Skripty na pozadí pre rozšírenia prehliadača: Prijatie migrácie na JavaScript Service Worker

Oblasť vývoja rozšírení pre prehliadače sa neustále vyvíja. Jednou z najvýznamnejších nedávnych zmien je prechod od tradičných perzistentných stránok na pozadí k JavaScript Service Workers pre skripty na pozadí. Táto migrácia, z veľkej časti poháňaná Manifestom V3 (MV3) v prehliadačoch založených na Chromiu, prináša množstvo výhod, ale zároveň predstavuje jedinečné výzvy pre vývojárov. Tento komplexný sprievodca sa ponorí do dôvodov tejto zmeny, výhod a nevýhod a poskytne podrobný návod na proces migrácie, čím zabezpečí plynulý prechod pre vaše rozšírenie.

Prečo migrovať na Service Workers?

Hlavnou motiváciou pre tento prechod je zlepšenie výkonu a bezpečnosti prehliadača. Perzistentné stránky na pozadí, ktoré boli bežné v Manifeste V2 (MV2), môžu spotrebovávať značné zdroje aj v nečinnosti, čo ovplyvňuje výdrž batérie a celkovú odozvu prehliadača. Service Workers sú naopak riadené udalosťami a aktívne iba vtedy, keď sú potrebné.

Výhody Service Workers:

• Zlepšený výkon: Service Workers sú aktívne iba vtedy, keď ich spustí udalosť, ako napríklad volanie API alebo správa z inej časti rozšírenia. Táto „udalosťami riadená“ povaha znižuje spotrebu zdrojov a zlepšuje výkon prehliadača.
• Zvýšená bezpečnosť: Service Workers fungujú v obmedzenejšom prostredí, čím sa znižuje plocha pre útoky a zlepšuje celková bezpečnosť rozšírenia.
• Zabezpečenie do budúcnosti: Väčšina hlavných prehliadačov prechádza na Service Workers ako štandard pre spracovanie na pozadí v rozšíreniach. Migrácia teraz zabezpečí, že vaše rozšírenie zostane kompatibilné a vyhnete sa budúcim problémom so zastaraním.
• Neblokujúce operácie: Service Workers sú navrhnuté tak, aby vykonávali úlohy na pozadí bez blokovania hlavného vlákna, čo zaručuje plynulejší používateľský zážitok.

Nevýhody a výzvy:

• Krivka učenia: Service Workers prinášajú nový programovací model, ktorý môže byť náročný pre vývojárov zvyknutých na perzistentné stránky na pozadí. Udalosťami riadená povaha vyžaduje odlišný prístup k správe stavu a komunikácii.
• Správa perzistentného stavu: Udržiavanie perzistentného stavu medzi aktiváciami Service Worker si vyžaduje dôkladné zváženie. Techniky ako Storage API alebo IndexedDB sa stávajú kľúčovými.
• Zložitosť ladenia: Ladenie Service Workers môže byť zložitejšie ako ladenie tradičných stránok na pozadí kvôli ich prerušovanej povahe.
• Obmedzený prístup k DOM: Service Workers nemôžu priamo pristupovať k DOM. Musia komunikovať s obsahovými skriptami, aby mohli interagovať s webovými stránkami.

Pochopenie základných konceptov

Predtým, ako sa pustíme do procesu migrácie, je nevyhnutné pochopiť základné koncepty, ktoré stoja za Service Workers:

Správa životného cyklu

Service Workers majú odlišný životný cyklus pozostávajúci z nasledujúcich fáz:

• Inštalácia: Service Worker sa nainštaluje pri prvom načítaní alebo aktualizácii rozšírenia. Toto je ideálny čas na ukladanie statických aktív do vyrovnávacej pamäte a vykonávanie počiatočných nastavovacích úloh.
• Aktivácia: Po inštalácii sa Service Worker aktivuje. V tomto bode môže začať spracovávať udalosti.
• Nečinnosť: Service Worker zostáva nečinný a čaká na udalosti, ktoré ho spustia.
• Ukončenie: Service Worker sa ukončí, keď už nie je potrebný.

Architektúra riadená udalosťami

Service Workers sú riadené udalosťami, čo znamená, že spúšťajú kód iba ako odpoveď na konkrétne udalosti. Medzi bežné udalosti patria:

• install: Spustí sa pri inštalácii Service Worker.
• activate: Spustí sa pri aktivácii Service Worker.
• fetch: Spustí sa, keď prehliadač vykoná sieťovú požiadavku.
• message: Spustí sa, keď Service Worker dostane správu z inej časti rozšírenia.

Medziprocesová komunikácia

Service Workers potrebujú spôsob, ako komunikovať s ostatnými časťami rozšírenia, ako sú obsahové skripty a popup skripty. Toto sa zvyčajne dosahuje pomocou API chrome.runtime.sendMessage a chrome.runtime.onMessage.

