Frontend foninių užklausų (Background Fetch) įvaldymas: patikimų, atnaujinamų atsiuntimų kūrimas

Mūsų vis labiau susietame pasaulyje internetas nebėra tik statiškų dokumentų vieta. Tai platforma turiningoms, interaktyvioms programoms, kurios teikia viską – nuo didelės raiškos vaizdo turinio iki sudėtingos verslo programinės įrangos ir įtraukiančių žaidimų. Ši evoliucija kelia didelį iššūkį, su kuriuo susiduria programuotojai visame pasaulyje: patikimas didelių failų perdavimas tinklais, kurie dažnai yra visai nepatikimi. Nesvarbu, ar tai vartotojas priemiestiniame traukinyje Seule, studentas kaimiškoje Pietų Amerikos dalyje, ar profesionalas, naudojantis prastu viešbučio Wi-Fi ryšiu Dubajuje – nutrūkęs ryšys gali reikšti nepavykusį atsiuntimą, nusivylusį vartotoją ir sugadintą patirtį. Būtent čia foninių užklausų API (Background Fetch API) pasirodo kaip revoliucinis sprendimas.

Tradiciniai metodai, tokie kaip `fetch()` ar `XMLHttpRequest`, yra galingi, tačiau jie yra neatsiejamai susiję su tinklalapio gyvavimo ciklu. Jei vartotojas uždaro skirtuką arba išeina iš puslapio, atsiuntimas nutraukiamas. Nėra įmontuoto mechanizmo, kuris leistų jam išlikti pasibaigus puslapio sesijai. Foninių užklausų API iš esmės keičia šią paradigmą. Ji leidžia interneto programai perduoti dideles atsiuntimo (ir išsiuntimo) užduotis pačiai naršyklei, kuri vėliau valdo perdavimą fone, nepriklausomai nuo jokio konkretaus naršyklės skirtuko. Tai reiškia, kad atsiuntimai gali tęstis net vartotojui uždarius puslapį, o dar svarbiau – jie gali būti automatiškai pristabdyti ir atnaujinti, kai keičiasi tinklo ryšys. Tai raktas į išties patikimų, į prigimtines panašių atsiuntimo patirčių kūrimą internete.

Kas yra foninių užklausų API? Pasaulinė perspektyva

Iš esmės, Foninių užklausų API yra modernus interneto standartas, skirtas deleguoti dideles tinklo užklausas naršyklės varikliui. Jis suteikia programuotojams galimybę inicijuoti atsiuntimus ar išsiuntimus, kurie išlieka ilgiau nei programos matomo lango gyvavimo laikas. Tai ne tik nedidelis patogumas; tai pagrindinė technologija, skirta tvirtesniam ir pajėgesniam internetui.

Apsvarstykite jo poveikį iš pasaulinės perspektyvos. Daugelyje pasaulio vietų greitas ir stabilus internetas yra prabanga, o ne duotybė. Mobilieji duomenys gali būti brangūs ir ribojami. Kad programa būtų tikrai pasaulinė, ji turi atsižvelgti į šias įvairias tinklo sąlygas. Foninės užklausos yra lygybę įgalinanti technologija. Ji leidžia vartotojui regione su protarpiniu ryšiu pradėti atsiųsti edukacinį vaizdo įrašą ar svarbų programinės įrangos atnaujinimą, pasitikėti, kad jis bus baigtas fone, kai tik leis ryšys, ir neeikvoti brangių duomenų pakartotinai siunčiant nepavykusius failus.

