  window.addEventListener('load', function() {
    navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js')
      .then(function(registration) {
        // ثبت‌نام موفقیت‌آمیز بود
        console.log('ثبت ServiceWorker با scope زیر موفقیت‌آمیز بود: ', registration.scope);
      },
      function(err) {
        // ثبت‌نام ناموفق بود :(
        console.log('ثبت ServiceWorker ناموفق بود: ', err);
      });
  });
}

این کد بررسی می‌کند که آیا مرورگر از سرویس ورکرها پشتیبانی می‌کند یا خیر و فایل `service-worker.js` را ثبت می‌کند.

مرحله ۶: تست PWA خود

وب‌سایت خود را در یک مرورگر که از PWAها پشتیبانی می‌کند (مانند کروم، فایرفاکس، سافاری) باز کنید. ابزارهای توسعه‌دهنده (developer tools) را باز کرده و تب "Application" را بررسی کنید تا ببینید آیا سرویس ورکر به درستی ثبت شده و فایل مانیفست بارگیری شده است یا خیر.

اکنون باید یک اعلان "Add to Home Screen" (افزودن به صفحه اصلی) در مرورگر خود ببینید. با کلیک بر روی این اعلان، PWA روی دستگاه شما نصب خواهد شد.

ویژگی‌ها و ملاحظات پیشرفته PWA

پوش نوتیفیکیشن‌ها

پوش نوتیفیکیشن‌ها یک راه قدرتمند برای درگیر کردن مجدد کاربران با PWA شما هستند. برای پیاده‌سازی پوش نوتیفیکیشن‌ها، شما باید:

1. دریافت کلید Push API: شما باید از سرویسی مانند Firebase Cloud Messaging (FCM) یا سرویس مشابهی برای مدیریت پوش نوتیفیکیشن‌ها استفاده کنید. این کار نیازمند ایجاد یک حساب کاربری و دریافت یک کلید API است.
2. مشترک کردن کاربر: در PWA خود، باید از کاربر برای دریافت پوش نوتیفیکیشن‌ها اجازه بگیرید و سپس او را در سرویس پوش خود مشترک کنید.
3. مدیریت رویدادهای Push: در سرویس ورکر خود، باید به رویدادهای push گوش دهید و نوتیفیکیشن را به کاربر نمایش دهید.

مثال (ساده‌شده - با استفاده از Firebase):

در فایل `service-worker.js` شما:

// ایمپورت کردن کتابخانه‌های Firebase
importScripts('https://www.gstatic.com/firebasejs/9.6.11/firebase-app-compat.js');
importScripts('https://www.gstatic.com/firebasejs/9.6.11/firebase-messaging-compat.js');

// مقداردهی اولیه Firebase
const firebaseConfig = {
  apiKey: "YOUR_API_KEY",
  authDomain: "YOUR_AUTH_DOMAIN",
  projectId: "YOUR_PROJECT_ID",
  storageBucket: "YOUR_STORAGE_BUCKET",
  messagingSenderId: "YOUR_MESSAGING_SENDER_ID",
  appId: "YOUR_APP_ID",
  measurementId: "YOUR_MEASUREMENT_ID"
};

firebase.initializeApp(firebaseConfig);

const messaging = firebase.messaging();

messaging.onBackgroundMessage(function(payload) {
  console.log('[firebase-messaging-sw.js] Received background message ', payload);
  // سفارشی‌سازی نوتیفیکیشن در اینجا
  const notificationTitle = 'Background Message Title';
  const notificationOptions = {
    body: 'Background Message body.',
    icon: '/icon-512x512.png'
  };

  self.registration.showNotification(notificationTitle, notificationOptions);
});

مهم: مقادیر جایگزین را با پیکربندی واقعی Firebase خود جایگزین کنید. این مثال مدیریت پیام‌های پس‌زمینه را نشان می‌دهد. شما باید منطق اشتراک را در کد اصلی جاوا اسکریپت خود پیاده‌سازی کنید.

همگام‌سازی پس‌زمینه (Background Sync)

همگام‌سازی پس‌زمینه به PWA شما اجازه می‌دهد تا وظایفی را حتی زمانی که کاربر آفلاین است انجام دهد. این برای سناریوهایی مانند موارد زیر مفید است:

• ارسال فرم‌ها: به کاربران اجازه می‌دهد تا فرم‌ها را حتی زمانی که آفلاین هستند ارسال کنند. سرویس ورکر داده‌های فرم را ذخیره کرده و هنگام اتصال مجدد دستگاه به اینترنت، آن را ارسال می‌کند.
• به‌روزرسانی داده‌ها: همگام‌سازی داده‌ها با سرور در پس‌زمینه.

برای استفاده از همگام‌سازی پس‌زمینه، باید برای رویداد `sync` در سرویس ورکر خود ثبت‌نام کرده و منطق همگام‌سازی را مدیریت کنید.

استراتژی‌های پشتیبانی آفلاین

چندین استراتژی برای ارائه پشتیبانی آفلاین در PWA شما وجود دارد:

• ابتدا کش (Cache First): ابتدا سعی کنید محتوا را از کش ارائه دهید. اگر محتوا در کش نبود، آن را از شبکه دریافت کرده و برای استفاده‌های بعدی در کش ذخیره کنید. این استراتژی در مثال پایه بالا استفاده شده است.
• ابتدا شبکه (Network First): ابتدا سعی کنید محتوا را از شبکه دریافت کنید. اگر شبکه در دسترس نبود، محتوا را از کش ارائه دهید. این برای محتوایی که به طور مکرر به‌روز می‌شود مفید است.
• فقط کش (Cache Only): محتوا را فقط از کش ارائه دهید. این برای دارایی‌های استاتیک که به ندرت تغییر می‌کنند مفید است.
• فقط شبکه (Network Only): محتوا را فقط از شبکه ارائه دهید. این برای محتوایی که باید همیشه به‌روز باشد مفید است.

