Skripti za ozadje v razširitvah brskalnikov: Sprejemanje migracije na JavaScript Service Worker

Svet razvoja razširitev za brskalnike se nenehno razvija. Ena najpomembnejših nedavnih sprememb je prehod s tradicionalnih vztrajnih strani v ozadju na JavaScript Service Workerje za skripte v ozadju. Ta migracija, ki jo v brskalnikih, osnovanih na Chromiumu, v veliki meri poganja Manifest V3 (MV3), prinaša številne prednosti, a hkrati postavlja razvijalce pred edinstvene izzive. Ta celovit vodnik se bo poglobil v razloge za to spremembo, prednosti in slabosti ter podroben pregled postopka migracije, s čimer bo zagotovljen gladek prehod za vašo razširitev.

Zakaj migrirati na Service Workerje?

Glavni motiv za ta prehod je izboljšanje delovanja in varnosti brskalnika. Vztrajne strani v ozadju, ki so bile običajne v Manifestu V2 (MV2), lahko porabijo znatne vire, tudi ko so nedejavne, kar vpliva na življenjsko dobo baterije in splošno odzivnost brskalnika. Service Workerji pa so po drugi strani dogodkovno vodeni in aktivni le, ko je to potrebno.

Prednosti Service Workerjev:

• Izboljšano delovanje: Service Workerji so aktivni le, ko jih sproži dogodek, kot je klic API-ja ali sporočilo iz drugega dela razširitve. Ta "dogodkovno vodena" narava zmanjšuje porabo virov in izboljšuje delovanje brskalnika.
• Povečana varnost: Service Workerji delujejo v bolj omejenem okolju, kar zmanjšuje površino za napade in izboljšuje splošno varnost razširitve.
• Pripravljenost na prihodnost: Večina glavnih brskalnikov prehaja na Service Workerje kot standard za obdelavo v ozadju v razširitvah. Z migracijo zdaj zagotovite, da bo vaša razširitev ostala združljiva in se izognila prihodnjim težavam z opuščanjem podpore.
• Neblokirajoče operacije: Service Workerji so zasnovani za izvajanje nalog v ozadju brez blokiranja glavne niti, kar zagotavlja bolj gladko uporabniško izkušnjo.

Slabosti in izzivi:

• Krivulja učenja: Service Workerji uvajajo nov programski model, ki je lahko izziv za razvijalce, navajene na vztrajne strani v ozadju. Dogodkovno vodena narava zahteva drugačen pristop k upravljanju stanja in komunikacije.
• Upravljanje vztrajnega stanja: Vzdrževanje vztrajnega stanja med aktivacijami Service Workerja zahteva skrbno načrtovanje. Tehnike, kot sta Storage API ali IndexedDB, postanejo ključne.
• Kompleksnost odpravljanja napak: Odpravljanje napak v Service Workerjih je lahko bolj zapleteno kot pri tradicionalnih straneh v ozadju zaradi njihove občasne narave.
• Omejen dostop do DOM-a: Service Workerji ne morejo neposredno dostopati do DOM-a. Za interakcijo s spletnimi stranmi morajo komunicirati s skripti vsebine (content scripts).

Razumevanje osrednjih konceptov

Preden se poglobimo v postopek migracije, je bistveno razumeti temeljne koncepte, ki stojijo za Service Workerji:

Upravljanje življenjskega cikla

Service Workerji imajo izrazit življenjski cikel, ki ga sestavljajo naslednje faze:

• Namestitev: Service Worker se namesti, ko se razširitev prvič naloži ali posodobi. To je idealen čas za predpomnjenje statičnih sredstev in izvedbo začetnih nastavitev.
• Aktivacija: Po namestitvi se Service Worker aktivira. To je točka, ko lahko začne obravnavati dogodke.
• Nedejavnost: Service Worker ostane nedejaven in čaka na dogodke, ki ga bodo sprožili.
• Prekinitev: Service Worker se prekine, ko ni več potreben.

Dogodkovno vodena arhitektura

Service Workerji so dogodkovno vodeni, kar pomeni, da izvajajo kodo le kot odziv na določene dogodke. Pogosti dogodki vključujejo:

• install: Sproži se ob namestitvi Service Workerja.
• activate: Sproži se ob aktivaciji Service Workerja.
• fetch: Sproži se, ko brskalnik izvede omrežno zahtevo.
• message: Sproži se, ko Service Worker prejme sporočilo iz drugega dela razširitve.

Medprocesna komunikacija

Service Workerji potrebujejo način za komunikacijo z drugimi deli razširitve, kot so skripti vsebine in skripti pojavnih oken. To se običajno doseže z uporabo API-jev chrome.runtime.sendMessage in chrome.runtime.onMessage.