Pagrindiniai foninių užklausų privalumai

• Atsparumas ir atnaujinimas: Tai pagrindinė funkcija. Naršyklės integruotas atsiuntimų tvarkytuvas sklandžiai tvarko tinklo sutrikimus. Jei ryšys nutrūksta, atsiuntimas pristabdomas. Kai ryšys atkuriamas, jis automatiškai tęsiamas nuo ten, kur buvo sustabdytas. Tai vyksta be jokios sudėtingos JavaScript logikos, skirtos tvarkyti HTTP `Range` antraštes.
• Išlikimas neprisijungus: Kadangi atsiuntimą valdo naršyklės procesas ir tvarko Service Worker'is, jis nėra susietas su atidarytu skirtuku. Vartotojas gali pradėti atsiuntimą, uždaryti nešiojamąjį kompiuterį, grįžti namo, vėl jį atidaryti ir pamatyti, kad atsiuntimas baigtas arba pasistūmėjo į priekį.
• Išteklių efektyvumas: Naršyklė yra geriausioje padėtyje optimizuoti išteklių naudojimą. Ji gali planuoti perdavimus, kad pasinaudotų Wi-Fi ryšiu, tausotų mobiliuosius duomenis ir valdytų procesus, siekiant optimizuoti baterijos veikimo laiką – tai ypač svarbu mobiliųjų įrenginių vartotojams visame pasaulyje.
• Integruota vartotojo patirtis: Naršyklė gali pateikti prigimtinę, sistemos lygio vartotojo sąsają vykdomiems atsiuntimams. Vartotojai mato ir valdo šiuos internetinius atsiuntimus toje pačioje vietoje, kur jie valdo atsiuntimus iš prigimtinių programų, taip sukuriant sklandžią ir pažįstamą patirtį. Tai apima pranešimus apie eigą, užbaigimą ir nesėkmę.

Pagrindiniai komponentai: Service Worker'iai ir BackgroundFetchManager

Norint suprasti fonines užklausas, pirmiausia reikia susipažinti su dviem pagrindiniais jų komponentais. Jie veikia kartu: vienas inicijuoja užklausą iš tinklalapio, o kitas valdo rezultatą fone.

Neapdainuotas herojus: Service Worker'is

Service Worker yra Web Worker tipas, iš esmės JavaScript scenarijus, kurį jūsų naršyklė vykdo fone, visiškai atskirai nuo bet kurio tinklalapio. Jis veikia kaip programuojamas tinklo tarpinis serveris (proxy), perimantis ir tvarkantis tinklo užklausas, valdantis podėlį (cache) ir įgalinantis tiesioginius pranešimus (push notifications). Kadangi jis veikia nepriklausomai, jis gali atlikti užduotis net tada, kai jūsų svetainė nėra atidaryta naršyklės skirtuke. Foninių užklausų atveju, Service Worker'is yra nuolatinė aplinka, kuri laukia galutinės atsiuntimo sėkmės ar nesėkmės, apdoroja gautus failus ir atnaujina vartotojo sąsają arba išsaugo išteklius podėlyje naudojimui neprisijungus.

Dirigentas: BackgroundFetchManager

`BackgroundFetchManager` yra sąsaja, prieinama iš jūsų pagrindinio tinklalapio JavaScript kodo, kurią naudojate inicijuoti ir konfigūruoti foninę užklausą. Ją pasiekiate per Service Worker registracijos objektą: `navigator.serviceWorker.ready.then(swReg => swReg.backgroundFetch)`. Pagrindinis jo metodas yra `fetch()`, kuris priima ID, atsisiunčiamų failų sąrašą ir parinkčių rinkinį. Šis metodas yra starto pistoletas; kai jį iškviečiate, naršyklė perima valdymą, o jūsų Service Worker'is laukia finišo linijoje.

Praktinis nuoseklus įgyvendinimo vadovas

Panagrinėkime atnaujinamo didelio vaizdo įrašo failo atsiuntimo įgyvendinimo procesą. Šis pavyzdys yra universaliai pritaikomas, nesvarbu, ar tai medijos platforma Jungtinėse Valstijose, e. mokymosi svetainė Indijoje, ar įmonių mokymo portalas Vokietijoje.

1 žingsnis: naršyklės palaikymo tikrinimas

Prieš ką nors darant, turite įsitikinti, kad vartotojo naršyklė palaiko foninių užklausų API. Ši praktika, žinoma kaip progresyvus tobulinimas (progressive enhancement), užtikrina funkcionalią patirtį visiems, net jei jie negauna pažangiausių funkcijų.

Savo pagrindiniame programos scenarijuje turėtumėte patikrinti, ar yra `BackgroundFetchManager`:

if ('BackgroundFetchManager' in self) { // API palaikoma, galime rodyti patobulintą atsiuntimo mygtuką } else { // API nepalaikoma, pateikite atsarginį variantą (pvz., standartinę nuorodą) }

2 žingsnis: Service Worker registravimas

Foninės užklausos iš esmės priklauso nuo Service Worker'io. Jei dar neturite jo savo progresyviajai interneto programai (PWA), turėsite jį sukurti ir užregistruoti. Sukurkite failą pavadinimu `service-worker.js` savo projekto šakniniame kataloge. Tada užregistruokite jį iš savo pagrindinio JavaScript failo:

async function registerServiceWorker() { if ('serviceWorker' in navigator) { try { const registration = await navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js'); console.log('Service Worker registered successfully:', registration); } catch (error) { console.error('Service Worker registration failed:', error); } } } registerServiceWorker();