بهترین استراتژی به نیازمندی‌های خاص اپلیکیشن شما بستگی دارد.

به‌روزرسانی‌های PWA

به‌روزرسانی‌های سرویس ورکر بخش مهمی از نگهداری PWA است. هنگامی که مرورگر تغییری در فایل `service-worker.js` شما تشخیص می‌دهد (حتی یک تغییر تک بایتی)، فرآیند به‌روزرسانی را آغاز می‌کند. سرویس ورکر جدید در پس‌زمینه نصب می‌شود، اما تا زمانی که کاربر دفعه بعد از PWA شما بازدید نکند یا تمام تب‌های موجود که توسط سرویس ورکر قدیمی کنترل می‌شوند بسته نشوند، فعال نمی‌شود.

شما می‌توانید با فراخوانی `self.skipWaiting()` در رویداد `install` سرویس ورکر جدید و `clients.claim()` در رویداد `activate`، یک به‌روزرسانی فوری را اعمال کنید. با این حال، این کار می‌تواند تجربه کاربر را مختل کند، بنابراین با احتیاط از آن استفاده کنید.

ملاحظات سئو برای PWAها

PWAها به طور کلی با سئو سازگار هستند، زیرا اساساً وب‌سایت هستند. با این حال، چند نکته وجود دارد که باید در نظر داشته باشید:

• اطمینان حاصل کنید که PWA شما قابل کشف است: مطمئن شوید که وب‌سایت شما توسط موتورهای جستجو قابل خزش (crawlable) است.
• از HTML معنایی استفاده کنید: از تگ‌های HTML مناسب برای ساختاربندی محتوای خود استفاده کنید.
• برای موبایل بهینه‌سازی کنید: اطمینان حاصل کنید که PWA شما واکنش‌گرا است و تجربه کاربری خوبی را در دستگاه‌های تلفن همراه ارائه می‌دهد.
• از عناوین و توضیحات متای توصیفی استفاده کنید: به موتورهای جستجو کمک کنید تا بفهمند PWA شما در مورد چیست.
• نشانه گذاری داده‌های ساختاریافته را پیاده‌سازی کنید: اطلاعات اضافی در مورد محتوای خود را به موتورهای جستجو ارائه دهید.

سازگاری بین مرورگرها

در حالی که PWAها بر اساس استانداردهای وب هستند، پشتیبانی مرورگرها می‌تواند متفاوت باشد. مهم است که PWA خود را در مرورگرها و دستگاه‌های مختلف آزمایش کنید تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل کنید. از تشخیص ویژگی (feature detection) برای تنزل تدریجی عملکرد در مرورگرهایی که از برخی ویژگی‌ها پشتیبانی نمی‌کنند، استفاده کنید.

اشکال‌زدایی PWAها

اشکال‌زدایی PWAها به دلیل ماهیت ناهمزمان سرویس ورکرها می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. از ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر برای بازرسی ثبت سرویس ورکر، کش و درخواست‌های شبکه استفاده کنید. به لاگ‌های کنسول و پیام‌های خطا توجه دقیق داشته باشید.

نمونه‌های PWA در سراسر جهان

شرکت‌های متعددی در سراسر جهان با موفقیت PWAها را پیاده‌سازی کرده‌اند. در اینجا چند نمونه متنوع آورده شده است:

• Twitter Lite: یک PWA که باعث صرفه‌جویی در مصرف داده می‌شود و تجربه‌ای سریع‌تر را در اتصالات کند فراهم می‌کند، که به ویژه برای کاربران در کشورهای در حال توسعه مفید است.
• Starbucks: تجربه مرور منو و سفارش‌دهی آفلاین را ارائه می‌دهد و دسترسی و راحتی را برای مشتریان در سطح جهان بهبود می‌بخشد.
• Tinder: یک PWA که منجر به زمان بارگذاری سریع‌تر و افزایش تعامل شده و به مخاطبان گسترده‌تری بدون توجه به شرایط شبکه دسترسی پیدا می‌کند.
• AliExpress: با ارائه تجربه‌ای قابل نصب شبیه به اپلیکیشن مستقیماً از وب، نرخ تبدیل و تعامل کاربران را بهبود بخشید.
• MakeMyTrip (هند): یک PWA که به طور قابل توجهی نرخ تبدیل را افزایش داد و زمان بارگذاری صفحه را کاهش داد و به چالش‌های اتصال ناپایدار اینترنت در منطقه پاسخ داد.

نتیجه‌گیری: استقبال از آینده وب

اپلیکیشن‌های وب پیش‌رونده جایگزین جذابی برای وب‌سایت‌های سنتی و اپلیکیشن‌های نیتیو موبایل ارائه می‌دهند. آن‌ها تجربه کاربری برتر، عملکرد بهبود یافته و تعامل افزایش‌یافته‌ای را فراهم می‌کنند که آن‌ها را به ابزاری ارزشمند برای کسب‌وکارهایی تبدیل می‌کند که به دنبال دستیابی به مخاطبان جهانی هستند. با درک مفاهیم اصلی و دنبال کردن مراحل پیاده‌سازی که در این راهنما مشخص شده است، توسعه‌دهندگان می‌توانند PWAهایی بسازند که قابل اطمینان، قابل نصب و جذاب باشند و در دنیای امروز که موبایل در اولویت است، یک مزیت رقابتی ایجاد کنند. آینده وب را در آغوش بگیرید و همین امروز شروع به ساخت اپلیکیشن‌های وب پیش‌رونده خود کنید!