Планирование фоновых задач в PWA на фронтенде: Управление офлайн-работой

Прогрессивные веб-приложения (PWA) произвели революцию в вебе, предоставляя опыт, подобный нативным приложениям, включая офлайн-возможности. Ключевым аспектом хорошо спроектированного PWA является способность управлять задачами в фоновом режиме, даже когда пользователь находится офлайн. В этой статье рассматриваются различные методы реализации планирования фоновых задач в PWA на фронтенде, обеспечивающие надежное управление офлайн-работой и улучшенный пользовательский опыт.

Понимание необходимости планирования фоновых задач

В мире, где все взаимосвязано, мы часто воспринимаем доступ в интернет как должное. Однако соединение может быть ненадежным, прерывистым или отсутствовать вовсе, особенно в определенных географических точках или во время путешествий. PWA решают эту проблему, позволяя пользователям продолжать взаимодействовать с приложением даже в офлайн-режиме. Планирование фоновых задач необходимо для:

• Синхронизация данных: Синхронизация данных между PWA и сервером, когда пользователь восстанавливает соединение. Это включает в себя выгрузку данных, собранных офлайн (например, отправленные формы, изображения), и загрузку обновленного контента.
• Отложенные задачи: Выполнение задач, которые не требуют немедленного взаимодействия с пользователем, таких как отправка аналитических данных или выполнение сложных вычислений.
• Предварительная загрузка контента: Загрузка ресурсов в фоновом режиме для повышения производительности и обеспечения доступности контента офлайн.

Основные технологии для планирования фоновых задач

Существует несколько технологий и API, которые играют важную роль в реализации планирования фоновых задач в PWA:

1. Service Worker

Service Worker — это сердце офлайн-возможностей PWA. Он действует как прокси-сервер между веб-приложением и сетью, перехватывая сетевые запросы и предоставляя кэшированные ответы в офлайн-режиме. Он также обеспечивает выполнение фоновых задач через:

• Прослушиватели событий (Event Listeners): Прослушивание событий, таких как install, activate, fetch и sync.
• Cache API: Хранение и извлечение ресурсов из кэша браузера.
• Background Sync API: Планирование задач, которые должны быть выполнены, когда пользователь восстановит соединение.

2. IndexedDB

IndexedDB — это клиентская NoSQL база данных, которая позволяет PWA хранить структурированные данные офлайн. Она идеально подходит для хранения данных, которые необходимо позже синхронизировать с сервером.

3. Background Sync API

Background Sync API позволяет Service Worker регистрировать задачи, которые должны быть выполнены, когда браузер обнаруживает сетевое соединение. Это особенно полезно для синхронизации данных, которые были созданы или изменены в офлайн-режиме.

4. Periodic Background Sync API

Periodic Background Sync API, расширение Background Sync API, позволяет планировать периодическое выполнение задач в фоновом режиме, даже когда приложение не используется активно. Это полезно для таких задач, как получение последних заголовков новостей или обновление прогноза погоды.

5. Background Fetch API

Background Fetch API позволяет Service Worker загружать большие файлы в фоновом режиме, даже если пользователь уходит со страницы. Это полезно для предварительной загрузки контента или скачивания ресурсов для использования офлайн.

Реализация планирования фоновых задач: пошаговое руководство

Вот практическое руководство по реализации планирования фоновых задач в PWA с использованием Background Sync API:

Шаг 1: Регистрация Service Worker

Сначала зарегистрируйте Service Worker в вашем основном JavaScript-файле:

            
if ('serviceWorker' in navigator) {
  navigator.serviceWorker.register('/service-worker.js')
    .then(function(registration) {
      console.log('Service Worker registered with scope:', registration.scope);
    })
    .catch(function(err) {
      console.log('Service Worker registration failed:', err);
    });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 2: Перехват сетевых запросов в Service Worker

В вашем файле `service-worker.js` перехватывайте сетевые запросы и предоставляйте кэшированные ответы в офлайн-режиме:

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

        // Not in cache - fetch from network
        return fetch(event.request).then(
          function(response) {
            // Check if we received a valid response
            if(!response || response.status !== 200 || response.type !== 'basic') {
              return response;
            }

