Selainlaajennusten taustaskriptit: JavaScript Service Worker -siirtymän omaksuminen

Selainlaajennusten kehityksen kenttä on jatkuvassa muutoksessa. Yksi merkittävimmistä viimeaikaisista muutoksista on siirtyminen perinteisistä pysyvistä taustasivuista JavaScript Service Workereihin taustaskriptejä varten. Tämä siirtymä, joka johtuu suurelta osin Manifest V3:sta (MV3) Chromium-pohjaisissa selaimissa, tuo mukanaan lukuisia etuja, mutta asettaa myös ainutlaatuisia haasteita kehittäjille. Tämä kattava opas syventyy tämän muutoksen syihin, etuihin ja haittoihin sekä tarjoaa yksityiskohtaisen läpikäynnin siirtymäprosessista, varmistaen sujuvan siirtymän laajennuksellesi.

Miksi siirtyä Service Workereihin?

Ensisijainen motiivi tämän siirtymän takana on selaimen suorituskyvyn ja turvallisuuden parantaminen. Pysyvät taustasivut, jotka olivat yleisiä Manifest V2:ssa (MV2), voivat kuluttaa merkittävästi resursseja jopa ollessaan käyttämättöminä, mikä vaikuttaa akun kestoon ja selaimen yleiseen responsiivisuuteen. Service Workerit sen sijaan ovat tapahtumapohjaisia ja aktiivisia vain tarvittaessa.

Service Workereiden edut:

• Parantunut suorituskyky: Service Workerit ovat aktiivisia vain, kun jokin tapahtuma, kuten API-kutsu tai viesti laajennuksen toisesta osasta, laukaisee ne. Tämä "tapahtumapohjainen" luonne vähentää resurssien kulutusta ja parantaa selaimen suorituskykyä.
• Tehostettu turvallisuus: Service Workerit toimivat rajoitetummassa ympäristössä, mikä pienentää hyökkäyspinta-alaa ja parantaa laajennuksen yleistä turvallisuutta.
• Tulevaisuudenkestävyys: Useimmat suuret selaimet ovat siirtymässä Service Workereihin laajennusten taustaprosessoinnin standardina. Siirtyminen nyt varmistaa, että laajennuksesi pysyy yhteensopivana ja välttää tulevat vanhentumisongelmat.
• Estämättömät operaatiot: Service Workerit on suunniteltu suorittamaan tehtäviä taustalla estämättä pääsäiettä, mikä takaa sulavamman käyttökokemuksen.

Haitat ja haasteet:

• Oppimiskäyrä: Service Workerit esittelevät uuden ohjelmointimallin, joka voi olla haastava pysyviin taustasivuihin tottuneille kehittäjille. Tapahtumapohjainen luonne vaatii erilaista lähestymistapaa tilan hallintaan ja kommunikaatioon.
• Pysyvän tilan hallinta: Pysyvän tilan ylläpitäminen Service Worker -aktivointien välillä vaatii huolellista harkintaa. Tekniikat, kuten Storage API tai IndexedDB, muuttuvat ratkaisevan tärkeiksi.
• Virheenkorjauksen monimutkaisuus: Service Workereiden virheenkorjaus voi olla monimutkaisempaa kuin perinteisten taustasivujen virheenkorjaus niiden jaksottaisen luonteen vuoksi.
• Rajoitettu pääsy DOM:iin: Service Workerit eivät voi suoraan käyttää DOM:ia. Niiden on kommunikoitava sisältöskriptien kanssa ollakseen vuorovaikutuksessa verkkosivujen kanssa.