3 žingsnis: foninės užklausos inicijavimas iš frontend'o

Dabar sukurkime funkciją, kuri pradeda atsiuntimą, kai vartotojas spusteli mygtuką. Ši funkcija gaus aktyvią Service Worker registraciją ir tada iškvies `backgroundFetch.fetch()`.

const downloadVideoButton = document.getElementById('download-video-btn'); downloadVideoButton.addEventListener('click', async () => { try { // Gaukite Service Worker registraciją const swReg = await navigator.serviceWorker.ready; // Apibrėžkite atsiuntimo detales const videoUrl = '/assets/large-course-video.mp4'; const videoFileSize = 250 * 1024 * 1024; // 250 MB // Pradėkite foninę užklausą const bgFetch = await swReg.backgroundFetch.fetch('course-video-download-01', [videoUrl], { title: 'Modulis 1: Įvadas į interneto programavimą', icons: [{ sizes: '192x192', src: '/images/icons/icon-192.png', type: 'image/png', }], downloadTotal: videoFileSize, } ); console.log('Background Fetch started:', bgFetch); } catch (error) { console.error('Could not start Background Fetch:', error); } });

Išnagrinėkime `swReg.backgroundFetch.fetch()` parametrus:

• ID (`'course-video-download-01'`): Unikalus eilutės identifikatorius šiai konkrečiai atsiuntimo užduočiai. Šį ID naudosite vėliau, norėdami nurodyti šią užduotį.
• Užklausos (`[videoUrl]`): URL adresų, kuriuos reikia atsiųsti, masyvas. Galite atsisiųsti kelis failus vienoje, sugrupuotoje užduotyje.
• Parinktys (`{...}`): Objektas atsiuntimo konfigūravimui. `title` ir `icons` naudoja naršyklė, kad sukurtų prigimtinį vartotojo sąsajos pranešimą. `downloadTotal` yra numatomas bendras visų failų dydis baitais; pateikti šią vertę yra labai svarbu, kad naršyklė galėtų rodyti tikslią progreso juostą.

4 žingsnis: įvykių tvarkymas Service Worker'yje

Kai atsiuntimas perduodamas naršyklei, jūsų frontend kodo darbas kol kas baigtas. Likusi logika yra `service-worker.js` faile, kurį naršyklė pažadins, kai užduotis bus baigta arba nepavyks.

Jums reikia klausytis dviejų pagrindinių įvykių: `backgroundfetchsuccess` ir `backgroundfetchfail`.

// In service-worker.js self.addEventListener('backgroundfetchsuccess', (event) => { const bgFetch = event.registration; event.waitUntil(async function () { console.log(`Background fetch '${bgFetch.id}' completed successfully.`); // Atidarykite podėlį, kuriame saugosime atsisiųstus failus const cache = await caches.open('downloaded-assets-v1'); // Gaukite visus atsisiųstų failų įrašus const records = await bgFetch.matchAll(); // Kiekvienam įrašui, išsaugokite atsakymą podėlyje const promises = records.map(async (record) => { const response = record.response.clone(); await cache.put(record.request, response); }); await Promise.all(promises); // Pasirinktinai: atnaujinkite vartotojo sąsajos pavadinimą atsiuntimo pranešime await event.updateUI({ title: 'Atsiuntimas baigtas ir paruoštas!' }); }()); }); self.addEventListener('backgroundfetchfail', (event) => { const bgFetch = event.registration; console.error(`Background fetch '${bgFetch.id}' failed.`); // Pasirinktinai: atnaujinkite vartotojo sąsają, kad atspindėtų nesėkmę event.updateUI({ title: 'Atsiuntimas nepavyko. Bandykite dar kartą.' }); });

Sėkmės tvarkytuve mes atidarome podėlio saugyklą (Cache Storage), gauname visus atsisiųstus failus naudodami `bgFetch.matchAll()`, o tada kiekvieną iš jų įdedame į podėlį. Dėl to vaizdo įrašas tampa prieinamas jūsų interneto programai atkurti neprisijungus.

5 žingsnis: progreso stebėjimas ir vartotojo sąveika

Puiki vartotojo patirtis apima grįžtamojo ryšio teikimą. Kai vartotojas spusteli naršyklės pateiktą atsiuntimo pranešimą, turėtume nukreipti jį į atitinkamą mūsų programos puslapį. Tai tvarkome su `backgroundfetchclick` įvykiu Service Worker'yje.