Podrobný sprievodca migráciou

Prejdime si proces migrácie typického rozšírenia prehliadača z perzistentnej stránky na pozadí na Service Worker.

Krok 1: Aktualizujte váš súbor manifestu (manifest.json)

Prvým krokom je aktualizácia vášho súboru manifest.json tak, aby odrážal zmenu na Service Worker. Odstráňte pole "background" a nahraďte ho poľom "background" obsahujúcim vlastnosť "service_worker".

Príklad Manifest V2 (Perzistentná stránka na pozadí):

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

Príklad Manifest V3 (Service Worker):

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

Dôležité úvahy:

• Uistite sa, že vaša manifest_version je nastavená na 3.
• Vlastnosť "service_worker" špecifikuje cestu k vášmu skriptu Service Worker.

Krok 2: Refaktorujte váš skript na pozadí (background.js)

Toto je najdôležitejší krok v procese migrácie. Musíte refaktorovať váš skript na pozadí, aby sa prispôsobil architektúre Service Workers riadenej udalosťami.

1. Odstráňte perzistentné stavové premenné

V stránkach na pozadí MV2 ste sa mohli spoliehať na globálne premenné na udržanie stavu medzi rôznymi udalosťami. Avšak Service Workers sú ukončené, keď sú nečinné, takže globálne premenné nie sú spoľahlivé pre perzistentný stav.

Príklad (MV2):

var counter = 0;

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

Riešenie: Použite Storage API alebo IndexedDB

Storage API (chrome.storage.local alebo chrome.storage.sync) vám umožňuje perzistentne ukladať a načítavať dáta. IndexedDB je ďalšou možnosťou pre zložitejšie dátové štruktúry.

Príklad (MV3 so 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);
    });
  });
});

Príklad (MV3 s IndexedDB):

// Funkcia na otvorenie databázy IndexedDB
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' });
    };
  });
}

// Funkcia na získanie dát z 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);
    };
  });
}

// Funkcia na vloženie dát do 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);
  }
});

2. Nahraďte poslucháčov udalostí odosielaním správ

Ak váš skript na pozadí komunikuje s obsahovými skriptami alebo inými časťami rozšírenia, budete musieť použiť odosielanie správ.

Príklad (Odoslanie správy zo skriptu na pozadí do obsahového skriptu):

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});
    }
  }
);

Príklad (Odoslanie správy z obsahového skriptu do skriptu na pozadí):

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

3. Spracujte inicializačné úlohy v udalosti `install`

Udalosť install sa spustí, keď je Service Worker prvýkrát nainštalovaný alebo aktualizovaný. Toto je ideálne miesto na vykonanie inicializačných úloh, ako je vytváranie databáz alebo ukladanie statických aktív do vyrovnávacej pamäte.

Príklad:

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

4. Zvážte dokumenty mimo obrazovky (Offscreen Documents)

Manifest V3 zaviedol dokumenty mimo obrazovky (offscreen documents) na spracovanie úloh, ktoré predtým vyžadovali prístup k DOM v stránkach na pozadí, ako je prehrávanie zvuku alebo interakcia so schránkou. Tieto dokumenty bežia v samostatnom kontexte, ale môžu interagovať s DOM v mene service workera.

Ak vaše rozšírenie potrebuje rozsiahlo manipulovať s DOM alebo vykonávať úlohy, ktoré nie sú ľahko dosiahnuteľné pomocou odosielania správ a obsahových skriptov, dokumenty mimo obrazovky môžu byť správnym riešením.

Príklad (Vytvorenie dokumentu mimo obrazovky):

// Vo vašom skripte na pozadí:
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);

Príklad (offscreen.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Offscreen Document</title>
</head>
<body>
  <script src="offscreen.js"></script>
</body>
</html>

Príklad (offscreen.js, ktorý beží v dokumente mimo obrazovky):

// Počúvajte správy od service workera
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, sendResponse) => {
  if (request.action === 'doSomething') {
    // Tu urobte niečo s DOM
    document.body.textContent = 'Action performed!';
    sendResponse({ result: 'success' });
  }
});

Krok 3: Dôkladne otestujte vaše rozšírenie

Po refaktorovaní vášho skriptu na pozadí je kľúčové dôkladne otestovať vaše rozšírenie, aby ste sa uistili, že v novom prostredí Service Worker funguje správne. Venujte osobitnú pozornosť nasledujúcim oblastiam:

• Správa stavu: Overte, či sa váš perzistentný stav správne ukladá a načítava pomocou Storage API alebo IndexedDB.
• Odosielanie správ: Uistite sa, že správy sa správne odosielajú a prijímajú medzi skriptom na pozadí, obsahovými skriptami a popup skriptami.
• Spracovanie udalostí: Otestujte všetkých poslucháčov udalostí, aby ste sa uistili, že sa spúšťajú podľa očakávania.
• Výkon: Monitorujte výkon vášho rozšírenia, aby ste sa uistili, že nespotrebúva nadmerné zdroje.