Vodič po korakih za migracijo

Poglejmo si postopek migracije tipične razširitve brskalnika z vztrajne strani v ozadju na Service Worker.

1. korak: Posodobite datoteko manifesta (manifest.json)

Prvi korak je posodobitev datoteke manifest.json, da bo odražala spremembo na Service Worker. Odstranite polje "background" in ga zamenjajte s poljem "background", ki vsebuje lastnost "service_worker".

Primer Manifest V2 (vztrajna stran v ozadju):

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

Primer Manifest V3 (Service Worker):

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

Pomembni premisleki:

• Zagotovite, da je vaša manifest_version nastavljena na 3.
• Lastnost "service_worker" določa pot do vašega skripta Service Worker.

2. korak: Preoblikujte skript za ozadje (background.js)

To je najpomembnejši korak v postopku migracije. Skript za ozadje morate preoblikovati, da se prilagodi dogodkovno vodeni naravi Service Workerjev.

1. Odstranite spremenljivke vztrajnega stanja

V straneh v ozadju MV2 ste se lahko zanašali na globalne spremenljivke za ohranjanje stanja med različnimi dogodki. Ker pa se Service Workerji prekinejo, ko so nedejavni, globalne spremenljivke niso zanesljive za vztrajno stanje.

Primer (MV2):

var counter = 0;

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

Rešitev: Uporabite Storage API ali IndexedDB

Storage API (chrome.storage.local ali chrome.storage.sync) vam omogoča vztrajno shranjevanje in pridobivanje podatkov. IndexedDB je druga možnost za bolj zapletene podatkovne strukture.

Primer (MV3 s 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);
    });
  });
});

Primer (MV3 z IndexedDB):

// Function to open the IndexedDB database
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' });
    };
  });
}

// Function to get data from 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);
    };
  });
}

// Function to put data into 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. Zamenjajte poslušalce dogodkov s posredovanjem sporočil

Če vaš skript za ozadje komunicira s skripti vsebine ali drugimi deli razširitve, boste morali uporabiti posredovanje sporočil.

Primer (Pošiljanje sporočila iz skripta za ozadje skriptu vsebine):

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});
    }
  }
);

Primer (Pošiljanje sporočila iz skripta vsebine skriptu za ozadje):

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

3. Opravite inicializacijske naloge v dogodku `install`

Dogodek install se sproži, ko je Service Worker prvič nameščen ali posodobljen. To je idealen kraj za izvedbo inicializacijskih nalog, kot je ustvarjanje podatkovnih baz ali predpomnjenje statičnih sredstev.

Primer:

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

4. Razmislite o dokumentih zunaj zaslona (Offscreen Documents)

Manifest V3 je uvedel dokumente zunaj zaslona za opravljanje nalog, ki so prej zahtevale dostop do DOM-a v straneh ozadja, kot sta predvajanje zvoka ali interakcija z odložiščem. Ti dokumenti se izvajajo v ločenem kontekstu, vendar lahko v imenu service workerja komunicirajo z DOM-om.

Če mora vaša razširitev obsežno manipulirati z DOM-om ali izvajati naloge, ki jih ni enostavno doseči s posredovanjem sporočil in skripti vsebine, so dokumenti zunaj zaslona morda prava rešitev.

Primer (Ustvarjanje dokumenta zunaj zaslona):

// In your background script:
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);

Primer (offscreen.html):

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

Primer (offscreen.js, ki se izvaja v dokumentu zunaj zaslona):

// Listen for messages from the service worker
chrome.runtime.onMessage.addListener((request, sender, sendResponse) => {
  if (request.action === 'doSomething') {
    // Do something with the DOM here
    document.body.textContent = 'Action performed!';
    sendResponse({ result: 'success' });
  }
});

3. korak: Temeljito preizkusite svojo razširitev

Po preoblikovanju skripta za ozadje je ključnega pomena, da temeljito preizkusite svojo razširitev in se prepričate, da v novem okolju Service Workerja deluje pravilno. Posebno pozornost posvetite naslednjim področjem:

• Upravljanje stanja: Preverite, ali se vaše vztrajno stanje pravilno shranjuje in pridobiva z uporabo Storage API ali IndexedDB.
• Posredovanje sporočil: Zagotovite, da se sporočila pravilno pošiljajo in prejemajo med skriptom za ozadje, skripti vsebine in skripti pojavnih oken.
• Obravnava dogodkov: Preizkusite vse poslušalce dogodkov, da zagotovite, da se sprožijo, kot je pričakovano.
• Delovanje: Spremljajte delovanje vaše razširitve, da zagotovite, da ne porablja prekomernih virov.