// In service-worker.js self.addEventListener('backgroundfetchclick', (event) => { const bgFetch = event.registration; if (bgFetch.id === 'course-video-download-01') { event.waitUntil( clients.openWindow('/downloads') ); } });

Šis kodas nurodo naršyklei atidaryti jūsų svetainės `/downloads` puslapį, kai vartotojas spusteli pranešimą apie šią konkrečią atsiuntimo užduotį. Tame puslapyje galėtumėte rodyti atsiuntimo eigą arba baigtų atsiuntimų sąrašą.

Atnaujinimo magija: kaip tai iš tikrųjų veikia?

Galingiausias ir galbūt labiausiai nesuprantamas foninių užklausų aspektas yra automatinio atnaujinimo galimybė. Kaip tai veikia, jei jums nereikia rašyti jokio specialaus kodo?

Atsakymas yra tas, kad jūs delegavote atsakomybę labai optimizuotam, sistemos lygio procesui: pačios naršyklės atsiuntimų tvarkytuvui. Kai inicijuojate foninę užklausą, jūs tiesiogiai nevaldote baitų perdavimo per tinklą. Tai daro naršyklė.

Štai įvykių seka tinklo sutrikimo metu:

1. Vartotojas siunčiasi failą, o jo įrenginys praranda tinklo ryšį (pvz., įvažiuoja į tunelį).
2. Naršyklės atsiuntimų tvarkytuvas aptinka tinklo gedimą ir sklandžiai pristabdo perdavimą. Jis seka, kiek baitų buvo sėkmingai gauta.
3. Vėliau vartotojo įrenginys atgauna tinklo ryšį.
4. Naršyklė automatiškai bando atnaujinti atsiuntimą. Ji siunčia naują HTTP užklausą serveriui dėl to paties failo, bet šį kartą ji įtraukia `Range` antraštę, iš esmės pranešdama serveriui: „Aš jau turiu pirmuosius 'X' baitų, prašau atsiųsti man likusius, pradedant nuo 'X+1' baito.“
5. Teisingai sukonfigūruotas serveris atsakys su `206 Partial Content` būsena ir pradės transliuoti likusią failo dalį.
6. Naršyklė prideda šiuos naujus duomenis prie iš dalies atsisiųsto failo.

Visas šis procesas yra skaidrus jūsų JavaScript kodui. Jūsų Service Worker'is yra informuojamas tik pačioje pabaigoje, kai failas yra visiškai atsisiųstas ir sėkmingai sujungtas, arba jei procesas galutinai nepavyksta (pvz., failo nebėra serveryje). Ši abstrakcija yra neįtikėtinai galinga, išlaisvinanti programuotojus nuo sudėtingos ir trapios atsiuntimų atnaujinimo logikos kūrimo.

Pažangios koncepcijos ir geriausios praktikos pasaulinei auditorijai

Tikslaus `downloadTotal` pateikimas

Parinktis `downloadTotal` yra daugiau nei tik malonus priedas. Be jos naršyklė gali rodyti tik neapibrėžtą progreso indikatorių (pvz., besisukančią piktogramą). Su ja ji gali rodyti tikslią progreso juostą ir apskaičiuoti numatomą likusį laiką. Tai žymiai pagerina vartotojo patirtį. Norėdami gauti šią vertę, jums gali tekti iš anksto atlikti `HEAD` užklausą į failo URL, kad patikrintumėte `Content-Length` antraštę, arba jūsų API galėtų pateikti failų dydžius kaip dalį savo metaduomenų.

Kelių failų valdymas vienoje užklausoje

API ypač pasiteisina grupuojant susijusius išteklius. Įsivaizduokite vartotoją, atsisiunčiantį nuotraukų galeriją, programinės įrangos paketą su dokumentacija arba vaizdo žaidimo lygį su visomis tekstūromis ir garso failais. Galite perduoti URL adresų masyvą į `backgroundFetch.fetch()`. Naršyklė tai traktuoja kaip vieną atominę užduotį, su vienu pranešimu ir viena progreso juosta visam paketui. Jūsų `backgroundfetchsuccess` tvarkytuve `bgFetch.matchAll()` grąžins įrašų masyvą, kurį galėsite apdoroti individualiai.