Ydinkäsitteiden ymmärtäminen

Ennen siirtymäprosessiin syventymistä on tärkeää ymmärtää Service Workereiden taustalla olevat peruskäsitteet:

Elinkaaren hallinta

Service Workereillä on selkeä elinkaari, joka koostuu seuraavista vaiheista:

• Asennus: Service Worker asennetaan, kun laajennus ladataan tai päivitetään ensimmäistä kertaa. Tämä on ihanteellinen aika staattisten resurssien välimuistiin tallentamiseen ja alustavien asetusten tekemiseen.
• Aktivointi: Asennuksen jälkeen Service Worker aktivoidaan. Tässä vaiheessa se voi alkaa käsitellä tapahtumia.
• Lepotila: Service Worker pysyy lepotilassa odottaen tapahtumia, jotka laukaisevat sen.
• Päättäminen: Service Worker päätetään, kun sitä ei enää tarvita.

Tapahtumapohjainen arkkitehtuuri

Service Workerit ovat tapahtumapohjaisia, mikä tarkoittaa, että ne suorittavat koodia vain vastauksena tiettyihin tapahtumiin. Yleisiä tapahtumia ovat:

• install: Laukaistaan, kun Service Worker asennetaan.
• activate: Laukaistaan, kun Service Worker aktivoidaan.
• fetch: Laukaistaan, kun selain tekee verkkopyynnön.
• message: Laukaistaan, kun Service Worker vastaanottaa viestin laajennuksen toisesta osasta.

Prosessien välinen kommunikaatio

Service Workerit tarvitsevat tavan kommunikoida laajennuksen muiden osien, kuten sisältöskriptien ja ponnahdusikkunaskriptien, kanssa. Tämä saavutetaan tyypillisesti käyttämällä chrome.runtime.sendMessage ja chrome.runtime.onMessage API:ita.

Vaiheittainen siirtymäopas

Käydään läpi prosessi, jossa tyypillinen selainlaajennus siirretään pysyvästä taustasivusta Service Workeriin.

Vaihe 1: Päivitä manifestitiedostosi (manifest.json)

Ensimmäinen vaihe on päivittää manifest.json-tiedosto vastaamaan siirtymistä Service Workeriin. Poista "background"-kenttä ja korvaa se "background"-kentällä, joka sisältää "service_worker"-ominaisuuden.

Esimerkki Manifest V2 (pysyvä taustasivu):

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

Esimerkki Manifest V3 (Service Worker):

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

Tärkeitä huomioita:

• Varmista, että manifest_version on asetettu arvoon 3.
• "service_worker"-ominaisuus määrittää polun Service Worker -skriptiisi.

Vaihe 2: Refaktoroi taustaskriptisi (background.js)

Tämä on siirtymäprosessin kriittisin vaihe. Sinun on refaktoroitava taustaskriptisi sopeutumaan Service Workereiden tapahtumapohjaiseen luonteeseen.

1. Poista pysyvät tilamuuttujat

MV2-taustasivuilla saatoit luottaa globaaleihin muuttujiin tilan ylläpitämiseksi eri tapahtumien välillä. Service Workerit kuitenkin päätetään ollessaan lepotilassa, joten globaalit muuttujat eivät ole luotettavia pysyvän tilan ylläpitämiseen.

Esimerkki (MV2):

var counter = 0;

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

Ratkaisu: Käytä Storage API:a tai IndexedDB:tä

Storage API (chrome.storage.local tai chrome.storage.sync) antaa sinun tallentaa ja noutaa dataa pysyvästi. IndexedDB on toinen vaihtoehto monimutkaisemmille tietorakenteille.

Esimerkki (MV3 ja 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);
    });
  });
});

Esimerkki (MV3 ja IndexedDB):

// Funktio IndexedDB-tietokannan avaamiseen
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' });
    };
  });
}

// Funktio datan hakemiseen IndexedDB:stä
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);
    };
  });
}

// Funktio datan tallentamiseen IndexedDB:hen
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. Korvaa tapahtumakuuntelijat viestinvälityksellä

Jos taustaskriptisi kommunikoi sisältöskriptien tai muiden laajennuksen osien kanssa, sinun on käytettävä viestinvälitystä.