4. korak: Odpravljanje napak v Service Workerjih

Odpravljanje napak v Service Workerjih je lahko izziv zaradi njihove občasne narave. Tukaj je nekaj nasvetov, ki vam bodo pomagali pri odpravljanju napak v vašem Service Workerju:

• Chrome DevTools: Uporabite Chrome DevTools za pregledovanje Service Workerja, ogled dnevnikov konzole in postavljanje prelomnih točk. Service Worker najdete pod zavihkom "Application".
• Vztrajni dnevniki konzole: Liberalno uporabljajte izraze console.log za sledenje toku izvajanja vašega Service Workerja.
• Prelomne točke: Postavite prelomne točke v kodo vašega Service Workerja, da zaustavite izvajanje in preverite spremenljivke.
• Inšpektor za Service Workerje: Uporabite inšpektor za Service Workerje v Chrome DevTools za ogled stanja, dogodkov in omrežnih zahtev Service Workerja.

Najboljše prakse za migracijo na Service Workerje

Tukaj je nekaj najboljših praks, ki jih je treba upoštevati pri migraciji vaše razširitve brskalnika na Service Workerje:

• Začnite zgodaj: Ne čakajte do zadnjega trenutka z migracijo na Service Workerje. Postopek migracije začnite čim prej, da si zagotovite dovolj časa za preoblikovanje kode in testiranje razširitve.
• Razdelite nalogo: Postopek migracije razdelite na manjše, obvladljive naloge. To bo postopek naredilo manj zastrašujoč in lažji za sledenje.
• Pogosto testirajte: Med postopkom migracije pogosto testirajte svojo razširitev, da zgodaj odkrijete napake.
• Uporabite Storage API ali IndexedDB za vztrajno stanje: Ne zanašajte se na globalne spremenljivke za vztrajno stanje. Namesto tega uporabite Storage API ali IndexedDB.
• Uporabite posredovanje sporočil za komunikacijo: Uporabite posredovanje sporočil za komunikacijo med skriptom za ozadje, skripti vsebine in skripti pojavnih oken.
• Optimizirajte svojo kodo: Optimizirajte svojo kodo za boljše delovanje, da zmanjšate porabo virov.
• Razmislite o dokumentih zunaj zaslona: Če morate obsežno manipulirati z DOM-om, razmislite o uporabi dokumentov zunaj zaslona.

Premisleki glede internacionalizacije

Pri razvoju razširitev brskalnikov za globalno občinstvo je ključnega pomena upoštevati internacionalizacijo (i18n) in lokalizacijo (l10n). Tukaj je nekaj nasvetov, kako zagotoviti, da bo vaša razširitev dostopna uporabnikom po vsem svetu:

• Uporabite mapo `_locales`: Prevedene nize vaše razširitve shranite v mapo _locales. Ta mapa vsebuje podmape za vsak podprt jezik z datoteko messages.json, ki vsebuje prevode.
• Uporabite sintakso `__MSG_messageName__`: Uporabite sintakso __MSG_messageName__ za sklicevanje na prevedene nize v vaši kodi in datoteki manifesta.
• Podprite jezike, ki se pišejo od desne proti levi (RTL): Zagotovite, da se postavitev in slog vaše razširitve pravilno prilagodita jezikom RTL, kot sta arabščina in hebrejščina.
• Upoštevajte oblikovanje datuma in časa: Uporabite ustrezno oblikovanje datuma in časa za vsako lokalizacijo.
• Zagotovite kulturno relevantno vsebino: Prilagodite vsebino vaše razširitve, da bo kulturno relevantna za različne regije.

Primer (_locales/sl/messages.json):

{
  "extensionName": {
    "message": "Moja razširitev",
    "description": "Ime razširitve"
  },
  "buttonText": {
    "message": "Klikni me",
    "description": "Besedilo za gumb"
  }
}

Primer (Sklicevanje na prevedene nize v vaši kodi):

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

Zaključek

Migracija skripta za ozadje vaše razširitve brskalnika na JavaScript Service Worker je pomemben korak k izboljšanju delovanja, varnosti in pripravljenosti vaše razširitve na prihodnost. Čeprav prehod lahko prinese nekaj izzivov, so koristi vredne truda. Z upoštevanjem korakov, opisanih v tem vodniku, in sprejetjem najboljših praks lahko zagotovite gladko in uspešno migracijo ter svojim uporabnikom po vsem svetu ponudite boljšo izkušnjo. Ne pozabite na temeljito testiranje in prilagoditev novi dogodkovno vodeni arhitekturi, da boste v celoti izkoristili moč Service Workerjev.

Dodatni viri

• Dokumentacija za Manifest V3 za razširitve Chroma
• Dokumentacija za Service Worker API na Mozilli
• Osnove Service Workerjev