Klaidų tvarkymas ir nesėkmės scenarijai

Atsiuntimas gali nepavykti dėl daugelio priežasčių: serveris grąžina 404 klaidą, vartotojui pritrūksta vietos diske arba vartotojas rankiniu būdu atšaukia atsiuntimą iš naršyklės vartotojo sąsajos. Jūsų `backgroundfetchfail` įvykių tvarkytuvas yra jūsų apsauginis tinklas. Galite jį naudoti išvalyti bet kokius dalinius duomenis, pranešti vartotojui savo programoje ir galbūt pasiūlyti pakartojimo mygtuką. Supratimas, kad nesėkmė yra galima, yra raktas į tvirtos sistemos kūrimą.

Atsisiųstų išteklių saugojimas su Cache API

Dažniausia ir efektyviausia vieta saugoti atsisiųstus interneto išteklius yra Cache API. Tai saugojimo mechanizmas, specialiai sukurtas `Request` ir `Response` objektams. Įdėję atsisiųstus failus į podėlį, vėliau galite juos tiesiogiai pateikti iš Service Worker'io, kai vartotojas bando juos pasiekti, todėl jūsų programa tampa tikrai veikianti neprisijungus.

Panaudojimo atvejai įvairiose pramonės šakose

Foninių užklausų pritaikymas yra platus ir apima daugybę pasaulinių pramonės šakų:

• Žiniasklaida ir pramogos: Interneto transliacijų paslaugos gali pasiūlyti neprisijungusio režimo funkciją, leidžiančią vartotojams bet kurioje šalyje atsisiųsti filmus ar muziką skrydžiams ar kelionėms, lygiai taip pat, kaip ir jų prigimtinės programos.
• Švietimas ir e. mokymasis: Universitetas Afrikoje gali suteikti interneto portalą studentams atsisiųsti dideles vaizdo paskaitas ir interaktyvią kursų medžiagą, užtikrinant, kad net ir tie, kurie turi prastą interneto ryšį namuose, galėtų gauti išsilavinimą.
• Įmonės ir lauko paslaugos: Pasaulinė gamybos įmonė gali aprūpinti savo lauko inžinierius PWA, leidžiančia jiems atsisiųsti masyvias 3D schemas ir techninius vadovus mašinoms prieš vykstant į atokią vietą be interneto prieigos.
• Kelionės ir turizmas: Kelionių programa gali leisti vartotojams atsisiųsti neprisijungus veikiančius žemėlapius, miestų gidus ir bilietų informaciją savo kelionės tikslui, taip sutaupant brangių tarptautinio tarptinklinio ryšio mokesčių.

Naršyklių suderinamumas ir ateities perspektyvos

Šio rašymo metu, Foninių užklausų API daugiausia palaikoma Chromium pagrindu veikiančiose naršyklėse, tokiose kaip Google Chrome ir Microsoft Edge. Svarbu tikrinti išteklius, tokius kaip CanIUse.com ar MDN Web Docs, dėl naujausios suderinamumo informacijos. Nors ji dar nėra visuotinai priimta, jos buvimas pagrindinėse naršyklėse žymi svarbų žingsnį į priekį. Interneto platformai toliau tobulėjant, tokios API kaip ši mažina pajėgumų atotrūkį tarp interneto ir prigimtinių programų, atverdamos kelią naujos kartos galingoms, patikimoms ir visame pasaulyje prieinamoms PWA.

Išvada: kuriame atsparesnį internetą visiems

Foninių užklausų API yra daugiau nei tik įrankis failams atsisiųsti. Tai pareiškimas apie tai, kokį internetą norime kurti: atsparų, orientuotą į vartotoją ir veikiantį visiems, nepriklausomai nuo jų įrenginio ar tinklo ryšio kokybės. Perduodami didelius perdavimus naršyklei, mes išlaisviname savo vartotojus nuo nerimo stebint progreso juostą, taupome jų duomenis ir bateriją bei teikiame tvirtą ir patikimą patirtį.

Kai planuosite kitą savo interneto projektą, apimantį didelių failų perdavimą, pažvelkite toliau nei tradicinis `fetch`. Atsižvelkite į savo vartotojų pasaulinį kontekstą ir pasinaudokite foninių užklausų galia, kad sukurtumėte tikrai modernią, pirmiausia neprisijungus veikiančią programą. Interneto ateitis yra nuolatinė ir atspari, o dabar tokie gali būti ir jūsų atsiuntimai.