Esimerkki (Viestin lähettäminen taustaskriptistä sisältöskriptiin):

chrome.runtime.onMessage.addListener(
  function(request, sender, sendResponse) {
    if (request.message === "get_data") {
      // Tee jotain datan hakemiseksi
      let data = "Example Data";
      sendResponse({data: data});
    }
  }
);

Esimerkki (Viestin lähettäminen sisältöskriptistä taustaskriptiin):

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

3. Käsittele alustustehtävät `install`-tapahtumassa

install-tapahtuma laukaistaan, kun Service Worker asennetaan tai päivitetään ensimmäistä kertaa. Tämä on täydellinen paikka suorittaa alustustehtäviä, kuten tietokantojen luomista tai staattisten resurssien välimuistiin tallentamista.

Esimerkki:

chrome.runtime.onInstalled.addListener(function() {
  console.log("Service Worker installed.");
  // Suorita alustustehtävät täällä
  chrome.storage.local.set({initialized: true});
});

4. Harkitse Offscreen-dokumentteja

Manifest V3 esitteli offscreen-dokumentit käsittelemään tehtäviä, jotka aiemmin vaativat DOM-pääsyn taustasivuilla, kuten äänentoistoa tai leikepöydän käsittelyä. Nämä dokumentit ajetaan erillisessä kontekstissa, mutta ne voivat olla vuorovaikutuksessa DOM:in kanssa service workerin puolesta.

Jos laajennuksesi tarvitsee manipuloida DOM:ia laajasti tai suorittaa tehtäviä, joita ei ole helppo saavuttaa viestinvälityksellä ja sisältöskripteillä, offscreen-dokumentit saattavat olla oikea ratkaisu.

Esimerkki (Offscreen-dokumentin luominen):

// Taustaskriptissäsi:
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);

Esimerkki (offscreen.html):

Esimerkki (offscreen.js, joka suoritetaan offscreen-dokumentissa):

// Kuuntele viestejä service workerilta
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, sendResponse) => {
  if (request.action === 'doSomething') {
    // Tee jotain DOM:lle täällä
    document.body.textContent = 'Action performed!';
    sendResponse({ result: 'success' });
  }
});

Vaihe 3: Testaa laajennuksesi perusteellisesti

Taustaskriptin refaktoroinnin jälkeen on ratkaisevan tärkeää testata laajennuksesi perusteellisesti varmistaaksesi, että se toimii oikein uudessa Service Worker -ympäristössä. Kiinnitä erityistä huomiota seuraaviin osa-alueisiin:

• Tilan hallinta: Varmista, että pysyvä tila tallennetaan ja noudetaan oikein Storage API:n tai IndexedDB:n avulla.
• Viestinvälitys: Varmista, että viestit lähetetään ja vastaanotetaan oikein taustaskriptin, sisältöskriptien ja ponnahdusikkunaskriptien välillä.
• Tapahtumien käsittely: Testaa kaikki tapahtumakuuntelijat varmistaaksesi, että ne laukaistaan odotetusti.
• Suorituskyky: Seuraa laajennuksesi suorituskykyä varmistaaksesi, ettei se kuluta liikaa resursseja.

Vaihe 4: Service Workereiden virheenkorjaus

Service Workereiden virheenkorjaus voi olla haastavaa niiden jaksottaisen luonteen vuoksi. Tässä muutamia vinkkejä, jotka auttavat sinua Service Workerin virheenkorjauksessa:

• Chrome DevTools: Käytä Chrome DevToolsia tutkiaksesi Service Workeria, tarkastellaksesi konsolilokeja ja asettaaksesi keskeytyskohtia. Löydät Service Workerin "Application"-välilehden alta.
• Pysyvät konsolilokit: Käytä console.log-lausekkeita runsaasti seurataksesi Service Workerisi suorituspolkua.
• Keskeytyskohdat: Aseta keskeytyskohtia Service Worker -koodiisi pysäyttääksesi suorituksen ja tarkastaaksesi muuttujia.
• Service Worker Inspector: Käytä Chrome DevToolsin Service Worker -tarkastajaa nähdäksesi Service Workerin tilan, tapahtumat ja verkkopyynnöt.