            // IMPORTANT: Clone the response. A response is a stream
            // and because we want the cache to use it and the app to use it
            // we need to clone it.
            var responseToCache = response.clone();

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

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

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 3: Хранение данных офлайн в IndexedDB

Когда пользователь находится офлайн, храните данные в IndexedDB. Например, сохраним данные из формы:

            
function saveFormDataOffline(formData) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('offline-data', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onupgradeneeded = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const objectStore = db.createObjectStore('submissions', { autoIncrement: true });
      objectStore.createIndex('timestamp', 'timestamp', { unique: false });
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const transaction = db.transaction(['submissions'], 'readwrite');
      const objectStore = transaction.objectStore('submissions');
      const submission = {
        data: formData,
        timestamp: Date.now()
      };
      const addRequest = objectStore.add(submission);

      addRequest.onsuccess = () => {
        resolve('Data saved offline');
      };

      addRequest.onerror = () => {
        reject('Error saving data offline');
      };

      transaction.oncomplete = () => {
        db.close();
      };
    };
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 4: Регистрация задачи фоновой синхронизации

Зарегистрируйте задачу фоновой синхронизации для синхронизации данных, когда пользователь восстановит соединение:

            
function registerSync() {
  navigator.serviceWorker.ready.then(function(registration) {
    return registration.sync.register('sync-form-data');
  }).then(function() {
    console.log('Background sync registered!');
  }).catch(function(error) {
    console.log('Background sync registration failed: ', error);
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 5: Прослушивание события `sync` в Service Worker

В вашем файле `service-worker.js` прослушивайте событие `sync` и синхронизируйте данные:

            
self.addEventListener('sync', function(event) {
  if (event.tag === 'sync-form-data') {
    event.waitUntil(syncFormData());
  }
});

function syncFormData() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const request = indexedDB.open('offline-data', 1);

    request.onerror = (event) => {
      reject('Error opening database');
    };

    request.onsuccess = (event) => {
      const db = event.target.result;
      const transaction = db.transaction(['submissions'], 'readwrite');
      const objectStore = transaction.objectStore('submissions');
      const getAllRequest = objectStore.getAll();

      getAllRequest.onsuccess = () => {
        const submissions = getAllRequest.result;
        if (submissions.length > 0) {
          // Send data to the server
          Promise.all(submissions.map(submission => sendDataToServer(submission.data)))
            .then(() => {
              // Clear the IndexedDB
              const clearRequest = objectStore.clear();
              clearRequest.onsuccess = () => {
                resolve('Data synchronized and cleared');
              };
              clearRequest.onerror = () => {
                reject('Error clearing IndexedDB');
              };
            })
            .catch(error => {
              reject('Error sending data to server: ' + error);
            });
        } else {
          resolve('No data to synchronize');
        }
      };

      getAllRequest.onerror = () => {
        reject('Error getting data from IndexedDB');
      };

      transaction.oncomplete = () => {
        db.close();
      };
    };
  });
}

function sendDataToServer(data) {
  // Replace with your actual API endpoint
  const apiUrl = '/api/submit-form';

  return fetch(apiUrl, {
    method: 'POST',
    headers: {
      'Content-Type': 'application/json'
    },
    body: JSON.stringify(data)
  }).then(response => {
    if (!response.ok) {
      throw new Error('Network response was not ok');
    }
    return response.json();
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Использование Periodic Background Sync API

Periodic Background Sync API полезен для задач, которые необходимо выполнять регулярно, например, для получения последних новостей или обновления прогноза погоды. Вот как его использовать:

Шаг 1: Проверка поддержки

Сначала проверьте, поддерживается ли Periodic Background Sync API браузером:

            
if ('periodicSync' in registration) {
  // Periodic Background Sync API is supported
} else {
  console.log('Periodic Background Sync API is not supported');
}

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 2: Запрос разрешения

Вам необходимо запросить у пользователя разрешение на использование Periodic Background Sync API:

            
navigator.permissions.query({ name: 'periodic-background-sync' })
  .then((status) => {
    if (status.state === 'granted') {
      // Periodic background sync can be used
    } else {
      console.log('Periodic background sync permission not granted');
    }
  });

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 3: Регистрация задачи периодической синхронизации