Krok 4: Ladenie Service Workers

Ladenie Service Workers môže byť náročné kvôli ich prerušovanej povahe. Tu je niekoľko tipov, ktoré vám pomôžu pri ladení vášho Service Worker:

• Chrome DevTools: Použite Chrome DevTools na inšpekciu Service Worker, zobrazenie záznamov v konzole a nastavenie bodov prerušenia. Service Worker nájdete na karte „Application“.
• Perzistentné záznamy v konzole: Hojne používajte príkazy console.log na sledovanie toku vykonávania vášho Service Worker.
• Body prerušenia (Breakpoints): Nastavte body prerušenia vo vašom kóde Service Worker na pozastavenie vykonávania a inšpekciu premenných.
• Inšpektor Service Worker: Použite inšpektor Service Worker v Chrome DevTools na zobrazenie stavu, udalostí a sieťových požiadaviek Service Worker.

Osvedčené postupy pre migráciu na Service Worker

Tu sú niektoré osvedčené postupy, ktoré treba dodržiavať pri migrácii vášho rozšírenia prehliadača na Service Workers:

• Začnite včas: Nečakajte na poslednú chvíľu s migráciou na Service Workers. Začnite proces migrácie čo najskôr, aby ste mali dostatok času na refaktorovanie kódu a testovanie rozšírenia.
• Rozdeľte si úlohu: Rozdeľte proces migrácie na menšie, zvládnuteľné úlohy. Tým sa proces stane menej skľučujúcim a ľahšie sledovateľným.
• Testujte často: Testujte svoje rozšírenie často počas celého procesu migrácie, aby ste včas odhalili chyby.
• Používajte Storage API alebo IndexedDB pre perzistentný stav: Nespoliehajte sa na globálne premenné pre perzistentný stav. Namiesto toho použite Storage API alebo IndexedDB.
• Používajte odosielanie správ na komunikáciu: Používajte odosielanie správ na komunikáciu medzi skriptom na pozadí, obsahovými skriptami a popup skriptami.
• Optimalizujte svoj kód: Optimalizujte svoj kód pre výkon, aby ste minimalizovali spotrebu zdrojov.
• Zvážte dokumenty mimo obrazovky: Ak potrebujete rozsiahlo manipulovať s DOM, zvážte použitie dokumentov mimo obrazovky.

Aspekty internacionalizácie

Pri vývoji rozšírení prehliadača pre globálne publikum je kľúčové zvážiť internacionalizáciu (i18n) a lokalizáciu (l10n). Tu je niekoľko tipov, ako zabezpečiť, aby bolo vaše rozšírenie prístupné používateľom po celom svete:

• Použite priečinok `_locales`: Ukladajte preložené reťazce vášho rozšírenia do priečinka `_locales`. Tento priečinok obsahuje podadresáre pre každý podporovaný jazyk so súborom `messages.json` obsahujúcim preklady.
• Použite syntax `__MSG_messageName__`: Použite syntax `__MSG_messageName__` na odkazovanie na preložené reťazce vo vašom kóde a súbore manifestu.
• Podporujte jazyky písané sprava doľava (RTL): Uistite sa, že rozloženie a štýlovanie vášho rozšírenia sa správne prispôsobuje jazykom RTL, ako sú arabčina a hebrejčina.
• Zvážte formátovanie dátumu a času: Používajte vhodné formátovanie dátumu a času pre každé miestne nastavenie.
• Poskytujte kultúrne relevantný obsah: Prispôsobte obsah vášho rozšírenia tak, aby bol kultúrne relevantný pre rôzne regióny.

Príklad (_locales/en/messages.json):

{
  "extensionName": {
    "message": "Moje rozšírenie",
    "description": "Názov rozšírenia"
  },
  "buttonText": {
    "message": "Klikni na mňa",
    "description": "Text pre tlačidlo"
  }
}

Príklad (Odkazovanie na preložené reťazce vo vašom kóde):

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

Záver

Migrácia skriptu na pozadí vášho rozšírenia prehliadača na JavaScript Service Worker je významným krokom k zlepšeniu výkonu, bezpečnosti a zabezpečeniu budúcnosti vášho rozšírenia. Hoci prechod môže priniesť určité výzvy, výhody stoja za námahu. Dodržiavaním krokov uvedených v tejto príručke a osvojením si osvedčených postupov môžete zabezpečiť hladkú a úspešnú migráciu a poskytnúť tak lepší zážitok pre vašich používateľov na celom svete. Nezabudnite dôkladne testovať a prispôsobiť sa novej architektúre riadenej udalosťami, aby ste naplno využili silu Service Workers.

Ďalšie zdroje

• Dokumentácia Chrome Extension Manifest V3
• Dokumentácia Mozilla Service Worker API
• Základy Service Worker