Parhaat käytännöt Service Worker -siirtymään

Tässä on joitakin parhaita käytäntöjä, joita kannattaa noudattaa, kun siirrät selainlaajennustasi Service Workereihin:

• Aloita ajoissa: Älä odota viime hetkeen asti siirtyäksesi Service Workereihin. Aloita siirtymäprosessi mahdollisimman pian antaaksesi itsellesi runsaasti aikaa refaktoroida koodisi ja testata laajennuksesi.
• Pilko tehtävä osiin: Pilko siirtymäprosessi pienempiin, hallittavissa oleviin tehtäviin. Tämä tekee prosessista vähemmän pelottavan ja helpommin seurattavan.
• Testaa usein: Testaa laajennustasi usein koko siirtymäprosessin ajan havaitaksesi virheet ajoissa.
• Käytä Storage API:a tai IndexedDB:tä pysyvään tilaan: Älä luota globaaleihin muuttujiin pysyvän tilan ylläpitämisessä. Käytä sen sijaan Storage API:a tai IndexedDB:tä.
• Käytä viestinvälitystä kommunikaatioon: Käytä viestinvälitystä kommunikoidaksesi taustaskriptin, sisältöskriptien ja ponnahdusikkunaskriptien välillä.
• Optimoi koodisi: Optimoi koodisi suorituskykyä varten minimoidaksesi resurssien kulutuksen.
• Harkitse Offscreen-dokumentteja: Jos sinun on manipuloitava DOM:ia laajasti, harkitse offscreen-dokumenttien käyttöä.

Kansainvälistämiseen liittyviä huomioita

Kun kehitetään selainlaajennuksia maailmanlaajuiselle yleisölle, on ratkaisevan tärkeää ottaa huomioon kansainvälistäminen (i18n) ja lokalisointi (l10n). Tässä muutamia vinkkejä varmistaaksesi, että laajennuksesi on saavutettavissa käyttäjille maailmanlaajuisesti:

• Käytä `_locales`-kansiota: Tallenna laajennuksesi käännetyt merkkijonot `_locales`-kansioon. Tämä kansio sisältää alikansioita jokaiselle tuetulle kielelle, joissa on `messages.json`-tiedosto, joka sisältää käännökset.
• Käytä `__MSG_messageName__`-syntaksia: Käytä `__MSG_messageName__`-syntaksia viitataksesi käännettyihin merkkijonoihin koodissasi ja manifestitiedostossasi.
• Tue oikealta vasemmalle (RTL) -kieliä: Varmista, että laajennuksesi asettelu ja tyylit mukautuvat oikein RTL-kieliin, kuten arabiaan ja hepreaan.
• Harkitse päivämäärä- ja aikamuotoiluja: Käytä kullekin alueelle sopivaa päivämäärä- ja aikamuotoilua.
• Tarjoa kulttuurisesti relevanttia sisältöä: Räätälöi laajennuksesi sisältö olemaan kulttuurisesti relevanttia eri alueille.

Esimerkki (_locales/en/messages.json):

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

Esimerkki (Käännettyihin merkkijonoihin viittaaminen koodissa):

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

Yhteenveto

Selainlaajennuksesi taustaskriptin siirtäminen JavaScript Service Workeriin on merkittävä askel kohti suorituskyvyn, turvallisuuden ja laajennuksesi tulevaisuudenkestävyyden parantamista. Vaikka siirtymä saattaa tuoda mukanaan haasteita, hyödyt ovat vaivan arvoisia. Noudattamalla tässä oppaassa esitettyjä vaiheita ja omaksumalla parhaat käytännöt voit varmistaa sujuvan ja onnistuneen siirtymän, tarjoten paremman kokemuksen käyttäjillesi maailmanlaajuisesti. Muista testata perusteellisesti ja sopeutua uuteen tapahtumapohjaiseen arkkitehtuuriin hyödyntääksesi täysin Service Workereiden voiman.

Lisämateriaalia

• Chrome-laajennuksen Manifest V3 -dokumentaatio
• Mozilla Service Worker API -dokumentaatio
• Service Worker -perusteet