Зарегистрируйте задачу периодической синхронизации в Service Worker:

            
registration.periodicSync.register('update-news', {
  minInterval: 24 * 60 * 60 * 1000, // 1 day
}).then(() => {
  console.log('Periodic background sync registered for updating news');
}).catch((error) => {
  console.error('Periodic background sync registration failed: ', error);
});

            

              
                Copy
              
            
          

Шаг 4: Обработка события периодической синхронизации

Обработайте событие `sync` в Service Worker для выполнения периодической задачи:

            
self.addEventListener('sync', (event) => {
  if (event.tag === 'update-news') {
    event.waitUntil(updateNews());
  }
});

function updateNews() {
  // Fetch the latest news from the server
  return fetch('/api/news')
    .then(response => response.json())
    .then(news => {
      // Store the news in IndexedDB
      return storeNewsInIndexedDB(news);
    })
    .catch(error => {
      console.error('Error updating news: ', error);
    });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Обработка ошибок и лучшие практики

Реализация планирования фоновых задач требует внимательного отношения к обработке ошибок и лучшим практикам:

• Механизмы повторных попыток: Реализуйте механизмы повторных попыток с экспоненциальной задержкой для неудачных задач.
• Идемпотентность: Убедитесь, что задачи являются идемпотентными, то есть их многократное выполнение имеет тот же эффект, что и однократное. Это важно для предотвращения повреждения данных в случае повторных попыток.
• Оптимизация батареи: Помните о потреблении заряда батареи при планировании фоновых задач. Избегайте частых задач, которые могут быстро разрядить батарею.
• Уведомление пользователя: Предоставляйте пользователю обратную связь о статусе фоновых задач, особенно если они связаны с синхронизацией данных.
• Вопросы безопасности: Безопасно храните конфиденциальные данные в IndexedDB и защищайтесь от уязвимостей межсайтового скриптинга (XSS).
• Тестирование: Тщательно тестируйте реализацию планирования фоновых задач в различных сетевых условиях и браузерных окружениях.

Вопросы интернационализации и локализации

При разработке PWA для глобальной аудитории важно учитывать интернационализацию (i18n) и локализацию (l10n):

• Поддержка языков: Поддерживайте несколько языков и позволяйте пользователям выбирать предпочитаемый язык.
• Форматирование даты и времени: Используйте соответствующие форматы даты и времени для разных регионов.
• Форматирование чисел: Используйте соответствующие форматы чисел для разных регионов, включая десятичные разделители и разделители тысяч.
• Форматирование валюты: Отображайте значения валют с правильными символами и форматированием для разных регионов.
• Перевод: Переводите весь текст, видимый пользователю, на поддерживаемые языки.
• Поддержка справа налево (RTL): Поддерживайте языки с письмом справа налево, такие как арабский и иврит.

Библиотеки, такие как i18next и Moment.js, могут помочь упростить i18n и l10n в вашем PWA.

Примеры реальных PWA, использующих планирование фоновых задач

Несколько реальных PWA используют планирование фоновых задач для обеспечения бесперебойной работы в офлайн-режиме:

• Google Docs: Позволяет пользователям создавать и редактировать документы офлайн, синхронизируя изменения при восстановлении соединения.
• Twitter Lite: Позволяет пользователям составлять и отправлять твиты офлайн, загружая их при возвращении в онлайн.
• Starbucks: Позволяет пользователям делать заказы офлайн, которые затем отправляются при появлении соединения.
• AliExpress: Позволяет просматривать товары и добавлять их в корзину офлайн, с синхронизацией при повторном подключении.

Заключение

Планирование фоновых задач является критически важным компонентом современных PWA, обеспечивая надежное управление офлайн-работой и улучшая пользовательский опыт. Используя такие технологии, как Service Workers, IndexedDB и Background Sync API, разработчики могут создавать PWA, которые обеспечивают бесперебойную и надежную функциональность даже при отсутствии сетевого подключения. По мере развития PWA овладение планированием фоновых задач будет иметь важное значение для создания по-настоящему увлекательных и глобально доступных веб-приложений. Не забывайте уделять первоочередное внимание обработке ошибок, оптимизации батареи и обратной связи с пользователем, чтобы создать отточенный и удобный опыт для разнообразной глобальной аудитории.